專利名稱：甲醇反應(yīng)精餾法分步反應(yīng)制取二甲醚的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供甲醇反應(yīng)精餾法分步反應(yīng)制取二甲醚的生產(chǎn)工藝，屬于煤化工領(lǐng)域。
2.
背景技術(shù)：
目前，二甲醚的生產(chǎn)工藝主要有一步法和二步法。
一步法是合成氣在甲醇合成和甲醇脫水雙功能復(fù)合催化劑的作用下，將水煤氣變換反應(yīng)、 合成甲醇反應(yīng)、甲醇脫水反應(yīng)等三步反應(yīng)合為一步，在同一個反應(yīng)器中實現(xiàn)二甲醚的制備過程。 目前一步法在工藝技術(shù)尚不成熟，大規(guī)模工業(yè)化面臨較多的問題。
二步法是先生產(chǎn)甲醇，然后再由甲醇脫水。二步法又有兩種工藝， 一種是甲醇?xì)庀嗝撍?一種是甲醇液相脫水。
甲醇?xì)庀啻呋撍ㄔ诠潭ù泊呋磻?yīng)器中將甲醇蒸汽通過固體酸性催化劑(氧化鋁或結(jié) 晶硅酸鋁等)，發(fā)生非均相反應(yīng)，甲醇脫水生成二甲醚的過程。該工藝較好地解決了原有硫酸法 生產(chǎn)二甲醚的硫酸跑失和腐蝕問題問題，甲醇轉(zhuǎn)化率(75%~85%)和選擇性(大亍90%)較高， 反應(yīng)中沒有水煤氣變換過程，C02生成量少，原料利用率高，分離過程較一步法簡單，工藝較 為成熟，操作比較簡單，基本上無三廢及腐蝕問題，對設(shè)備材質(zhì)無特殊要求。但該工藝也存在 著反應(yīng)溫度高、甲醇單程轉(zhuǎn)化率較低、二甲醚選擇性較差、產(chǎn)品成本較高、大型化反應(yīng)設(shè)備設(shè) 計和加工較難等不足。
甲醇液相催化脫水法也稱作硫酸法，是以甲醇為原料，在濃硫酸的催化作用下，生成硫酸 氫甲酯，硫酸氫甲酯再與甲醇反應(yīng)生成二甲醚。釆用該工藝具有反應(yīng)溫度低(130 160'C)，甲 醇選擇性及轉(zhuǎn)化率高(均大于90%),產(chǎn)品純度高(>99.16%),投資相對較少，操作簡單等優(yōu) 點，缺點是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，中間產(chǎn)品硫酸氫甲酯毒性比較大，操作條件惡劣，塔釜液及廢水酸 性高，毒性大，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，該工藝目前已經(jīng)基本上被淘汰。近年來，該工藝經(jīng)過改 進，基本上消除了上述弊端。
專利申請CN1322704A公開了復(fù)合酸法脫水催化生產(chǎn)二甲醚，利用硫酸和磷酸的復(fù)合酸作 為脫水催化劑，改變了單一酸脫水催化的共沸現(xiàn)象，使水分能過穩(wěn)定均衡脫出，具有設(shè)備腐蝕 小，投資省等優(yōu)點，但反應(yīng)采用釜式反應(yīng)，氣相產(chǎn)物直接冷卻后分離液相再加壓分離，難以大 規(guī)模生產(chǎn)，液相不可避免的含有少量硫酸甲酯類有毒物質(zhì)，加大了后續(xù)污水處理成本。
專利申請CN97116983.7公開了的二甲醚的生產(chǎn)方法，采用陽離子型液體催化劑脫水，反 應(yīng)溫度120°C，壓力0.05MPa，雖然反應(yīng)壓力和溫度低，但存在著催化劑主體不明確，采用釜 式反應(yīng)，氣相產(chǎn)物直接冷卻后分離液相再加壓分離，難以大規(guī)模生產(chǎn)的缺陷。專利申請 CN1322704A公開了復(fù)合酸法脫水催化生產(chǎn)二甲醚
