由甲基第三丁基醚之合成與裂解得高純度異丁烯製程之最適化設計與分析

高純度異丁烯具有高度經濟價值，而從煉油單元生產之碳四化合物中正異丁烯難以分離，故本研究參考Kim 和Douglas (2002)所研討四種MTBE 合成製程之操作條件及相關參數，同時進行MTBE合成及正異丁烯分離，製程兩股進料分別是液相甲醇進料及FCC 產生之正異丁烯混合進料，其含35.6mol%異丁烯和64.4mol%正丁烯，產品規格如下：塔底出料流率197 mol/s 及塔底出料MTBE 純度為98 mol%；由模擬分析結果可得知，MTBE 液相反應蒸餾系統具有最小年總成本(TAC)，故後續以此製程之塔底出料作為後段MTBE 裂解製程之進料。依文獻報導 MTBE 裂解程序在氣相中反應轉化率較高，故氣相裂解製程考慮三種流程，即傳統反應與分離製程、單一反應蒸餾塔以及接有預反應器之反應蒸餾塔，以塔頂出料異丁烯純度98 mol%及塔底出料甲醇純度為94 mol%為產品規格，探討三種氣相裂解製程之穩態設計及模擬分析。接著進行上述三種製程之最適化模擬與分析，由計算最小年總成本結果顯示，MTBE 氣相裂解系統中傳統反應與分離製程之年總成本為所有製程最低，解析其因乃增加蒸餾塔板可大幅降低回流比及熱負荷，致使整體操作成本大幅降低所致。

系統編號:PB10507-2516
原計畫編號:MOST105-2221-E182-075