способ переработки изобутенсодержащей углеводородной смеси

Формула изобретения

Способ переработки изобутенсодержащей углеводородной смеси, содержащей преимущественно углеводороды С₄ , включающий взаимодействие содержащегося в ней изобутена с метанолом в присутствии кислого твердого катализатора в одной или нескольких зонах синтеза метилтретбутилового эфира с последующей отгонкой непрореагировавших углеводородов С₄ из реакционной смеси, вывод в качестве более высококипящего остатка потока, содержащего метилтретбутиловый эфир, который полностью или частично подают в зону разложения эфира, разложение метилтретбутилового эфира в присутствии высококислого твердого катализатора, отгонку из продуктов реакции потока, содержащего преимущественно изобутен, метанол и меньшую часть неразложенного метилтретбутилового эфира, вывод из системы или рециркуляцию в зону разложения эфира оставшегося более высококипящего продукта, содержащего преимущественно метилтретбутиловый эфир, ректификацию отогнанного потока, содержащего преимущественно изобутен, метанол и меньшую часть неразложенного метилтретбутилового эфира, при которой отгоняют поток, содержащий преимущественно изобутен, а более высококипящий остаток, содержащий метанол и эфир, подвергают дополнительной ректификации при меньшем давлении, рециркуляцию полученного кубового продукта, содержащего преимущественно метанол в зону синтеза эфира, а дистиллята - в следующую после зоны разложения отгонную зону, извлечение водной экстракцией метанола из потока, содержащего преимущественно изобутен, очистку отмытого изобутенового потока от диметилового эфира путем ректификации с выводом в качестве дистиллята потока, содержащего диметиловый эфир и изобутен, а в качестве более высококипящего кубового остатка - очищенного изобутена, а в случае гетероазеотропной осушки изобутена совместно с очисткой изобутена от диметилового эфира расслаивание полученного дистиллята с выводом водного и углеводородного потока, а в качестве более высококипящего кубового остатка - очищенного изобутена, отличающийся тем, что разложение метилтретбутилового эфира осуществляют при давлении, обеспечивающем сжиженное состояние веществ и температуре 60-120°С, поток, полученный в качестве дистиллята ректификации отмытого изобутенового потока и содержащий диметиловый эфир и изобутен, или углеводородный поток, содержащий диметиловый эфир и полученный после расслаивания дистиллята гетероазеотропной осушки изобутена рециркулируют в зону реакции разложения метилтретбутилового эфира.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки изобутенсодержащих углеводородных смесей, из которых изобутен извлекают в концентрированной форме и/или в виде ценного продукта его химического взаимодействия с другим(и) веществом(ами).

Более конкретно изобретение относится к области получения из изобутенсодержащих смесей, содержащих преимущественно углеводороды С₄, концентрированного изобутена и возможно метил-трет-бутилового эфира, в котором первоначально изобутен превращают в метил-трет-бутиловый эфир.

Известны способы извлечения изобутена из изобутенсодержащих фракций путем его соединения в присутствии твердого высококислого катализатора со спиртами (метанолом, этанолом и др.) с получением высокооктановых алкил-трет-алкиловых эфиров, в частности, метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) и этил-трет-бутилового эфира (ЭТБЭ) [С.Ю.Павлов и др. Хим. пром. 1995, №5-6, с.9-15].

Данные эфиры являются высокооктановыми компонентами бензинов, широко используются и производятся в больших количествах.

Известен способ получения изобутена путем разложения МТБЭ в присутствии высококислотных твердых катализаторов путем каталитической дистилляции [С.Ю.Павлов. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. Л., Химия, 1987, с.138-140].

Недостатком способа является относительно низкая селективность и образование значительного количества диметилового эфира (ДМЭ) (до 7% от получаемого изобутена), который трудноотделим от изобутена без значительных затрат энергосредств и потери изобутена.

Учитывая, что концентрированный изобутен в больших количествах требуется для получения бутилкаучука и требования процессов получения бутилкаучука к чистоте изобутена являются жесткими (по разным источникам от 0,5 до 5,0 ppm), важной задачей является избежать образование большого количества диметилового эфира. Существенным является и снижение непроизводительных расходов метанола.

Известен метод, согласно которому разложение МТБЭ при каталитической дистилляции ведут при невысоком давлении (от 1 до 3 ата) и относительно низкой температуре в катализаторной зоне 45-65°С [пат. RU 2083541 от 10.07.1997].

