CN112672988A - 使用隔离壁技术来生产高纯度甲醇 - Google Patents

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Abstract

提供了使用多个隔离壁塔来由粗MTBE进料生产高纯度甲醇和异丁烯的方法和***。所述方法可以包括纯化MTBE、离解MTBE以产生异丁烯和甲醇、纯化异丁烯以及回收/纯化甲醇。

Description

使用隔离壁技术来生产高纯度甲醇
技术领域
本文公开的实施方案涉及用于联产异丁烯和高纯度甲醇产物流的方法和***。
背景技术
随着对异丁烯的需求增加，与通过其可获得高纯度异丁烯的冷酸处理相比，使用合适催化剂使甲基叔丁基醚(MTBE)离解为异丁烯是相对清洁的方法。因此，MTBE的离解是可行且经济的。此外，冷酸法不仅需要大量的能量，而且由于使用了硫酸而是高腐蚀性的。使用阳离子树脂催化剂或其他催化剂(例如负载在硅胶、氧化铝上的磷酸、负载的金属硫酸盐)进行离解需要较少的能量并且基本上没有腐蚀。
已知生产MTBE的反应是可逆的，即MTBE将离解而产生最初结合生成MTBE的甲醇和异丁烯。例如，美国专利号3,121,124、3,170,000、3,634,534、3,634,535、4,232,177和4,320,232公开了使用离子交换树脂催化剂来离解烷基叔烷基醚。
已经证明了过去使用酸性阳离子交换树脂来离解甲基叔丁基醚，即美国专利号3,121,124(Verdol)使用凝胶型催化剂(Dowex 50)和美国专利号4,232,177(Smith)在催化蒸馏工艺中使用大网状催化剂(Amberlyst 15)。MTBE的离解将产生含有异丁烯、甲醇以及一些含氧化合物和聚合物杂质的流。
发明内容
如上所述，由MTBE分解产生的产物流包括各种杂质。此外，产物可能会形成共沸物。这之中的每一个都可能使得所期望的分离成高纯度产物流变得更困难。
本文公开的实施方案涉及用于联产高纯度甲醇流以及目标异丁烯产物的***和方法。
在一个方面，本文公开的实施方案涉及用于生产异丁烯和高纯度甲醇产物的***。所述***可以包括用于生产异丁烯的***，该方法包括：第一分馏***，其接收包含粗MTBE的进料流，并且其产生包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流以及重质物流(heaviesstream)；第一反应器，其被配置用于使MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯和甲醇的流出物；萃取单元，其被配置用于使包含异丁烯和甲醇的流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯流；第二分馏***，其接收混合的异丁烯流，并且其产生包含至少95重量％异丁烯的含异丁烯流；和第三分馏***，其接收萃取剂/甲醇流，并且其产生包含至少95重量％甲醇的甲醇流、轻质馏分和包含萃取剂的重质馏分。
在一个方面，本文公开的实施方案涉及用于生产异丁烯和高纯度甲醇产物的方法。所述方法可以是用于联产异丁烯和高纯度甲醇的方法，该方法包括在第一分馏***中分离包含粗MTBE的进料流以回收包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流，并且回收重质物流；使MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯和甲醇的流出物；使包含异丁烯和甲醇的流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯流；将混合的异丁烯流进料到第二分馏***中以回收包含至少95重量％异丁烯的含异丁烯流；以及将萃取剂/甲醇流进料到第三分馏***中以回收轻质馏分、包含至少95重量％甲醇的甲醇产物流和包含萃取剂的重质馏分。
在另一个实施方案中，所述方法可以是用于联产异丁烯和高纯度甲醇的方法，该方法包括在第一分馏***中分离包含粗MTBE的进料流以回收包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流，并且回收重质物流；使MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯和甲醇的流出物；使流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯流；将混合的异丁烯流进料到第二分馏***中以回收包含至少95重量％异丁烯的含异丁烯流；以及将萃取剂/甲醇流进料到包括隔离壁蒸馏塔的第三分馏***中以回收塔顶馏分、包含至少95重量％甲醇的甲醇侧取产物流和包含萃取剂的塔底物流。
