一种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏装置，属于石油化工领域的油品加工技术。
【背景技术】
[0002]我国商品汽油的主要调和组分为催化裂化汽油，占汽油含量的80%以上。我国的催化裂化汽油的成分特点是烯烃含量过高，安定性差，需要降烯烃以满足对汽油烯烃含量的限制。另一方面，在轻汽油馏分中含有丰富的(:5和(:6叔碳烯烃，利用叔碳烯烃与低碳醇反应生成具有高辛烷值的醚，可同时达到汽油降烯烃和提高汽油辛烷值的双重目的。
[0003]叔烯烃与醇的醚化反应是提高汽油辛烷值的一种有效途径，该反应放热量大，而且受化学平衡限制，适合采用催化反应精馏方法。有关烯烃与醇醚化催化蒸馏技术的报道如下:
[0004]CN1348945公开了一种醚类产品生产方法，含有叔烯烃组分的轻烃与醇的醚化反应先在一个独立的(预)醚化反应器中进行，达到一定转化率后再进到催化蒸馏塔中进行深度醚化反应和分离，产物醚从催化蒸馏塔塔釜出装置，而未反应的轻烃和醇从塔顶流出，进入醇回收塔。在醇回收塔顶流出的是醇与轻烃的共沸物，并循环使用，而塔釜为未反应的轻烃馏份，其中一部分轻烃馏分作为催化蒸馏塔的回流而返回，另一部分作为产品或进一步加工的原料采出。CN1634832在上述工艺的基础上，从催化蒸馏塔进料口以下位置采出一股含有醇、醚、烃的侧线混合物料，循环至预反应器入口，以提高塔釜ETBE产品纯度，同时回收利用未反应的脂肪醇。US5491267也公开了类似的侧线采出循环技术。
[0005]CN101245255、CN101245257、CN101245258 和 CN101245259 公开了一种催化裂化吸收稳定系统集成的醚化方法，在催化裂化稳定塔内装填醚化催化剂，催化剂选自强酸性阳离子交换树脂、分子筛催化剂和杂多酸催化剂中的一种或几种。烃类醚化原料与脂肪醇混合后进入催化裂化稳定塔，在催化裂化稳定塔的反应段与醚化催化剂接触反应并进行分馏，分离所得的液化气由稳定塔的塔顶得到，在稳定塔的塔底得到含有醚类化合物的稳定汽油。
[0006]US5188725公开了一种流化催化裂化工艺与醚化反应组合方法，主要包括流化催化裂化、裂化产物的分馏和C4烯烃与甲醇的醚化三个部分，其中的醚化单元由两个流态化反应器和一个催化蒸馏塔组成，第一流化床采用沸石催化剂，第二流化床采用磺酸树脂催化剂，催化蒸馏采用US5000837公开的方法。
[0007]US5679872公开的技术中，从催化蒸馏塔进料口以下的位置引出侧线，送入醇的分离塔回收未反应的醇。通过调节侧线流速，从催化蒸馏塔的塔底获得高纯度的醚，该技术工艺操作复杂，设备投资和能耗高。US5607557公开的技术是，将从催化蒸馏塔采出的侧线物料引入一个膜分离器，分出乙醇循环利用，将剩余的烃返回催化蒸馏塔。
[0008]US5248836公开的流程是由一个固定床预反应器和一个催化蒸馏塔组成，由反应器流出的物料从催化蒸馏塔反应段下方进料，在反应区上方补充乙醇，反应段底部有液体接收装置，将收集的液体从侧线采出并送至管式反应器，塔釜采出ETBE，塔顶采出未反应的(；和乙醇的共沸物，用水洗回收醇。US6107526公开了一种醚化反应器和醚化催化蒸馏组合生产ETBE的工艺，原料经过预处理后先经过两级醚化反应器，再进入催化蒸馏塔，塔釜采出ETBE，塔顶采出醇和烃的混合物，需要水洗和蒸馏回收未反应的乙醇。
[0009]US5243102公开了一种两级催化蒸馏流程，在第一级催化蒸馏塔中主要进行(:5烯烃的醚化，塔顶采出的物料分成两股，其中的一股通入一个醚化反应器，让未反应的烯烃与醇进一步反应，然后循环至催化蒸馏塔的提馏段，塔釜液与补充的甲醇一起引入第二催化蒸馏塔，第二蒸馏塔中主要进行C6烯烃的醚化，塔顶流出物料是甲醇与C6烃的混合物。