Этот прием позволяет сократить образование ДМЭ (до 0,8% в отгоняемом изобутилене).

Однако возникают другие осложнения: уменьшается скорость разложения МТБЭ. Для конденсации изобутена при давлении менее 3 ата требуется использовать специальные хладоагенты и компрессор, что существенно удорожает и усложняет процесс.

Указанные способы получения изобутена разложением МТБЭ требуют использования реакционно-ректификационного процесса, который в свою очередь требует дорогостоящих катализаторов.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются способы, описанные в патентах RU 2228923 от 20.05.2004, и RU 2233259 С1 от 27.07.2004, разработанные одной и той же группой авторов.

Согласно патенту RU 2228923 способ предусматривает переработку изобутенсодержащей углеводородной смеси, содержащей углеводороды С ₄, путем взаимодействия изобутена со спиртами С ₁ или С₂ в присутствии кислотного твердого катализатора в одной или нескольких зонах синтеза алкил-трет-бутилового эфира, с выделением из реакционной массы непрореагировавших углеводородов С₄ известным способом и выводом в виде высококипящего остатка алкил-трет-бутилового эфира (МТБЭ или ЭТБЭ), который подают в зону разложения эфира в присутствии высококислотного твердого катализатора при повышении температуры на 10-90°С по сравнению с синтезом эфира при конверсии не более 60%. Из реакционной массы отгоняют поток, преимущественно содержащий изобутен, с разделением реакционной смеси с помощью ректификации и водной экстракции образовавшегося спирта С₁ и С₂ и с рециркуляцией, как минимум, части непревращенного алкил-трет-бутилового эфира в реакционную зону или с выводом непревращенного алкил-трет-бутилового эфира из системы.

По патенту RU 2233259 способ предусматривает проведение процесса разложения метил-трет-бутилового эфира с получением изобутена в одной или нескольких последовательных реакционных зонах, разделение реакционной смеси с помощью ректификации и водной экстракции образовавшегося спирта с рециркуляцией части непревращенного метил-трет-бутилового эфира в реакционную зону.

В реакционных зонах поддерживают вещества полностью или частично в жидком состоянии. Указанные условия проведения процесса разложения позволяют снизить образование диметилового процесса и увеличить конверсию эфира.

Способы предусматривают очистку отогнанного потока изобутена от примеси диметилового эфира путем ректификации и возможность гетероазеотропной осушки изобутена в дополнительной ректификационной зоне или совместно с очисткой изобутена от диметилового эфира.

К недостаткам следует отнести, несмотря на то, что способы позволяют снизить образование ДМЭ до 0,07-0,1% в отгоняемом изобутилене, все же достаточно высокий уровень ДМЭ.

Образованию большого количества ДМЭ способствует его непрерывный или частичный вывод из реакционной зоны как компонента с низкой температурой кипения (-24°С).

Другим недостаткам способов является то, что снижение образования ДМЭ осуществляется за счет ограничения конверсии алкил-трет-бутилового эфира (за проход не более 50%), предпочтительно 10-30%, что приводит к значительному рециклу алкил-трет-бутилового эфира в зону реакции и повышает энергозатраты. В представленных примерах за один проход конверсия метил-трет-бутилового эфира составляет 10-18%.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение образования диметилового эфира и повышение производительности установки.

Указанный технический результат достигается тем, что способ переработки изобутенсодержащей углеводородной смеси, содержащей углеводороды С ₄, включает взаимодействие содержащегося в ней изобутена с метанолом при давлении, обеспечивающем сжиженное состояние веществ, в присутствии высококислого твердого катализатора в одной или нескольких зонах синтеза метил-трет-бутилового эфира с последующей отгонкой непрореагировавших углеводородов С ₄ из реакционной смеси, выводом в качестве более высококипящего остатка потока, содержащего преимущественно метил-трет-бутиловый эфир, который полностью или частично подают в зону разложения эфира в присутствии высококислого твердого катализатора при температуре 60-120°С. Из продуктов реакции отгоняют поток, содержащий преимущественно изобутен, метанол и меньшую часть неразложенного метил-трет-бутилового эфира, оставшийся более высококипящий продукт, содержащий преимущественно метил-трет-бутиловый эфир, выводят из системы или рециркулируют в зону разложения эфира, отогнанный поток подвергают ректификации, при которой отгоняют поток, содержащий преимущественно изобутен, более высококипящий остаток, содержащий метанол и эфир, подвергают дополнительной ректификации при меньшем давлении, полученный кубовый продукт, содержащий преимущественно метанол, рециркулируют в зону синтеза эфира, а дистиллят рециркулируют в следующую после зоны разложения отгонную зону, из потока, содержащего преимущественно изобутен, метанол извлекают водной экстракцией.

