III- Các phơng pháp sản xuất:
2. Công nghệ sản xuất MTBE của CD TECH: [8, 9, 10]
a) Dây chuyền công nghệ: (Hình 5)
Công nghệ ete hoá CD Tech là công đoạn ete hoá isobuten bằng metanol tạo MTBE , là công đoạn cuối cùng trong quá trình sản xuất MTBE của công nghệ ABB Lummus Crest. Công nghệ này dùng để sản xuất nhiều loại Ete nh MTBE, ETBE, TAME.
Nguyên liệu đầu giàu isobutylen, từ thiết bị dehydro hoá, đợc kết hợp với lợng metanol mới, từ nguồn dự trữ cố định, và metanol tuần hoàn từ thiết bị thu hồi metanol của thiết bị tổng hợp MTBE, tạo thành nguồn cấp liệu cho vào thiết bị phản ứng xúc tác tầng cố định đầu tiên.
Sơ đồ này có thể sử dụng nguyên liệu là hỗn hợp hydrocacbon C4 hoặc isobuten từ qúa trình dehydro hoá isobuten. Công nghệ CD TECH sử dụng hai thiết bị phản ứng. Thiết bị thứ nhất là thiết bị phản ứng đoạn nhiệt, còn thiết bị thứ hai là thiết bị phản ứng chng tách, vừa thực hiện phản ứng vừa chng tách. Trong tháp phản ứng chng tách (3) ngời ta bố trí những “khoảng” để chng tách và những khoảng chứa xúc tác để thực hiện phản ứng để tăng độ chuyển hoá sản phẩm. Đây là công nghệ mới sử dụng kỹ thuật phản ứng chng tách.
Sau khi phản ứng ở trong thiết bị đầu tiên, một phần hỗn hợp đã phản ứng đ- ợc làm lạnh tới điểm bọt và bơm tới cột chng cất phản ứng xúc tác, mà ở đó có sự kết hợp của các phản ứng và quá trình chng cất phân đoạn .
Phản ứng đợc tiếp tục ở trong cột đó và sản phẩm MTBE đợc tách từ lợng C4S cha phản ứng. Cột phản ứng này cho phép đạt đợc độ chuyển hoá isobutylen cao (99%).
Khi MTBE đợc hình thành, nó đợc tách ra từ vùng phản ứng bằng quá trình chng cất, điều này cho phép phản ứng tiến hành vợt qua giới hạn cho phép là khá dễ dàng, giới hạn đợc thiết lập bởi cân bằng hoá học đối với một hệ thống thiết bị phản ứng thông thờng .
MTBE tách ra khỏi cột chng cất phản ứng nh là sản phẩm đáy cùng một l- ợng nhỏ sản phẩm phụ của phản ứng .
Một lợng metanol còn d lại sẽ đợc lấy ra ở đỉnh và đi chng luyện cùng với l- ợng C4s không phản ứng và đợc chuyển tới cột tách metanol.
Tại cột tách metanol, pha Raffinat (ở đỉnh) bao gồm chủ yếu isobutan đợc tuần hoàn trực tiếp tới quá trình dehydro hoá.
Metanol tái sinh (lấy ở đỉnh của cột tái sinh) đợc tuần hoàn cho quay trở lại làm nguyên liệu cho thiết bị phản ứng MTBE. Sản phẩm đáy của cột tái sinh metanol (nớc) đợc tuần hoàn trở lại cột tách metanol.
Chú thích: 1- Tháp rửa. 2- Thiết bị phản ứng. 3- Thiết bị phản ứng chng cất. 4- Tháp hấp thụ. 5- Tháp chng cất metanol. b) Nguyên lý hoạt động:
Hỗn hợp khí C4 chứa isobuten đợc rửa bằng nớc để khử các tạp chất trong tháp (1). Hỗn hợp khí cùng với metanol đợc đa vào thiết bị phản ứng (2). Đây là phản ứng đoạn nhiệt, nhiệt phản ứng dùng để đun nóng hỗn hợp đến nhiệt độ sôi, dùng áp suất để duy trì hỗn hợp ở trạng thái lỏng. Sau đó chất lỏng chuyển sang tháp (3). ở đây, phần cha phản ứng tiếp tục phản ứng và đồng thời chng luyện tách sản phẩm. Nhờ đó cân bằng phản ứng dịch chuyển về phía ete. ở tháp (3) sản phẩm MTBE tạo thành đợc lấy ra ở đáy tháp.
Hỗn hợp khí thu đợc trên đỉnh gồm C4 và metanol d đợc chuyển sang tháp hấp thụ metanol (4). Tại tháp này, ta dùng nớc để hấp thụ metanol khỏi hỗn hợp khí C4.
Dung dịch chứa MeOH dẫn qua tháp chng (5) để thu hồi metanol và nớc đ- ợc tuần hoàn lại tháp hấp thụ (4). Phần metanol cho quay về thiết bị phản ứng và nhờ công nghệ CD (kết hợp thiết bị phản ứng và chng cất có xúc tác) phá vỡ cân bằng của phản ứng đạt độ chuyể hoá cao.
98% isobuten: MTBE, ETBE. 95% Amylen: TAME, TAEE.