在其他实施方案中，所述方法可以是用于联产异丁烯和高纯度甲醇的方法，该方法包括在第一分馏***中分离包含粗MTBE、C4、C5、二异丁烯(DIB)、叔丁醇(TBA)和2-甲氧基丁烷(MSBE)的进料流以回收包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流，并且回收包含MTBE、叔丁醇(TBA)和2-甲氧基丁烷(MSBE)的混合物的重质物流；使MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯、甲醇和残留MTBE的流出物；使流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯/MTBE流；将混合的异丁烯/MTBE流进料到第二分馏***中以回收包含至少94重量％异丁烯的含异丁烯流和包含MTBE/异丁烯的重质物流；将包含MTBE/异丁烯的重质物流再循环至第一分馏***；将萃取剂/甲醇流进料到包括隔离壁蒸馏塔的第三分馏***中以回收塔顶馏分、包含至少95重量％甲醇的甲醇侧取产物流以及包含残留MTBE、甲醇和萃取剂的塔底物流；以及将包含残留MTBE、甲醇和萃取剂的塔底物流再循环至第一分馏***。
附图说明
图1是根据本文公开的实施方案的用于集成反应器***的方法的简化工艺流程图。
图2是根据本文公开的实施方案的用于集成反应器***的方法的简化工艺流程图。
图3是根据本文公开的实施方案的隔离壁塔(divided wall column，或称为分隔壁塔)的图示。
图4是根据本文公开的实施方案的隔离壁塔的图示。
具体实施方式
在一个方面，提供了使用一个或多个隔离壁塔来由粗MTBE进料生产高纯度甲醇的方法和***。所述方法可以包括纯化MTBE、离解MTBE以产生异丁烯和甲醇、纯化异丁烯以及回收/纯化甲醇。
本文中的隔离壁塔可以用于将多组分混合物分离成纯馏分。它们特别适合于获得高纯度的中等沸点馏分。在常规蒸馏***中将三组分混合物分离成其馏分需要具有至少两个塔的顺序***或带有侧塔的主塔。利用隔离壁塔，仅使用一个分馏器来从中等沸点的产物中分离轻质馏出物(lights)和重质馏出物(heavies)。在塔的中间部分引入了竖直壁，从而在塔的该部分中形成进料和卸料段。这种布置节省了第二塔。不需要用于第二塔的塔外壳、内部构件、再沸器和冷凝器。
如本文所所用的，术语“隔离壁塔”是指具有适于分离含有两种或更多种具有不同沸点的组分的混合物的分隔壁的任何塔。如本文所使用的，术语“分隔壁”是指至少部分地设置在塔的内部中以至少在分隔壁的一侧上提供第一分馏区并且在分隔壁的另一侧上提供第二分馏区的任何隔离物。分隔壁可以是分段的或连续的。分隔壁相对于塔的纵轴可以是平行的或不平行的。第一分馏区和第二分馏区可以具有相同或不同的横截面面积和/或体积。该塔可以具有圆形横截面，并且分隔壁可以定位或设置在该塔内以提供相对于彼此具有相等或不相等横截面面积的第一分馏区和第二分馏区。分隔壁可以完全或仅部分地从分隔壁塔(dividing wall column)的一侧延伸到分隔壁塔的另一侧。
根据本文的实施方案的隔离壁塔原则上是一种热耦合蒸馏塔的***。在本文的隔离壁塔中，分隔壁位于塔的内部空间中。本文中的隔离壁塔可以使用弦壁或环形壁。分隔壁通常是竖直的。在分隔壁的任一侧上发生两种不同的传质分离，其可以具有不同的操作压力和温度，分隔壁可能必须承受跨分隔壁的压力差和/或温差。
本文中的隔离壁塔可以包括内部构件，该内部构件包括塔盘、旋转塔盘、无规和/或规整填料。有用的塔盘包括以下类型：塔板上有钻孔或狭槽的塔盘；具有被泡罩、盖或防护罩覆盖的狭口或升气管的塔盘；塔板上有被可移动阀覆盖的钻孔的塔盘；具有特殊构造的塔盘。在具有旋转内部构件的塔中，回流在转子的辅助下通过旋转漏斗喷洒或者以薄膜形式分布到加热的管壁上。塔可以包括各种成形体的无规填料。