Предложенный способ отличается тем, что

- при очистке изобутена от диметилового эфира путем ректификации в качестве дистиллята выводят поток, содержащий диметиловый эфир и изобутен, который рециркулируют в зону реакции разложения метил-трет-бутилового эфира, в качестве более высококипящего кубового остатка выводят очищенный изобутен;

- в случае гетероазеотропной осушки изобутена совместно с очисткой изобутена от диметилового эфира дистиллят расслаивают, выводят водный поток, а углеводородный поток, содержащий диметиловый эфир, рециркулируют в зону разложения метил-трет-бутилового эфира, в качестве более высококипящего кубового остатка выводят очищенный изобутен.

Проведение реакции при давлении 0,5-1,2 МПа, обеспечивающем сжиженное состояние реакционной смеси, исключает вывод ДМЭ из реакционной зоны. Введение рециклового потока, содержащего в основном ДМЭ и изобутен, в зону реакции обеспечивает также снижение образования ДМЭ за счет его равновесного содержания в системе, что подтверждается экспериментальными данными.

Данный способ позволяет снизить образование ДМЭ менее 0,005% в реакционной массе, повысить производительность установки на 20-30% и снизить энергозатраты в 1,5-2 раза (с учетом рециркуляционного потока).

Понижение давления менее 0,5 МПа приводит к увеличению выхода диметилового эфира до 0,07 мас.% в отгоняемом изобутене.

Повышение давления выше 1,2 МПа - технологически нецелесообразно.

Снижение объемной скорости подачи сырья ниже 5,0 ч^-1 приводит к резкому повышению выхода диметилового эфира до 0,3 мас.% в отгоняемом изобутилене и снижению производительности установки.

При реализации способа могут использоваться известные различные кислые катионитные катализаторы, предпочтительно сульфокатионитные катализаторы в Н⁺ форме (Пьюролайт Ст-175, Амберлист 15, 35 WET, Леватит и др.). Процесс разложения проводится в трубчатых реакторах с непрерывным подводом теплоты через стенки трубок.

На фиг.1 и в примерах продемонстрированы варианты использования изобретения (указанный чертеж и примеры не исчерпывают всех возможных вариантов использования изобретения и возможно применение других технических решений при соблюдении сути, изложенной в формуле изобретения).

По линии 1 поступает изобутенсодержащая углеводородная смесь, а по линии 2 поступает метанол в узел I синтеза и выделения метил-трет-бутилового эфира.

Из узла I по линии 3 выводят поток, содержащий преимущественно непрореагировавшие углеводороды С₄, а по линии 4 выводят поток, содержащий преимущественно МТБЭ. Возможно, часть потока 4 по линии 4а выводят из системы. МТБЭ по линии 5 подают в узел II - разложения МТБЭ. К потоку 5 присоединяют рециркуляционные потоки 9а и 19, которые затем по линии 6 поступают в узел II. Из узла II по линии 7 выводят поток (реакционную смесь), содержащий в основном изобутен, метанол и неразложенный МТБЭ.

Поток 7 подают в ректификационную колонну К-1, снизу которой по линии 9 выводят поток, содержащий МТБЭ, который рециркулируют в узел II по линии 9а или частично выводят из системы по линии 96.

Сверху К-1 выводят поток 8, содержащий преимущественно изобутен, а также метанол и часть МТБЭ, его конденсируют и частично возвращают в колонну К-1 в качестве флегмы, а остальное количество подают в ректификационную колонну К-2.

Снизу К-2 выводят поток, содержащий преимущественно метанол и МТБЭ, который по линии 11 подают в ректификационную колонну К-3.

С верха колонны К-2 отбирают поток 10, содержащий преимущественно изобутен, который направляют на очистку водной экстракцией в аппарат Э-1. В аппарат Э-1 по линии 12 подается вода. Отмытый в Э-1 изобутеновый поток по линии 13 направляют на дополнительную очистку в ректификационную колонну К-4.

