一種氣固流化床二甲醚生產的生產工藝的製作方法

2023-06-13 09:59:36 2

專利名稱：一種氣固流化床二甲醚生產的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明提供一種氣固流化床二甲醚生產的生產工藝，屬於煤化工領域。
2.
背景技術：
目前，二甲醚的生產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複合催化劑的作用下，將水煤氣變換反應、 合成甲醇反應、甲醇脫水反應等三步反應合為一步，在同一個反應器中實現二甲醚的製備過 程。目前一步法在工藝技術尚不成熟，大規模工業化面臨較多的問題。
二步法是先生產甲醇，然後再由甲醇脫水。二步法又有兩種工藝， 一種是甲醇氣相脫水， 一種是甲醇液相脫水。
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生成二甲醚。採用該工藝具有反應溫度低(130 160。C)， 甲醇選擇性及轉化率高(均大於90%),產品純度高(>99.16%)，投資相對較少，操作簡單 等優點，缺點是設備腐蝕嚴重，中間產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，嚴重汙染環境。因此，該工藝目前已經基本上被淘汰。近年來，國內 少數企業經過技術改進，基本上消除了上述弊端，但存在對設備材質有耐強酸腐蝕的特殊要 求。
甲醇氣相催化脫水法在固定床催化反應器中將甲醇蒸汽通過固體酸性催化劑(氧化鋁或 結晶矽酸鋁等)，發生非均相反應，甲醇脫水生成二甲醚的過程。該工藝較好地解決了原有硫 酸法生產二甲醚的硫酸跑失和腐蝕問題問題，甲醇轉化率(75%~85%)和選擇性(大於90%) 較高，反應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，對設備材質無特殊要求。但該工 藝也存在著反應溫度高、甲醇單程轉化率較低、二甲醚選擇性較差、產品成本較高、大型化 反應設備設計和加工較難等不足。
公開專利申請CN1962594A利用流化床反應器甲醇氣相脫水制二甲醚的工藝具有易於大 規模工業化、反應體系溫度易於控制，反應轉化率高達89%,選擇性大於99%;流化床反應 體系中催化劑的更新、再生容易，可以保持催化劑活性穩定等優點，但也存在著工藝流程設 計不合理、熱量不能有效回收，反應溫度較高、氣相夾帶的催化劑粉塵利用過濾器回收難以 大工業化等缺陷。
3.

發明內容
本發明的目的就是為了克服現有技術存在的不足而提供一種氣固流化床二甲醚生產的生 產工藝。該工藝流程簡單合理、熱量回收率高，反應體系溫度較低(與液相法相近)、易於控 制，氣相夾帶的催化劑粉塵脫除合理、易於大工業化，反應轉化率和選擇性高，易於大規模 工業化生產。
本發明的技術方案
原料甲醇由進料泵增壓到0.6 1.0MPa經過二甲醚精餾塔換熱器和汙水換熱器加熱後，進 入甲醇汽化回收塔的精餾段進行汽化；甲醇汽化回收塔塔底排出汙水經汙水換熱器換熱後送 汙水車間處理，汽化的甲醇經反應換熱器與反應氣相混合產物換熱到12(TC以上，進入氣固 流化床反應器底部作為流化介質，經分布板進入氣固流化床反應器的流化段，與40-200 um 流化的HZSM-5催化劑傳熱傳質，在氣速0.1 1.0m/s、 140~240°C、 0.6-1.OMPa下發生反應；反應後的氣相混合產物經氣固分離器分離催化劑，固相HZSM-5催化劑)l過料腿回到氣固流 化床反應器的流化段，補充的催化劑通過催化劑進料口加入，氣相進入反應換熱器與汽化的 甲醇換熱後進入二甲醚精餾塔的洗滌脫灰段下方；氣相在洗滌脫灰段與通過循環泵送回的沉 降器汙水接觸洗滌脫灰後，進入二甲醚精餾塔的精餾段；在精餾塔頂二甲醚出口得到二甲醚 產品，從中段抽出得到含水甲醇，二甲醚精餾塔底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇經流化 床取熱器泵送回甲醇汽化回收塔的提餾段，含催化劑粉的水送到沉降器；從沉降器的催化劑 粉漿出口回收催化劑粉漿，從沉降器的汙水出口抽出汙水經二甲醚精餾塔換熱器後通過循環 泵送回洗滌脫灰段。