隔离壁塔可以具有公共的汽提段和精馏段，其中分隔壁位于中间。这样的设计允许在壁的任一侧上实现不同的蒸气和液体行进，从而提高产品纯度，同时最大程度地减少设备单元数量。
例如，可以根据本文的实施方案来处理甲醇进料，以在隔离壁塔内产生最高的甲醇浓度，同时最小化与塔底产物一起离开的甲醇的量。这导致在馏出物产物中和在蒸馏区中接近于共沸浓度。必须将甲醇与烃分离，以便烃可以用于汽油调合以及节省甲醇。分离可以通过用水洗涤烃/甲醇混合物来实现。甲醇可以被选择性地吸收在水相中，随后将其进行分馏以分离甲醇。
根据本文公开的一个或多个实施方案，隔离壁塔可以例如在现有的集成MTBE和异丁烯设施中使用，并且可以仅生产高纯度异丁烯。现有设施可以将从异丁烯单元产生的所有甲醇再循环至MTBE单元。为了处理额外的进口MTBE并且同时制备出口品质的商品级甲醇，将需要在这样的设施中安装新的甲醇纯化段。这样的甲醇纯化段可能需要具有两个带有相关设备的蒸馏塔(甲醇拔顶塔和甲醇尾馏塔)。可以使用本文公开的隔离壁塔来代替用于生产商品级甲醇的多个单独的传统塔。
另外，集成的MTBE和异丁烯工艺可能不具有生产商品级甲醇的灵活性。为了通过在异丁烯段中引入额外的MTBE进口来联产甲醇，可能需要在该工艺中集成甲醇纯化段。这种甲醇纯化工艺可能涉及隔离壁塔或一系列蒸馏塔，以在不使用最少设备的同时实现符合规格的甲醇产品。另外，该工艺的再沸腾/冷凝负荷可以比两塔常规***低大约30％。最后，由于隔离壁塔可以使用较少的设备，因此大大节省了所需的用地区域和结构(管架、地基等)。
根据本文公开的一个或多个实施方案是隔离壁塔或一系列蒸馏塔，其可以利用萃取塔的底部并从甲醇中分离出MTBE、DIB、TBA、DME、MSBE、TAME和水中的一种或多种，从而制得出口级甲醇产品。
现在将参考图1来描述生产高纯度异丁烯的方法。为了纯化MTBE，将粗MTBE 1引入到分馏塔5中。粗MTBE 1可以获自异丁烯类C4烯烃混合物，例如获自来自蒸汽裂化器或FCC单元的C4切取馏分。粗MTBE还可以包括甲醇、仲丁醇(SBA)、叔丁醇(TBA)、2-甲氧基丁烷(MSBE)、二异丁烯、叔戊基甲基醚(TAME)和其他高沸点组分。
在一些实施方案中，粗MTBE流1可以包括94-97重量％的MTBE流，诸如95.9重量％的MTBE。粗MTBE流1还可以含有少量高度不饱和的化合物，诸如1,3-丁二烯、反式-1,3-戊二烯、顺式-1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等。进料流可以额外地包含由上游醚化反应区提供的粗MTBE以及补充MTBE进料流。这样的补充MTBE进料流可以来自单独的设施、OSBL、上游分离***或其他来源。
MTBE流1可以在塔5中的中间位置处引入。轻质烃流2可以从塔5的第一端处或附近抽出，并且侧流3可以从塔5的中间位置处抽出。轻质烃流2可以作为回流再循环至塔5的顶部。轻质烃流2可以是MTBE、甲醇、水和高度不饱和化合物的混合物。与MTBE进料流1相比，该侧流可以是纯度提高的MTBE流。该侧流可以进一步包括进料流中存在的一种或多种杂质。重质烃流4可以从隔离壁塔5的下端处或附近抽出。重质烃4可以是MTBE、叔丁醇(TBA)、2-甲氧基丁烷(MSBE)和高级烯烃的混合物。
分馏塔5可以在约45℃至约130℃范围内的温度和约0.1至约5barg范围内的压力下操作。MTBE 1的纯化提供具有诸如约99.5重量％MTBE或更高，如99.8重量％MTBE或99.9重量％MTBE的组成的侧流(MTBE)3。可以通过在分馏***5中的分馏来产生MTBE侧流，从而将MTBE 1分离成包含MTBE、甲醇、水和其他低沸点组分的轻质烃2以及包含丁烯低聚物、TBA和其他高沸点组分的重质烃4，同时抽出高纯度MTBE侧流3。
为了生产异丁烯，可以将MTBE侧流3送至反应器6以产生异丁烯。反应器6离解高纯度MTBE 3并产生包含异丁烯、甲醇和未反应MTBE的粗制异丁烯流7。在一些实施方案中，反应器6包括在约90℃至约160℃范围内，在其他实施方案中在约120℃至约150℃范围内的反应床温度下操作的固定床。高纯度MTBE 3在一些实施方案中可以在约110℃至约150℃，在其他实施方案中在约115℃至约145℃的入口温度下进料。反应器6可以具有在约7至约35、或约10至约30、或约14至约25范围内的LHSV(液时空速)。反应器6可以具有在约0.5至约50psig范围内的穿过所述固定床的压降并且处于在约0.5至约4个大气压范围内的反应压力。