Снизу аппарата Э-1 по линии 14 выводят водный поток, содержащий метиловый спирт, который направляют на выделение метанола известным способом.

Из колонны К-3 сверху выводят поток, содержащий преимущественно метанол и МТБЭ, который по линии 15 рециркулируют в питание колонны К-1.

Из куба К-3 выводят поток, содержащий преимущественно метанол, который по линии 16 рециркулируют в узел I синтеза и выделения МТБЭ.

Снизу колонны К-4 выводят очищенный изобутен.

Выводимый сверху колонны К-4 поток, содержащий преимущественно диметиловый эфир и изобутен, конденсируют, часть его возвращают в К-4 в качестве флегмы, а остальное количество поступает в емкость Е-1. В сепарационном пространстве емкости Е-1 проводят расслоение (показано пунктиром) с выводом нижнего водного слоя по линии 20. Верхний углеводородный слой, содержащий диметиловый эфир и изобутен, рециркулируют в узел II - разложения МТБЭ.

Ниже приведены примеры использования изобретения в соответствии с фиг.1.

Пример 1 (по прототипу)

Синтез МТБЭ в узле I осуществляется в трех последовательных прямоточных реакторах согласно фиг.2. В качестве сырья используют С ₄-фракцию дегидрирования изобутана. В реакторах загружен сульфокатионитный катализатор «Пьюролайт Ст-175» (размер частиц 0,3-1,2 мм, статическая обменная емкость СОЕ=5,0 мг-экв.Н ⁺/г катализатора).

Полученный в узле I МТБЭ полностью направляется в узел II - разложения МТБЭ. Разложение МТБЭ осуществляют в трубчатом реакторе, обогреваемом путем подачи греющего агента в межтрубное пространство, в трубки которого загружен сульфокатионитный катализатор «Пьюролайт Ст-175». Температура в реакторах синтеза МТБЭ составляет 40-48°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе составляет 80-84°С.

Дистиллят колонны К-1 в жидкой фазе направляют в колонну К-2.

Кубовый продукт колонны К-1 частично выводится из системы по линии 96, а часть возвращается в узел 2 по линии 9а.

Соотношение потоков 9а к 9б составляет 6,5:1.

Кубовый продукт колонны К-2 подвергают ректификации в колонне К-3, дистиллят колонны К-3 возвращают в колонну К-1, а кубовый продукт, содержащий метанол, рециркулируют в узел I - синтеза и выделения МТБЭ.

Изобутеновый поток, отбираемый в качестве дистиллята колонны К-2, подвергают очистке водной экстракцией в аппарате Э-1 и далее направляют в колонну К-4 для ректификации изобутена от примесей ДМЭ, метанола с одновременной осушкой. По линии 18 выводят концентрированный изобутен, а по линии 19 - ДМЭ с частью изобутена. Поток 19 направляют в узел I.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 12%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 50%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,08 мас.%.

Выработка изобутена составляет 76 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 4,88 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 1.

Пример 2

Синтез МТБЭ в узле I осуществляют в трех последовательных прямоточных реакторах согласно фиг.1. В качестве сырья используют С₄-фракцию дегидрирования изобутана. В реакторах загружен сульфокатионитный катализатор «Пьюролайт Ст-175» (размер частиц 0,3-1,2 мм, статическая обменная емкость СОЕ=5,0 мг-экв.Н⁺/г катализатора).

Полученный в узле I МТБЭ полностью направляют в узел II - разложения МТБЭ. Разложение МТБЭ осуществляют в кожухотрубчатом реакторе, обогреваемом путем подачи греющего агента в межтрубное пространство, в трубки которого загружен мелкозернистый катализатор «Пьюролайт Ст-175». Температура в реакторах синтеза МТБЭ составляет 45-55°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе составляет 65-75°С, давление 0,9 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 15 ч ^-1.

Дистиллят колонны К-1 в жидкой фазе направляют в колонну К-2.

Кубовый продукт колонны К-1 частично выводится из системы по линии 96, а часть возвращается в узел 2 по линии 9а.

Соотношение потоков 9а и 9б составляет 6,5:1.