專利申請CN1111231A公開了的催化蒸餾合成二甲醚工藝，以硫酸為脫水催化劑，釆用釜 式加精餾柱的催化蒸餾制備二甲醚，使反應(yīng)產(chǎn)物不含硫酸甲酯類有毒物質(zhì)和酸性物質(zhì)，工藝簡 單，設(shè)備防腐要求降低，但也存在著原料甲醇直接從精餾柱中下部加入，脫除重相的同時反應(yīng) 生成的水又回到了反應(yīng)釜中，脫除水分困難，另外采用釜式反應(yīng)也存在難以大規(guī)模生產(chǎn)的缺陷。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供甲醇反應(yīng)精餾法分步反應(yīng)制取二甲 醚的生產(chǎn)工藝。該工藝流程簡單合理、熱量回收率髙，反應(yīng)體系溫度較低、易于控制，反應(yīng)轉(zhuǎn) 化率和選擇性高，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明提供一種甲醇反應(yīng)精餾法分歩反應(yīng)制取二甲醚的往產(chǎn)工藝。原料甲醇由進料泵增壓到 0.6~1.0MPa經(jīng)過換熱器和污水換熱器加熱后，部分甲醇通過液相原料入口進入進二甲醚反應(yīng)精餾 ±荅，絕大部分甲醇進入甲醇汽化回收塔的精餾段進行汽化；汽化的甲醇通過加熱器加熱到130'C進 入二甲醚反應(yīng)精餾塔反應(yīng)器的氣相入口，和液相催化劑在130~200°C、 0.05 1.0MPa下快速反應(yīng)； 反應(yīng)產(chǎn)物二甲醚、水蒸汽和未反應(yīng)的甲醇上行通過洗滌段與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然后進入 精餾段精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應(yīng)精餾塔的水抽出口抽出，部分水經(jīng)換熱器換熱后回流， 部分水送往甲醇汽化回收塔的提餾段通過再沸器循環(huán)脫甲醇，甲醇汽化回收塔塔底排出污水經(jīng)污 水換熱器換熱后送污水車間處理；精餾脫水和甲醇后的二甲醚經(jīng)換熱器冷卻到常溫，保持或用壓 縮機加壓到0.6MPa以上，進入二甲醚精餾塔；通過精餾后的二甲醚經(jīng)換熱器、水冷器和二甲醚回 流罐后即可得到高純度二甲醚產(chǎn)品。
二甲醚反應(yīng)精餾所用催化劑為硫酸、含有磷酸的硫酸、甲基磺酸或含氟雙磺酸等。
反應(yīng)精餾塔的反應(yīng)器可以是鼓泡式，也可以是環(huán)管式反應(yīng)器。
生產(chǎn)燃料級二甲醚，就可省掉二甲醚精餾塔和后續(xù)工藝部分。

附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
其中1、 2、 3-換熱器，4-污水換熱器，5-甲醇?xì)饣厥账?-加熱器，7-氣相原料入口， 8-液相原料入口， 9-二甲醚反應(yīng)精餾塔，10-洗滌段，l卜水抽出口， 12-分液罐，13-壓縮機， 14-二甲醚精餾塔，15、 16-再沸器，17-水冷器，18-二甲醚分液罐，19-精餾段
5.