将粗制异丁烯流7送去进行产物纯化。可以将粗制异丁烯7送至萃取塔8以从异丁烯中萃取甲醇和未反应的MTBE。萃取塔8使用以与粗制异丁烯7逆流的方式进料的萃取剂9，由此产生作为塔顶物的经洗涤的反应器流出物10以及塔底产物11。经洗涤的反应器流出物10(其可以包括异丁烯、MTBE和残留轻质组分)可以进料至异丁烯分馏***12中，并且塔底产物11(其可以包括水、甲醇、MTBE和残留重质组分)可以进料至甲醇分馏***13。萃取剂9可以是水或可用于从异丁烯中分离甲醇的另一种合适萃取剂。
在各种实施方案中，可以将粗制异丁烯7的至少一部分作为额外的回流再循环至第一分馏***5，作为产品收集，和/或与重质烃4合并并作为副产物送出现场。
为了回收异丁烯，类似于以上对于纯化MTBE所描述的，该方法可以包括将经洗涤的反应器流出物10引入至异丁烯分馏***12。经洗涤的反应器流出物10可以在异丁烯分馏塔12的中间位置处引入。轻馏分塔顶物14可以从异丁烯分馏塔12上端处或附近抽出，并且可以排出或作为回流再循环至异丁烯分馏***12。可以从异丁烯分馏塔12的中间位置抽出高纯度异丁烯的侧流16，其可以用于下游工艺，或者可以作为产品回收并送出现场。这样的高纯度异丁烯流可以具有95重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.5重量％、99.6重量％、99.7重量％、99.8重量％或甚至99.85重量％的异丁烯纯度。异丁烯塔12还可以产生塔底产物15，其可以是异丁烯、MTBE和/或水的混合物，其可以再循环至分馏***5。异丁烯塔12可以在约45℃至约150℃范围内的温度和约3至约15barg范围内的压力下操作。
为了回收/纯化甲醇产物流，可以将来自萃取塔8的塔底产物11进料至甲醇分馏***13的中间位置。甲醇分馏***可以是一系列的分馏塔，如甲醇拔顶塔，接着是甲醇塔底物底塔，或者可以是如以下将要描述的隔离壁塔。甲醇分馏***13可以提供作为侧流从甲醇塔13的中间位置抽出的高纯度甲醇产物17、塔底物流18和塔顶流19。轻质塔顶流19可以包含甲醇和其他轻质组分，并且可以排出或作为回流再循环至甲醇分馏***13。塔底馏出物18可以包括水、TBA、MTBE和/或甲醇。塔底馏出物18可以再循环至萃取塔8或分馏***5。甲醇塔13可以在约45℃至约180℃范围内的温度和约01至约5barg范围内的压力下操作。
在关于本文公开的实施方案中，如图2所示，第一分馏***5可以回收塔顶产物中的MTBE。整个工艺方案将类似地进行，其中将残留的MTBE、水和异丁烯在塔底物流15中再循环。另外，甲醇、残留的异丁烯和其他轻质组分可以经由流动管线19再循环至第一分馏***。
本文公开的总体处理方案可以使用单个分馏塔、一系列分馏塔或隔离壁塔进行。使用隔离壁塔的产生的优势可以包括：除其他优点外，减少的资本投资；消除或大大减少对提供相同水平产品纯度的多个塔的需求。
在一个方面，本文的实施方案涉及分隔壁蒸馏塔的用途。分隔壁塔的进料可以来自其中少于所有的反应物发生反应的在前塔或反应器。进料材料含有被进料至分隔壁塔的前分馏段(pre-fraction section，或称为预分馏段)的反应物和产物。然后，后分馏段产生作为侧取馏分的甲醇产物。在前分馏段和后分馏段之间是公共塔底段，该塔底段回收尽可能多的甲醇，同时将水和TBA浓缩到塔底产物中。该塔的塔顶物用于使前分馏段回流，充当用于后分馏段的进料/回流，并且一部分作为塔顶产物抽取，该塔顶产物可以被送回至MTBE合成段。可以根据需要添加补充材料。在隔离的竖直段下方可以有公共的汽提段。
前分馏段负责将甲醇/MTBE与水和TBA分离。此段可以进行回流，使得在甲醇和水/TBA之间进行分离。分隔壁塔的后分馏段可以将MTBE与一部分的甲醇分离。并且，侧取馏分可以从后分馏段中抽取甲醇产物。可以将足够的回流送至此段，以在最小化杂质的量的同时使侧取馏分产物中的甲醇回收率最大化。在分隔壁下方的塔段可以包括足够的传质填料或催化剂，以从离开前分馏段的底部的水/TBA中进一步回收甲醇。来自前分馏段和后分馏段并且收集在公共塔底段中的液体用作塔的该部分的内部回流。