Кубовый продукт колонны К-2 подвергают ректификации в колонне К-3, дистиллят колонны К-3 возвращают в колонну К-1, а кубовый продукт, содержащий метанол, рециркулируют в узел I - синтеза и выделения МТБЭ.

Изобутеновый поток, отбираемый в качестве дистиллята колонны К-2, подвергают очистке водной экстракцией в аппарате Э-1 и далее направляют в колонну К-4 для ректификации изобутена от примесей ДМЭ, метанола с одновременной осушкой. По линии 18 выводят концентрированный изобутен, а по линии 19 после отстоя от воды - ДМЭ с частью изобутена. Поток 19 рециркулируют в узел II - разложения МТБЭ.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 20%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 82,0%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,03 мас.%

Выработка изобутена составляет 127 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 2,92 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 2.

Пример 3

Проводят согласно фиг.1. Синтез осуществляют, как описано в примере 2.

Отличается тем, что в узел II разложения МТБЭ направляют 80% от потока 4, а оставшуюся часть выводят по линии 4а в качестве товарного МТБЭ.

Соотношение потоков 9а и 9б 14,6:1.

Температура в катализаторном слое последнего прямоточного реактора узла I составляет 45-50°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе 78-82°С, давление 1,1 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 20 ч^-1.

Изобутеновый поток 13 подвергают очистке ректификацией в колонне 4. Дистиллат колонны К-4 (поток 19) рециркулируют в узел II, а кубовый продукт -очищенный изобутен выводят по линии 18.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 18,5%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 75,0%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,03 мас.%.

Выработка изобутена составляет 118 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 3,15 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 3.

Пример 4.

Проводят согласно фиг.1. Синтез осуществляют, как описано в примере 2.

Отличается тем, что в трубное пространство реакторов синтеза МТБЭ в узле I загружен мелкозернистый сульфокатионитный катализатор Амберлист-35 (гранулы 0,3-1,0 мм, статистическая обменная емкость, СОЕ=5,4 мг-экв.Н⁺/ г катализатора).

Полученный на узле I МТБЭ направляют на разложение - 68,0% от потока 4, а оставшуюся часть выводят по линии 4а в качестве товарного МТБЭ.

В реакторах разложения МТБЭ в трубки загружен катализатор «Амберлист-35».

Поток 9 полностью рециркулируют в узел II.

Температура в катализаторном слое последнего реактора синтеза МТБЭ 45-50°С.

В узле II разложения МТБЭ температура 80-85°С, давление 1,2 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 16 ч^-1 .

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 16%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 75,0%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,04 мас.%.

Выработка изобутена составляет 102 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 3,64 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 4.

Пример 5

Проводят согласно фиг.1. Синтез осуществляют, как описано в примере 2.

Полученный в узле I МТБЭ полностью направляют в узел II - разложения МТБЭ. Соотношение потоков 9а и 9б 5,04:1.

Температура в катализаторном слое последнего прямоточного реактора узла I составляет 45-50°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе 60-65°С, давление 0,5 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 15 ч^-1.

Изобутеновый поток 13 подвергают очистке ректификацией в колонне 4. Дистиллат колонны К-4 (поток 19) рециркулируют в узел II, а кубовый продукт - очищенный изобутен выводят по линии 18.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 20%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 90%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,03 мас.%

Выработка изобутена составляет 127 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 2,75 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 5.

Пример 6

Проводят согласно фиг.1. Синтез осуществляют, как описано в примере 2.

Полученный в узле I МТБЭ полностью направляют в узел II - разложения МТБЭ. Соотношение потоков 9а и 9б 19,0:1.

Температура в катализаторном слое последнего прямоточного реактора узла I составляет 45-50°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе 80-85°С, давление 1,0 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 20 ч^-1.

Изобутеновый поток 13 подвергают очистке ректификацией в колонне 4. Дистиллат колонны К-4 (поток 19) рециркулируют в узел II, а кубовый продукт - очищенный изобутен выводят по линии 18.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 26%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 95%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,01 мас.%.

Выработка изобутена составляет 92 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 3,67 Гкалт изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 6.

Пример 7

Проводят согласно фиг.1. Синтез осуществляют, как описано в примере 2.

Полученный в узле I МТБЭ полностью направляют в узел II - разложения МТБЭ. Соотношение потоков 9а и 9б 1,87:1.