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹原料甲醇由進料泵增壓到0.6 1.0MPa經(jīng)過換熱器1、 2、 3和污水換熱器4加熱后，部分甲醇通過液相原料入口 8進入進二甲醚反應(yīng)精餾塔9，絕大部 分甲醇進入甲醇汽化回收塔5的精餾段進行汽化；汽化的甲醇通過加熱器6加熱到130'C進入二甲 醚反應(yīng)精餾塔反應(yīng)器9的氣相入口，和液相催化劑在13(K20(TC、 0.05 1.0MPa下快速反應(yīng)；反應(yīng) 產(chǎn)物二甲醚、水蒸汽和未反應(yīng)的甲醇上行通過洗滌段10與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然后進入精 餾段19精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應(yīng)精餾塔9的水抽出口 11抽出，部分水經(jīng)換熱器3換熱 后回流，部分水送往甲醇汽化回收塔5的提餾段通過再沸器15循環(huán)脫甲醇，甲醇汽化回收塔5塔 底排出污水經(jīng)污水換熱器4換熱后送污水車間處理；精餾脫水和甲醇后的二甲醚經(jīng)換熱器2冷卻 到常溫，保持或用壓縮機13加壓到0.6MPa以上，進入二甲醚精餾塔14;通過精餾后的二甲醚經(jīng) 換熱器1、水冷器2和二甲醚回流罐18后即可得到高純度二甲醚產(chǎn)品。
二甲醚反應(yīng)精餾所用催化劑為硫酸、含有磷酸的硫酸、甲基磺酸或含氟雙磺酸等。反應(yīng)精餾 塔的反應(yīng)器可以是鼓泡式，也可以是環(huán)管式反應(yīng)器
二甲醚產(chǎn)品濃度為99.9%，單程反應(yīng)轉(zhuǎn)化率86.5%~90%，選擇性99%以上。
生產(chǎn)燃料級二甲醚，就可省掉二甲醚精餾塔14和后續(xù)工藝部分。
權(quán)利要求
1. 本發(fā)明提供一種甲醇反應(yīng)精餾法分步反應(yīng)制取二甲醚的生產(chǎn)工藝，其技術(shù)特征是原料甲醇由進料泵增壓到0.6～1.0MPa經(jīng)過換熱器和污水換熱器加熱后，部分甲醇通過液相原料入口進入進二甲醚反應(yīng)精餾塔，絕大部分甲醇進入甲醇汽化回收塔的精餾段進行汽化；汽化的甲醇通過加熱器加熱到130℃進入二甲醚反應(yīng)精餾塔反應(yīng)器的氣相入口，和液相催化劑在130～200℃、0.05～1.0MPa下快速反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物二甲醚、水蒸汽和未反應(yīng)的甲醇上行通過洗滌段與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然后進入精餾段精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應(yīng)精餾塔的水抽出口抽出，部分水經(jīng)換熱器換熱后回流，部分水送往甲醇汽化回收塔的提餾段通過再沸器循環(huán)脫甲醇，甲醇汽化回收塔塔底排出污水經(jīng)污水換熱器換熱后送污水車間處理；精餾脫水和甲醇后的二甲醚經(jīng)換熱器冷卻到常溫，保持或用壓縮機加壓到0.6MPa以上，進入二甲醚精餾塔；通過精餾后的二甲醚經(jīng)換熱器、水冷器和二甲醚回流罐后即可得到高純度二甲醚產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所提供的一種甲醇反應(yīng)精餾法分步反應(yīng)制取二甲醚的生產(chǎn)工藝,其特征 在于液體酸催化劑為硫酸、含有磷酸的硫酸、甲基磺酸或含氟雙磺酸等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所提供的一種甲醇反應(yīng)精餾法分步反應(yīng)制取二甲醚的生產(chǎn)工藝，其特征 在于反應(yīng)精餾塔的反應(yīng)器是鼓泡式反應(yīng)器或環(huán)管式反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種甲醇反應(yīng)精餾法分步反應(yīng)制取二甲醚的生產(chǎn)工藝。原料甲醇由進料泵增壓到0.6～1.0MPa經(jīng)過換熱器和污水換熱器加熱后，部分甲醇通過液相原料入口進入進二甲醚反應(yīng)精餾塔，絕大部分甲醇進入甲醇汽化回收塔的精餾段進行汽化；汽化的甲醇通過加熱器加熱到130℃進入二甲醚反應(yīng)精餾塔反應(yīng)器的氣相入口，和液相催化劑在130～200℃、0.05～1.0MPa下快速反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物二甲醚、水蒸汽和未反應(yīng)的甲醇上行通過洗滌段與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然后進入精餾段精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應(yīng)精餾塔的水抽出口抽出，部分水經(jīng)換熱器換熱后回流，部分水送往甲醇汽化回收塔的提餾段通過再沸器循環(huán)脫甲醇，甲醇汽化回收塔塔底排出污水經(jīng)污水換熱器換熱后送污水車間處理；精餾脫水和甲醇后的二甲醚經(jīng)換熱器冷卻到常溫，保持或用壓縮機加壓到0.6MPa以上，進入二甲醚精餾塔；通過精餾后的二甲醚經(jīng)換熱器、水冷器和二甲醚回流罐后即可得到高純度二甲醚產(chǎn)品。
文檔編號C07C43/00GK101481301SQ20081000062
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者喬英云, 田原宇, 蓋希坤 申請人:山東科技大學(xué)