此外，用于此塔的附属设备可以类似于如在任何蒸馏塔上使用的附属设备。例如，该***可以包括公共的塔顶***，从而从隔离壁塔的前分馏段和后分馏段的每一个中回收塔顶物。冷凝器可以是全冷凝器，其冷凝来自前分馏段和后分馏段的蒸气。然后可以将经冷凝的塔顶物引导至回流蓄积器或塔顶鼓，其流出物可以在塔顶产物和用于该塔的回流之间分流。取决于塔分离动力学，可以以相等或不相等的量将回流进料至前分馏、后分馏或两者。该塔可以使用单个公共再沸器以提供分离所需的沸腾。
另外，可以将从侧取馏分中抽取的产物流进料至产物冷却器，其使甲醇达到运输温度。
根据本文公开的一个或多个实施方案，蒸馏塔可具有至少两个竖直蒸馏段，这包括具有入口进料的前分馏段和具有侧取馏分的后分馏段。分隔壁塔还可以具有至少一个将该至少两个竖直蒸馏段分隔开的壁。该壁可以延伸穿过蒸馏塔的竖直部分，该壁延伸小于塔的总高度。分隔壁塔还可以在至少两个竖直蒸馏段的下方配备有公共汽提段。该公共汽提段可以在壁的底部竖直末端周围流体连通。延伸穿过蒸馏塔的竖直部分的壁可以从塔的顶部延伸至汽提段的顶部附近。
另外，分隔壁塔可以具有公共的塔顶冷凝器***。该公共的塔顶冷凝器***可以接收来自至少两个竖直蒸馏段的塔顶产物，并且可以将塔顶馏出物进料至公共的塔顶鼓。该公共的塔顶鼓可以配备有所有必要的管道和阀门，以将经冷凝的塔顶产物再循环到至少两个竖直蒸馏段中的每一个。
前分馏段和后分馏段可以完全或部分地位于蒸馏塔的精馏段中。分隔壁塔可以使用位于后分馏段的精馏段中的侧取馏分，并且可以配置用于产品回收。另外，分隔壁塔可以使用公共的塔底再沸器，其可以为单独的塔底产物流的沸腾提供全部的加热负荷。塔顶鼓也可以具有塔顶产物流。
现在参考图3，甲醇纯化工艺可以在分隔壁塔中进行，并且通常可以如下操作。
将原料102(其可以包括MTBE、DIB、TBA、DME、MSBE、TAME、水和甲醇中的一种或多种)进料至前分馏段A。如所示的，前分馏段A可以分离一个或多个进料组分以产生甲醇。液体沿着分隔壁塔向下行进并进入到公共汽提段C中。蒸气通过塔顶物流104A离开段A的顶部并进入公共塔顶冷凝器106。
将公共汽提段C中的液体的第一部分通过第一塔底出口108进料至公共再沸器110。将公共汽提段C中的液体的第二部分通过出口112回收。这两个部分可以包括水、TBA、其他重质组分和一些残留的甲醇。从公共汽提段C中出来的向上行进的蒸气部分可以流动到前分馏段A和后分馏段B中。
在所有的情况下，在塔中向上行进的蒸气可以有目的地以如根据对隔离壁构造进行严格的反应性-蒸馏模拟预先确定的规定比率在分隔壁的最下端处进行分配。可以通过结合主动或被动装置的工程设计方法将这样的流量分配控制到规定值。同样，可以使用结合了主动或被动装置的工程设计方法将这样的流量分配保持在规定值。这样的装置包括在段A或段B上具有较大的底部开口，分隔壁是偏离中心的，或者将一定量的回流进料至段A或段B。
后分馏段B可以包括产物侧取馏分114。侧取馏分产物可以是基本上纯的甲醇。如本文所定义的，基本上纯的可以是至少95重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.5重量％、99.6重量％、99.7重量％、99.8重量％或甚至99.85重量％的纯度。可以将产物甲醇进料通过产物冷却器115以准备用于运输。
与前分馏段一样，后分馏段B可以分离一种或多种进料组分以产生甲醇。液体沿着分隔壁塔向下行进并进入到公共汽提段C中。蒸气通过塔顶物流104B离开段B的顶部并且进入公共塔顶冷凝器106。塔顶物流104A和104B合并为公共塔顶物流104。
可以将合并的经冷凝的塔顶馏出物116进料至塔顶收集鼓118。离开塔顶鼓的蒸气部分124可以用于使塔去除冒口(un-deadhead，或称为去除死区)并增加行进穿过段A、B和C的蒸气。如果必要，可以将蒸气部分124再循环至上游工艺或下游工艺或者骤燃(flared)。
离开塔顶收集鼓118的液体部分120可以作为回流经由流121进料至后分馏段B、经由流122进料至前分馏段A、或者这两者。如果必要，可以将液体部分120中未作为回流进料的部分经由流123回收，并再循环至上游工艺、下游工艺或者骤燃。
关于多少进入区域A的回流相对于多少进入区域B的回流的分配可以有意地进行设计并且可以进行控制。可以使用适当的阀门来在任何给定时间改变进料至区域A或区域B的回流的量。例如，可以操作分隔壁塔以使得没有蒸气部分124被移除，并且可以将全部回流进料至区域A或区域B。可选地，可以操作分隔壁塔以使得没有蒸气部分124被移除，并且可以以相等或不相等的量将全部回流进料至区域A和区域B。可选地，可以操作分隔壁塔以使得蒸气部分124被移除，并且可以将全部液体回流进料至区域A或区域B。或者可选地，可以操作分隔壁塔以使得蒸气部分124被移除，并且可以以相等或不相等的量将全部液体回流进料至区域A和区域B。