Температура в катализаторном слое последнего прямоточного реактора узла I составляет 45-50°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе 90°С, давление 0,4 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 10 ч^-1.

Изобутеновый поток 13 подвергают очистке ректификацией в колонне 4. Дистиллат колонны К-4 (поток 19) рециркулируют в узел II, а кубовый продукт - очищенный изобутен выводят по линии 18.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 12%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 80%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,07 мас.%.

Выработка изобутена составляет 77 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 4,70 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 7.

Пример 8

Проводят согласно фиг.1. Синтез осуществляют, как описано в примере 2.

Полученный в узле I МТБЭ полностью направляют в узел II - разложения МТБЭ. Соотношение потоков 9а и 9б 5,04:1.

Температура в катализаторном слое последнего прямоточного реактора узла I составляет 45-50°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе 90-95°С, давление 1,3 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 15 ч^-1.

Изобутеновый поток 13 подвергают очистке ректификацией в колонне 4. Дистиллат колонны К-4 (поток 19) рециркулируют в узел II, а кубовый продукт - очищенный изобутен выводят по линии 18.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 18%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 85%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,04 мас.%.

Выработка изобутена составляет 114 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 2,95 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 8.

Пример 9

Проводят согласно фиг.1. Синтез осуществляют, как описано в примере 2.

Полученный в узле I МТБЭ полностью направляют в узел II - разложения МТБЭ. Соотношение потоков 9а и 9б 3,83:1.

Температура в катализаторном слое последнего прямоточного реактора узла I составляет 45-50°С. В узле II разложения МТБЭ температура в реакторе 65-70°С, давление 0,5 МПа. Объемная скорость подачи сырья в реактор разложения узла II составляет 4 ч^-1.

Изобутеновый поток 13 подвергают очистке ректификацией в колонне 4. Дистиллат колонны К-4 (поток 19) рециркулируют в узел II, а кубовый продукт - очищенный изобутен выводят по линии 18.

Конверсия МТБЭ за проход в узле разложения составляет 12,5%. Конверсия МТБЭ с учетом рециркуляции потока 9а составляет 80%.

Содержание ДМЭ в отогнанном изобутене (поток 13) составляет 0,02 мас.%.

Выработка изобутена составляет 79 кг на 1 т МТБЭ, взятого на разложение.

Расход водяного пара 3,97 Гкал/1 т изобутена.

Характеристика основных потоков приведена в таблице 9.

Таким образом, по сравнению с известными способами предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества:

- в два раза сокращается расход метанола на побочную реакцию образования диметилового эфира;

- повышается производительность установки по выработке изобутена и соответственно снижаются удельные энергозатраты в 1,5-2 раза за счет сокращения числа рециклов МТБЭ при достижении общей конверсии 85-95%.

Пример 1
Таблица 1
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%: Изобутен	40,00	-	-	7,61	26,59	-	97,32	99,81	0,01	-	99,99	74,00
Изобутан	59,20	-	0,02	0,00	0,01	-	0,05	0,05	0,00	-	0,00	0,00
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	4,40	23,36	0,05	2,50	0,01	14,00	99,90	-	-
МТБЭ	-	-	99,80	87,77	50,00	99,72	0,00	0,00	85,99	0,1	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,01	0,03	-	0,10	0,08	-	-	-	26,00
Вода	-	0,05	0,00	0,00	0,01	-	0,03	0,05	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,21	-	0,23	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1000,0	126,8	604,2	2547,0	729,3	2141,6	199,2	194,2	424,0	106,0	193,6	0,6
«прочие» - трет-бутанол и димеры изобутена.
Обозначения:
0,00 - соответствует содержанию компонента не более 0,005 мас.
« - » - соответствует отсутствию компонента или его содержанию менее 0,0005 мас.%.

