毕业设计(论文)开题报告
1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000~4000字左右的文献综述:
文献综述
摘要:介绍了甲基叔丁基醚(MTBE)的概况,包括其性质、用途、危害,概述了当前国内外甲基叔丁基醚的生产及消费状况,介绍总结了国内外各种生产工艺,选择技术较优工艺成熟的混相反应蒸馏工艺作为年产1万吨甲基叔丁基醚车间设计的设计对象。 关键词:甲基叔丁基醚发展概况生产工艺工艺选择
概述
甲基叔丁基醚简称MTBE,分子式CH3OC4H9,是一种透明、无、高辛烷值的液体,具有醚类所特有的气味,氧含量为18%(质量分数)。[1]甲基叔丁基醚的辛烷值较高(研究法辛烷值RON为117,马达法辛烷值MON为101[2,3]),能与汽油很好的互溶,是生产无铅汽油、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组分,作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值和汽油燃烧效率,使汽车尾气中不含铅,而且还能改善汽车性能,减少CO排放量,同时减少其他有害物质 (如臭氧、苯、丁二烯等)的排放,降低汽油的成本。随着我国国民经济和轿车行业的发展,加上国家对含铅汽油的禁止使用,作为环保型无铅汽油主要添加剂的甲基叔丁基醚,可有效改善汽油的冷启动特性和加速性能,对气阻无不良影响,能完善汽油高辛烷值的分布,提高汽油前端的辛烷值等,因此其社会需求量将与日俱增。[4]
1 甲基叔丁基醚的发展概况
1.1 世界MTBE发展概况
自20世纪70年代甲基叔丁基醚(MTBE)工业化生产以来,在美国和西欧掀起了建设MTBE装置的热潮,并由此一跃而成为新兴的大吨位石化厂品,产量猛增[5]。在欧洲,使用甲基叔丁基醚作为汽油中的一种辛烷值增强剂开始于1970年代中期,从那时起烷基铅化合物辛烷值增强剂逐步被淘汰,同时为了减少苯的含量和其他芳香族化合物的使用,导致汽油中甲基叔丁基醚的生产和使用得到巨大增加。[6,7,8]据分析,2005
106.4万吨/年;其他地方性装置共11套,产能为48.5万吨。2005年7月我国开始执行车用汽油新标准,对汽油中的烯烃、芳烃和硫含量提出了更为严格的要求,汽油氧含量限制在 2.7%以下。由于降硫和降烯烃导致汽油辛烷值损失较大,为达到汽油辛烷值与清洁燃料要求的平衡,MTBE成为我国重要的汽油辛烷值改进剂,其需求以较快速度增长,1990年,我国汽油产量为2116.1万吨,MTBE平均添加量为0.40%,大部分汽油仍为含铅汽油;2000年,我国汽油产量为3984.7万吨,MTBE平均添加量为2.25%,即99.6万吨,含铅汽油比例下降;2006年,我国汽油产量为5591.4万吨,MTBE平均添加量为2.59%,即14408万吨;2007年,我国汽油产量为5994万吨,平均添加量为2.6%,即155.8万吨。由上述数据可以看出,随着我国油品质量的级,MTBE的添加比例和消费量在逐步提高。到2010年,我国油品用MTBE的需求量约为200万吨。[12] 2 甲基叔丁基醚(MTBE)的生产工艺流程介绍
2.1甲基叔丁基醚的生产原理
MTBE的生产工艺包括醚化反应和反应后的物料处理两个部分 ,是以甲醇和混和碳四中的异丁烯为原料 ,在强酸性离子交换树脂存在下 ,催化合成 MTBE ,这是一个可逆的放热反应。
反应方程式为:
在生产过程中 ,由于采用不同的甲醇和异丁烯的配比 ,反应器型式和台数不同 ,分离方法及异丁烯的来源不同 ,构成了多种不同的生产工艺。[15]
2.2国外的生产工艺
2.2.1意大利 Snam工艺
以聚乙烯—二乙烯基苯离子交换树脂为催化剂,液相反应,反应器为两台列管式固定床反应器,串联运行,反应温度 50~60℃,采用精馏的方法分离,产品纯度在 98%以上。缺点是难以消除反应区中的热点,因此最近几年新建厂中已较少采用。西德许尔斯(HULS)工艺是此工艺的代表。
2.2.2德国 Huis工艺
与 Suam工艺相似 ,所不同的是第一台反应器为列管式,采用较高反应温度 ,第二台为带有冷却盘管的空塔,采用较低温度。此工艺具有对原料变化适应性强 ,并且可以