在本文的一个或多个实施方案中，可以将轻质组分浓缩并作为塔顶产物清除。需要清除轻质馏出物以控制催化蒸馏塔中的温度。
段A与段B平行，并经由来自塔顶冷凝器***的液体回流以及来自汽提段C和再沸器的蒸气进行进料。可以使用主动或被动工程设计装置来有意地将段A和段B之间的蒸气分流控制在规定的水平。
在本文公开的另一个实施方案中，蒸馏塔可以具有至少两个竖直蒸馏段，其包括具有入口进料的前分馏段和具有侧取馏分的后分馏段。分隔壁塔还可以具有至少一个将该至少两个竖直蒸馏段分隔开的壁。该壁可以延伸穿过蒸馏塔的中部，该壁延伸小于塔的总高度。分隔壁塔还可以在至少两个竖直蒸馏段的下方配备有公共汽提段。该公共汽提段可以在壁的底部竖直末端的周围流体连通。
另外，分隔壁塔可以具有公共的塔顶冷凝器***。公共的塔顶冷凝器***可以接收来自至少两个竖直蒸馏段的塔顶产物，并且可以将塔顶馏出物进料至公共的塔顶鼓。该公共的塔顶鼓可以配备有所有必要的管道和阀门，以将经冷凝的塔顶产物再循环至该至少两个竖直蒸馏段中的每一个的顶部塔盘。
前分馏段和后分馏段可以完全或部分地位于蒸馏塔的精馏段中。分隔壁塔可以使用位于后分馏段的精馏段中的侧取馏分，并且可以配置用于产品回收。另外，分隔壁塔可以使用公共的塔底再沸器，其可以为单独的塔底产物流的沸腾提供全部加热负荷。塔顶鼓也可以具有塔顶产物流。
现在参考图4，甲醇纯化工艺可以在分隔壁塔中进行，并且通常可以如下操作。
将原料202(其可以包括MTBE、DIB、TBA、DME、MSBE、TAME、水和甲醇中的一种或多种)进料至前分馏段A。如所示的，前分馏段A可以分离一种或多种进料组分以产生甲醇。液体沿着分隔壁塔向下行进并进入到公共汽提段C中。蒸气通过塔顶物流204离开段A的顶部并进入公共的塔顶冷凝器206。
在公共汽提段C中的液体的第一部分通过第一塔底出口208进料至公共再沸器210。在公共汽提段C中的液体的第二部分通过出口212回收。这两个部分可以是水、TBA、其他重质组分和一些残留的甲醇。从公共汽提段C出来向上行进的蒸气部分可以流入到前分馏段A和后分馏段B中。
在所有的情况下，在塔中向上行进的蒸气可以有目的地以如根据对隔离壁构造进行严格的反应性-蒸馏模拟预先确定的规定比率在分隔壁的最下端处进行分配。可以通过结合主动或被动装置的工程设计方法将这样的流量分配控制到规定值。同样，可以使用结合了主动或被动装置的工程设计方法将这样的流量分配保持在规定值。这样的装置包括在段A或段B上具有较大的底部开口，分隔壁是偏离中心的，或者将一定量的回流进料至段A或段B。
后分馏段B可以包括产物侧取馏分214。侧取馏分产物可以是基本上纯的甲醇。如本文所定义的，基本上纯的可以是至少95重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.5重量％、99.6重量％、99.7重量％、99.8重量％或甚至99.85重量％的纯度。可以将产物甲醇进料通过产物冷却器215以准备用于运输。
与前分馏段一样，后分馏段B可以分离一种或多种进料组分以产生甲醇。液体沿着隔离壁塔向下行进并进入到公共的汽提段C中。蒸气通过塔顶流204离开段B的顶部并且进入公共塔顶冷凝器206。
可以将合并的经冷凝的塔顶馏出物216进料至塔顶收集鼓218中。离开塔顶鼓的蒸气部分224可以用于使塔去除冒口并增加行进穿过段A、B和C的蒸气。如果必要，蒸汽部分224可以再循环至上游工艺、或下游工艺或者骤燃。
离开塔顶收集鼓218的液体部分220可以作为回流经由流221进料至接近在后分馏段B中的顶部塔盘的区域、经由流222进料至接近在前分馏段A中的顶部塔盘的区域，或这两者。如果必要，液体部分220中未作为回流进料的部分可以经由流223回收，并再循环至上游工艺、下游工艺或者骤燃。