Пример 2
Таблица 2
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,00	-	-	12,69	26,20	-	97,45	99,94	-	-	99,99	72,00
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	7,35	22,38	0,05	2,50	0,01	12,40	99,90	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	79,85	51,41	99,83	-	-	87,60	0,10	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,004	0,008	-	0,03	0,03	-	-	-	28,00
Вода	-	0,05	-	0,002	0,003	-	0,01	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,10	-	0,12	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1293,0	121,9	781,2	2547,0	1233,1	2037,4	331,5	323,3	723,5	178,1	322,9	0,3

Пример 3
Таблица 3
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,00	-	-	11,74	27,45	-	97,46	99,94	-	-	99,99	73,3
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	6,81	22,70	0,05	2,50	0,01	12,13	99,9	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	81,35	49,84	99,83	-	-	87,87	0,10	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,004	0,01	-	0,03	0,03	-	-	-	23,7
Вода	-	0,05	-	0,002	0,004	-	0,01	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,10	-	0,12	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1250	125,2	604,2	2547,0	1089,6	2075,3	306,8	299,1	617,9	164,8	298,7	0,3

Пример 4
Таблица 4
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,00	-	-	10,15	25,52	-	97,41	99,93	-	-	99,99	76,47
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	5,90	22,14	0,05	2,50	0,01	12,4	99,95	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	83,84	52,33	99,83	-	-	87,6	0,05	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,004	0,01	-	0,04	0,04	-	-	-	23,53
Вода	-	0,05	-	0,001	0,004	-	0,02	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,10	-	0,12	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1000,0	89,6	408,1	2547	1013,1	2138,9	265,4	258,6	605	142,7	258,2	0,34

Пример 5
Таблица 5
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,00	-	-	12,69	26,20	-	97,45	99,94	-	-	99,99	72,00
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	7,35	22,38	0,05	2,50	0,01	12,40	99,90	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	79,85	51,41	99,83	-	-	87,60	0,10	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,004	0,008	-	0,03	0,03	-	-	-	28,0
Вода	-	0,05	-	0,002	0,003	-	0,01	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,10	-	0,12	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1293,0	121,9	781,2	2547,0	1233,1	2037,4	331,5	323,3	723,5	178,1	322,9	0,3

Пример 6
Таблица 6
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,00	-	-	16,37	31,26	-	97,49	99,96	-	-	99,90	76,0
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	9,59	23,30	0,04	2,50	0,01	10,0	99,90	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	73,89	45,43	99,76	-	-	90,0	0,10	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,001	0,002	-	0,01	0,01	-	-	-	24,0
Вода	-	0,05	-	0,001	0,002	-	0,01	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,15	-	0,20	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1250,1	56,7	755,3	2547,0	1333,6	1886,1	427,6	417,0	672,6	233,3	416,8	0,1

Пример 7
Таблица 7
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,00	-	-	7,71	28,84	-	97,38	99,90	-	-	99,90	74,0
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	4,40	21,85	0,02	2,50	0,01	9,98	99,90	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	87,77	49,27	99,85	-	-	90,02	0,10	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,009	0,03	-	0,10	0,07	-	-	-	26,0
Вода	-	0,05	-	-	-	-	-	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,11	-	0,13	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1293,0	193,4	781,2	2547,0	680,9	2238,7	201,6	196,6	372,6	106,6	195,9	0,54

Пример 8
Таблица 8
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,0	-	-	11,41	28,85	-	97,45	99,93	-	-	99,99	76,0
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	6,63	23,03	0,05	2,50	0,01	11,71	99,90	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	81,85	48,11	99,83	-	-	88,29	0,10	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,005	0,01	-	0,04	0,04	-	-	-	24,0
Вода	-	0,05	-	0,002	0,005	-	0,01	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,10	-	0,12	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1293,0	139,7	781,2	2547,0	1007,7	2088,4	298,4	290,9	549,0	160,3	290,3	0,5

Пример 9
Таблица 9
Компоненты и параметры	Потоки
	1	2	4	7	8	9	10	13	15	16	18	19
Концентрация, мас.%. Изобутен	40,0	-	-	7,92	28,38	-	97,11	99,67	-	-	99,99	76,0
Изобутан	59,20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Прочие С4	0,80	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Метанол	-	99,95	0,10	4,61	21,90	0,03	2,49	0,01	9,98	99,90	-	-
МТБЭ	-	-	99,82	87,34	49,61	99,86	-	-	90,02	0,10	-	-
ДМЭ	-	-	-	0,02	0,08	-	0,29	0,30	-	-	-	24,0
Вода	-	0,05	-	0,01	0,03	-	0,11	0,02	-	-	-	-
Прочие	-	-	0,08	0,10	-	0,11	-	-	-	-	-	-
Поток, кг/ч	1293,0	188,0	781,2	2547,0	710,8	2227,2	207,1	202,4	391,0	112,2	199,8	2,5