[0010]US5015782公开的方法是以(；及(:4以上的异构烯烃为原料，两个串联的固定床反应器和一个催化蒸馏塔，反应器中装填中孔分子筛，塔中装填磺酸树脂。原料经过水洗、一段醚化、二段醚化，最后在催化蒸馏塔釜得到MTBE。
[0011]在多个专利中还公开了催化蒸馏塔与沸点反应器组合，或者催化蒸馏塔与固定床预反应器组合的流程，即原料中的烯烃与甲醇先进入一个反应器，在反应器中发生液相反应，反应器的流出物进料到催化蒸馏塔中，未反应的烯烃继续与醇反应，过量的甲醇和未反应的烃作为塔顶馏出液排出，而醚或醚和重烃的混合物作为塔底产品排出，所述的专利为US4336407、US5243102、US5352848、US5015783、US5399787、US5003124and US 4，950，803。
[0012]US20060030741公开的沸点反应器与催化蒸馏塔组合技术的特点是将甲醇的加入量控制在小于化学计量比的范围，使醇反应完全，催化精馏塔顶不出现共沸物，塔顶流出物质含有惰性烃。这种方法需要通过监控反应区中甲醇的浓度严格控制甲醇的加料比，否则就会出现低转化率或者塔低醚化产物中甲醇含量超标，另外，过量的烯烃易发生聚合反应。
[0013]US6930206, US 20040210090 和 WO 2003104168 公开了一种用于合成叔戊基甲醚(TAME)的隔壁式催化蒸馏塔，是在反应段塔节的部分高度或全部高度设置纵向间壁，在隔壁的一侧装填固体催化剂，隔壁的另一侧仅具有分离作用，精馏段与常规精馏塔相同，提馏段分为有间壁和没隔壁两种形式。C5烃原料和甲醇先在一个固定床反应器中进行初级反应达到化学平衡组成，然后引入上述的隔壁式催化蒸馏塔的分馏区。这种反应器与隔壁式催化蒸馏塔组合工艺不适合于沸程较宽的轻汽油醚化反应，因为轻汽油的醚化需要(:5和(:6活性烯烃都与催化剂接触，而C6+组分的存在使C 5组分从隔壁的分馏侧直接进入精馏段，而不会进入隔壁另一侧的催化剂床层，因此(:5烯烃的总转化率不高。
[0014]现有的提高汽油辛烷值的醚化催化精馏技术特征都局限于如何将催化精馏塔与反应器组合的工艺流程变化，或者是增加侧线进出位置的不同，所采用的催化精馏装置结构形式则均未突破传统方法。针对轻汽油中活性烯烃与低碳醇醚化反应的特点，现有技术存在以下不足之处，其一是当采用反应器与催化精馏塔组合的流程时反应放出的大量热不能得到有效利用，同时还容易在催化剂床层中产生热点；其二是传统结构的催化精馏塔反应段难以避免醚化反应产物在向下流过催化剂床层时不断与下层催化剂的接触所导致的逆反应。
【发明内容】
[0015]本实用新型的目的在于提供一种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏装置，该装置具有节能，投资少，操作简单，条件温和，有效抑制逆反应的优点。
[0016]为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案加以实现的:
[0017]—种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏装置，包括一个嵌套-耦合式结构的催化精馏塔体；塔体从上至下依次包括精馏段、多级单元催化分馏段、管壳结构催化分馏段和提馏段。
[0018]一种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏装置，包括一个嵌套-耦合式结构的催化精馏塔体；塔体从上至下依次包括精馏段、多级单元催化分馏段、中间分馏段、管壳结构催化分馏段和提馏段。
[0019]所述的醚化催化精馏装置的管壳结构催化分馏段是由长度为500?3000mm的一个竖直内管或多个并列的竖直内管和围绕内管的一个夹套组成，