关于多少进入区域A的回流相对于多少进入区域B的回流的分配可以有意地进行设计并且可以进行控制。可以使用适当的阀门来在任何给定时间改变进料至区域A或区域B的回流的量。例如，可以操作分隔壁塔以使得没有蒸气部分224被移除，并且可以将全部回流进料至区域A或区域B。可选地，可以操作分隔壁塔以使得没有蒸气部分224被移除，并且可以以相等或不相等的量将全部回流进料至区域A和区域B。可选地，可以操作分隔壁塔以使得蒸气部分224被移除，并且可以将全部液体回流进料至区域A或区域B。或者可选地，可以操作分隔壁塔以使得蒸气部分224被移除，并且可以以相等或不相等的量将全部液体回流进料至区域A和区域B。
在本文的一个或多个实施方案中，可以将轻质组分浓缩并作为塔顶产物清除。需要清除轻质馏出物以控制催化蒸馏塔中的温度。
段A与段B平行，并经由来自塔顶冷凝器***的液体回流以及来自汽提段C和再沸器的蒸气进行进料。可以使用主动或被动工程设计装置来有意地将段A和段B之间的蒸气分流控制在规定的水平。对于进入段A和段B的回流的控制可以在每个段的顶部塔盘上方，或者可以通过塔内的内部构件进行控制。
在常规的蒸馏塔反应器中，通常存在经冷凝的塔顶馏出物的回流以促进从产物中分离出挥发性更高的未反应组分。在纯化甲醇的情况下，塔顶馏出物可能含有甲醇，以及进料中可能存在的其他较轻质材料。回收可冷凝的塔顶馏出物，并可以通过水洗涤将甲醇与烃类分离，将甲醇在水相中选择性地移除。然后可以将甲醇和水回流，并将甲醇在蒸馏塔中进一步分离。
此外，在其他实施方案中，甲醇蒸馏塔可以是一系列的并行操作的蒸馏塔，使得可以获得高纯度的甲醇流。
尽管本公开内容包括有限数量的实施方案，但是获益于本公开内容的本领域技术人员将理解的是，可以设计不背离本公开内容的范围的其他实施方案。因此，所述范围应仅由所附权利要求限制。

Claims (21)

1.一种用于联产异丁烯和高纯度甲醇的方法，所述方法包括：
a.在第一分馏***中分离包含粗MTBE的进料流以回收包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流，并且回收重质物流；
b.使所述MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯和甲醇的流出物；
c.使所述包含异丁烯和甲醇的流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯流；
d.将所述混合的异丁烯流进料到第二分馏***中以回收包含至少95重量％异丁烯的含异丁烯流；
e.将所述萃取剂/甲醇流进料到第三分馏***中以回收轻质馏分、包含至少95重量％甲醇的甲醇产物流和包含所述萃取剂的重质馏分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述进料流包含从醚化反应区提供的粗MTBE以及补充的MTBE进料流。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括将来自所述第三分馏***的所述轻质馏分进料至所述醚化反应区。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述进料流还包含C4、C5、二异丁烯(DIB)、叔丁醇(TBA)和2-甲氧基丁烷(MSBE)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述萃取剂包含水。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述异丁烯流具有小于100wppm的正构C4和小于30wppm的C5。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三分馏***包括隔离壁蒸馏塔。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一、第二和第三分馏***各自包括隔离壁蒸馏塔。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述第二分馏***中移除包含MTBE/异丁烯的流。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述MTBE/异丁烯再循环至所述第一分馏***。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括将来自所述第三分馏***的所述轻质馏分的至少一部分再循环至所述第一分馏塔。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述甲醇流包含至少99.8重量％的甲醇。
