MTBE化學反應時催化劑泄漏的原因

MTBE即甲基叔丁基醚，是一種重要的高辛烷值汽油調和組分，對汽油升級和清潔燃料的生產有重要意義。根據反應器的不同，工業生產MTBE主要有常規的列管式、膨脹床、固定床帶外取熱、混相床工藝和催化蒸懼工藝。無論何種工藝，其反應器都有可能產生催化劑泄漏到催化蒸餾塔底或者共沸蒸餾塔底，從而使得塔底的MTBE產品發生逆反應，造成MTBE產品質量不合格，影響裝置的經濟效益，同時增加裝置的能耗、物耗。

甲醇與異丁烯在催化劑的作用下發生醚化反應生成甲基叔丁基醚。此反應為可逆放熱反應，經歷甲醇吸附、異丁烯質子化作用、親核加成三個階段完成甲基叔丁基醚的合成，同時又有異丁烯的自聚和水合、甲醇脫水等放熱副反應的發生，生成少量辛烷值較高的異丁烯低聚物、叔丁醇和二甲醚。叔丁醇和低聚物也可作為汽油調和組分與MTBE同時調入汽油。

能促使異丁烯和甲醇反應生成MTBE的催化劑有很多，據資料介紹有如下幾種:硫酸、固體超強酸、雜多酸及其鹽類、分子篩、陽離子交換樹脂等。從催化劑的活性、選擇性、穩定性、生產成本以及對環境的影響等綜合指標來看，以陽離子交換樹脂為優選。無論是國內還是國外，都選用陽離子交換樹脂為生產MTBE的催化劑。

合成MTBE所用的催化劑為大孔徑強酸性陽離子交換樹脂，其型號有S54、D72、D002、D005、D006等。催化劑本身并不進入化學反應的化學計量，不能改變化學反應平衡，只能改變化學反應速度。例如C4和甲醇 的混合物在6(T70°C幾乎是不能發生醚化反應的，但是在有樹脂催化劑的情況下，醚化反應速度大大提高，提高幅度大95%以上。

在反應完成后，樹脂催化劑又恢復到原來的狀態。利用氣體分離裝置脫異丁烷塔塔頂混合碳四組分中的異丁烯和甲醇在反應器中經過強酸性陽離子交換樹脂的催化作用下合成MTBE，反應溫度在7(T80°C之間，異丁烯轉化率> 80% ;剩余碳四中的異丁烯組分和甲醇經過催化蒸餾塔反應段實現異丁烯的深度轉化，異丁烯轉化率> 95%，未參與反應的碳四與甲醇形成低點共沸物從催化蒸餾塔頂餾出，催化蒸餾塔底得到MTBE產品，其質量分數> 98.5%，MTBE裝置若反應器發生催化劑泄漏或者催化蒸餾塔反應段的下段催化劑床層發生催化劑泄漏，催化劑隨著物料的流動狀態勢必落入催化蒸餾塔釜。在催化劑的作用下，部分MTBE發生逆反應生成甲醇和異丁烯，生成的甲醇與碳四很難形成低點共沸物從催化蒸餾塔頂送出，只能落入塔底，造成MTBE產品中甲醇、碳四含量超標，影響到MTBE產品質量。