附圖是本發明的工藝流程圖。
其中1-二甲醚精餾塔換熱器，2-甲醇氣化回收塔，3-提餾段，4-精餾段，5-反應換熱器， 6-氣固流化床反應器，7-分布板，8-氣固分離器，9-料腿，10-催化劑進料口， 11-流化床取 熱器，12-二甲醚精餾塔，13-洗滌脫灰段，14-循環泵，15-中段抽出，16-二甲醚精餾段，17-塔頂二甲醚出口， 18-沉降器，19-催化劑粉漿出口， 20-汙水換熱器，21-二甲醚回流罐。
5.
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細的介紹原料甲醇由進料泵增壓到0.6 1.0MPa經過二甲醚 精餾塔換熱器(1)和汙水換熱器(20)加熱後，進入甲醇汽化回收塔(2)的精餾段(3)進 行汽化；甲醇汽化回收塔(2)塔底排出汙水經汙水換熱器(20)換熱後送汙水車間處理，汽 化的甲醇經反應換熱器(5)與反應氣相混合產物換熱到12(TC以上，進入氣固流化床反應器
(6)底部作為流化介質，經分布板(7)進入氣固流化床反應器(6)的流化段，與40~200 Um流化的HZSM-5催化劑傳熱傳質，在氣速0.1 1.0m/s、 140~240°C、 0.6-1.OMPa下發生反 應；反應後的氣相混合產物經氣固分離器(8)分離催化劑，固相HZSM-5催化劑通過料腿(9) 回到氣固流化床反應器(6)的流化段，補充的催化劑通過催化劑進料口 (10)加入，氣相進 入反應換熱器(5)與汽化的甲醇換熱後進入二甲醚精餾塔(12)的洗滌脫灰段(13)下方； 氣相在洗滌脫灰段(13)與通過循環泵(14)送回的沉降器汙水接觸洗滌脫灰後，進入二甲 醚精餾塔(12)的精餾段(16);在精餾塔頂二甲醚出口 (17)得到二甲醚產品，從中段抽出
(15)得到含水甲醇，二甲醚精餾塔(12)底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇經流化床取 熱器(11)泵送回甲醇汽化回收塔(2)的提餾段(3)，含催化劑粉的水送到沉降器(18); 從沉降器(18)的催化劑粉漿出口 (19)回收催化劑粉漿，從沉降器的汙水出口 (20)抽出 汙水經二甲醚精餾塔換熱器(1)後通過循環泵(14)送回洗滌脫灰段(13)。 二甲醚產品濃 度為99.9%，單程反應轉化率86.5%~90%,選擇性99%以上。
權利要求
1. 本發明提供一種氣固流化床二甲醚生產的生產工藝，其特徵在於原料甲醇由進料泵增壓到0.6～1.0MPa經過二甲醚精餾塔換熱器和汙水換熱器加熱後，進入甲醇汽化回收塔的精餾段進行汽化；甲醇汽化回收塔塔底排出汙水經汙水換熱器換熱後送汙水車間處理，汽化的甲醇經反應換熱器與反應氣相混合產物換熱到120℃以上，進入氣固流化床反應器底部作為流化介質，經分布板進入氣固流化床反應器的流化段，與40～200μm流化的HZSM-5催化劑傳熱傳質，在氣速0.1～1.0m/s、140～240℃、0.6～1.0MPa下發生反應；反應後的氣相混合產物經氣固分離器分離催化劑，固相HZSM-5催化劑通過料腿回到氣固流化床反應器的流化段，補充的催化劑通過催化劑進料口加入，氣相進入反應換熱器與汽化的甲醇換熱後進入二甲醚精餾塔的洗滌脫灰段下方；氣相在洗滌脫灰段與通過循環泵送回的沉降器汙水接觸洗滌脫灰後，進入二甲醚精餾塔的精餾段；在精餾塔頂二甲醚出口得到二甲醚產品，從中段抽出得到含水甲醇，二甲醚精餾塔底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇經流化床取熱器泵送回甲醇汽化回收塔的提餾段，含催化劑粉的水送到沉降器；從沉降器的催化劑粉漿出口回收催化劑粉漿，從沉降器的汙水出口抽出汙水經二甲醚精餾塔換熱器後通過循環泵送回洗滌脫灰段。
全文摘要
本發明提供一種氣固流化床二甲醚生產的生產工藝。原料甲醇經過二甲醚精餾塔的換熱器和流化床取熱器加熱後，進入甲醇汽化回收塔進行汽化；汽化的甲醇經反應換熱器與反應氣相混合產物換熱到120℃以上，進入氣固流化床反應器底部作為流化介質，經分布板進入氣固流化床反應器的流化段，與流態化的催化劑傳熱傳質發生反應；反應後的氣相混合產物經氣固分離器分離催化劑後，進入換熱器氣與原料甲醇換熱，然後進入二甲醚精餾塔；精餾塔頂得二甲醚產品，中部得到含水甲醇，底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇泵送回甲醇汽化回收塔的提餾段，含催化劑粉的水送到沉降器回收催化劑粉漿後送汙水處理車間處理。
文檔編號C07C43/04GK101481302SQ20081000062
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月11日 優先權日2008年1月11日
發明者喬英雲, 田原宇, 蓋希坤 申請人:山東科技大學