13.一种用于联产异丁烯和高纯度甲醇的方法，所述方法包括：
a.在第一分馏***中分离包含粗MTBE的进料流以回收包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流，并且回收重质物流；
b.使所述MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯和甲醇的流出物；
c.使所述流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯流；
d.将所述混合的异丁烯流进料到第二分馏***中以回收包含至少95重量％异丁烯的含异丁烯流；
e.将所述萃取剂/甲醇流进料到包括隔离壁蒸馏塔的第三分馏***中以回收塔顶馏分、包含至少95重量％甲醇的甲醇侧取产物流和包含所述萃取剂的塔底物流。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括从所述第二分馏***中移除包含MTBE/异丁烯的流。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括将所述MTBE/异丁烯再循环至所述第一分馏***。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括将来自所述第三分馏***的所述轻质馏分的至少一部分再循环至所述第一分馏塔。
17.一种用于生产异丁烯的***，所述方法包括：
a.第一分馏***，其接收包含粗MTBE的进料流，并且其产生包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流以及重质物流；
b.第一反应器，其被配置用于使所述MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯和甲醇的流出物；
c.萃取单元，其被配置用于使所述包含异丁烯和甲醇的流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯流；
d.第二分馏***，其接收所述混合的异丁烯流，并且其产生包含至少95重量％异丁烯的含异丁烯流；
e.第三分馏***，其接收所述萃取剂/甲醇流，并且其产生包含至少95重量％甲醇的甲醇流、轻质馏分和包含萃取剂的重质馏分。
18.根据权利要求15所述的***，其中所述进料流还包含C4、C5、二异丁烯(DIB)、叔丁醇(TBA)和2-甲氧基丁烷(MSBE)。
19.根据权利要求15所述的***，其中所述第三分馏***包括至少两个串联操作的分馏塔。
20.根据权利要求15所述的***，其中所述第三分馏塔包括隔离壁塔，所述隔离壁塔包括：
至少两个竖直蒸馏段；
分隔所述至少两个竖直蒸馏段的至少一个壁，所述壁延伸穿过所述蒸馏塔的竖直部分，所述竖直部分包括小于所述塔的总高度，并且所述段具有公共汽提段，所述公共汽提段在所述至少两个竖直蒸馏段下方，并且在所述壁的底部竖直末端周围流体连通。
21.一种用于联产异丁烯和高纯度甲醇的方法，所述方法包括：
a.在第一分馏***中分离包含粗MTBE、C4、C5、二异丁烯(DIB)、叔丁醇(TBA)和2-甲氧基丁烷(MSBE)的进料流以回收包含至少94重量％MTBE的MTBE产物流，并且回收包含MTBE、叔丁醇(TBA)和2-甲氧基丁烷(MSBE)的混合物的重质物流；
b.使所述MTBE产物流与催化剂接触以提供包含异丁烯、甲醇和残留MTBE的流出物；
c.使所述流出物与一种或多种萃取剂接触以产生萃取剂/甲醇流和混合的异丁烯/MTBE流；
d.将所述混合的异丁烯/MTBE流进料到第二分馏***中以回收包含至少94重量％异丁烯的含异丁烯流和包含MTBE/异丁烯的重质物流；
e.将所述包含MTBE/异丁烯的重质物流再循环至所述第一分馏***；
f.将所述萃取剂/甲醇流进料到包括隔离壁蒸馏塔的第三分馏***中以回收塔顶馏分、包含至少95重量％甲醇的甲醇侧取产物流以及包含残留MTBE、甲醇和所述萃取剂的塔底物流；和
g.将包含残留MTBE、甲醇和所述萃取剂的所述塔底物流再循环至所述第一分馏***。
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