MTBE化学反应时催化剂泄漏的原因

MTBE即甲基叔丁基醚，是一种重要的高辛烷值汽油调和组分，对汽油升级和清洁燃料的生产有重要意义。根据反应器的不同，工业生产MTBE主要有常规的列管式、膨胀床、固定床带外取热、混相床工艺和催化蒸懼工艺。无论何种工艺，其反应器都有可能产生催化剂泄漏到催化蒸馏塔底或者共沸蒸馏塔底，从而使得塔底的MTBE产品发生逆反应，造成MTBE产品质量不合格，影响装置的经济效益，同时增加装置的能耗、物耗。

甲醇与异丁烯在催化剂的作用下发生醚化反应生成甲基叔丁基醚。此反应为可逆放热反应，经历甲醇吸附、异丁烯质子化作用、亲核加成三个阶段完成甲基叔丁基醚的合成，同时又有异丁烯的自聚和水合、甲醇脱水等放热副反应的发生，生成少量辛烷值较高的异丁烯低聚物、叔丁醇和二甲醚。叔丁醇和低聚物也可作为汽油调和组分与MTBE同时调入汽油。

能促使异丁烯和甲醇反应生成MTBE的催化剂有很多，据资料介绍有如下几种:硫酸、固体超强酸、杂多酸及其盐类、分子筛、阳离子交换树脂等。从催化剂的活性、选择性、稳定性、生产成本以及对环境的影响等综合指标来看，以阳离子交换树脂为优选。无论是国内还是国外，都选用阳离子交换树脂为生产MTBE的催化剂。

合成MTBE所用的催化剂为大孔径强酸性阳离子交换树脂，其型号有S54、D72、D002、D005、D006等。催化剂本身并不进入化学反应的化学计量，不能改变化学反应平衡，只能改变化学反应速度。例如C4和甲醇 的混合物在6(T70°C几乎是不能发生醚化反应的，但是在有树脂催化剂的情况下，醚化反应速度大大提高，提高幅度大95%以上。

在反应完成后，树脂催化剂又恢复到原来的状态。利用气体分离装置脱异丁烷塔塔顶混合碳四组分中的异丁烯和甲醇在反应器中经过强酸性阳离子交换树脂的催化作用下合成MTBE，反应温度在7(T80°C之间，异丁烯转化率> 80% ;剩余碳四中的异丁烯组分和甲醇经过催化蒸馏塔反应段实现异丁烯的深度转化，异丁烯转化率> 95%，未参与反应的碳四与甲醇形成低点共沸物从催化蒸馏塔顶馏出，催化蒸馏塔底得到MTBE产品，其质量分数> 98.5%，MTBE装置若反应器发生催化剂泄漏或者催化蒸馏塔反应段的下段催化剂床层发生催化剂泄漏，催化剂随着物料的流动状态势必落入催化蒸馏塔釜。在催化剂的作用下，部分MTBE发生逆反应生成甲醇和异丁烯，生成的甲醇与碳四很难形成低点共沸物从催化蒸馏塔顶送出，只能落入塔底，造成MTBE产品中甲醇、碳四含量超标，影响到MTBE产品质量。