甲醇反應精餾法分步反應製取二甲醚的生產工藝的製作方法
2023-10-23 00:45:42
專利名稱：甲醇反應精餾法分步反應製取二甲醚的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明提供甲醇反應精餾法分步反應製取二甲醚的生產工藝，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(大亍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。
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。釆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，該工藝經過改 進，基本上消除了上述弊端。
專利申請CN1322704A公開了複合酸法脫水催化生產二甲醚，利用硫酸和磷酸的複合酸作 為脫水催化劑，改變了單一酸脫水催化的共沸現象，使水分能過穩定均衡脫出，具有設備腐蝕 小，投資省等優點，但反應採用釜式反應，氣相產物直接冷卻後分離液相再加壓分離，難以大 規模生產，液相不可避免的含有少量硫酸甲酯類有毒物質，加大了後續汙水處理成本。
專利申請CN97116983.7公開了的二甲醚的生產方法，採用陽離子型液體催化劑脫水，反 應溫度120°C，壓力0.05MPa，雖然反應壓力和溫度低，但存在著催化劑主體不明確，採用釜 式反應，氣相產物直接冷卻後分離液相再加壓分離，難以大規模生產的缺陷。專利申請 CN1322704A公開了複合酸法脫水催化生產二甲醚
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製備二甲醚，使反應產物不含硫酸甲酯類有毒物質和酸性物質，工藝簡 單，設備防腐要求降低，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 生成的水又回到了反應釜中，脫除水分困難，另外採用釜式反應也存在難以大規模生產的缺陷。
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甲醇反應精餾法分步反應製取二甲 醚的生產工藝。該工藝流程簡單合理、熱量回收率髙，反應體系溫度較低、易於控制，反應轉 化率和選擇性高，易於大規模工業化生產。
本發明的技術方案本發明提供一種甲醇反應精餾法分歩反應製取二甲醚的往產工藝。原料甲醇由進料泵增壓到 0.6~1.0MPa經過換熱器和汙水換熱器加熱後，部分甲醇通過液相原料入口進入進二甲醚反應精餾 ±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 入二甲醚反應精餾塔反應器的氣相入口，和液相催化劑在130~200°C、 0.05 1.0MPa下快速反應； 反應產物二甲醚、水蒸汽和未反應的甲醇上行通過洗滌段與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然後進入 精餾段精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應精餾塔的水抽出口抽出，部分水經換熱器換熱後回流， 部分水送往甲醇汽化回收塔的提餾段通過再沸器循環脫甲醇，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；精餾脫水和甲醇後的二甲醚經換熱器冷卻到常溫，保持或用壓 縮機加壓到0.6MPa以上，進入二甲醚精餾塔；通過精餾後的二甲醚經換熱器、水冷器和二甲醚回 流罐後即可得到高純度二甲醚產品。
二甲醚反應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。
反應精餾塔的反應器可以是鼓泡式，也可以是環管式反應器。
生產燃料級二甲醚，就可省掉二甲醚精餾塔和後續工藝部分。
附圖是本發明的工藝流程圖。
其中1、 2、 3-換熱器，4-汙水換熱器，5-甲醇氣化回收塔，6-加熱器，7-氣相原料入口， 8-液相原料入口， 9-二甲醚反應精餾塔，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經過換熱器1、 2、 3和汙水換熱器4加熱後，部分甲醇通過液相原料入口 8進入進二甲醚反應精餾塔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 醚反應精餾塔反應器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；反應 產物二甲醚、水蒸汽和未反應的甲醇上行通過洗滌段10與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然後進入精 餾段19精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應精餾塔9的水抽出口 11抽出，部分水經換熱器3換熱 後回流，部分水送往甲醇汽化回收塔5的提餾段通過再沸器15循環脫甲醇，甲醇汽化回收塔5塔 底排出汙水經汙水換熱器4換熱後送汙水車間處理；精餾脫水和甲醇後的二甲醚經換熱器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;通過精餾後的二甲醚經 換熱器1、水冷器2和二甲醚回流罐18後即可得到高純度二甲醚產品。
二甲醚反應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。反應精餾 塔的反應器可以是鼓泡式，也可以是環管式反應器
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。
生產燃料級二甲醚，就可省掉二甲醚精餾塔14和後續工藝部分。
權利要求
1. 本發明提供一種甲醇反應精餾法分步反應製取二甲醚的生產工藝，其技術特徵是原料甲醇由進料泵增壓到0.6～1.0MPa經過換熱器和汙水換熱器加熱後，部分甲醇通過液相原料入口進入進二甲醚反應精餾塔，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℃進入二甲醚反應精餾塔反應器的氣相入口，和液相催化劑在130～200℃、0.05～1.0MPa下快速反應；反應產物二甲醚、水蒸汽和未反應的甲醇上行通過洗滌段與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然後進入精餾段精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應精餾塔的水抽出口抽出，部分水經換熱器換熱後回流，部分水送往甲醇汽化回收塔的提餾段通過再沸器循環脫甲醇，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；精餾脫水和甲醇後的二甲醚經換熱器冷卻到常溫，保持或用壓縮機加壓到0.6MPa以上，進入二甲醚精餾塔；通過精餾後的二甲醚經換熱器、水冷器和二甲醚回流罐後即可得到高純度二甲醚產品。
2. 根據權利要求1所提供的一種甲醇反應精餾法分步反應製取二甲醚的生產工藝,其特徵 在於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. 根據權利要求1所提供的一種甲醇反應精餾法分步反應製取二甲醚的生產工藝，其特徵 在於反應精餾塔的反應器是鼓泡式反應器或環管式反應器。
全文摘要
本發明提供一種甲醇反應精餾法分步反應製取二甲醚的生產工藝。原料甲醇由進料泵增壓到0.6～1.0MPa經過換熱器和汙水換熱器加熱後，部分甲醇通過液相原料入口進入進二甲醚反應精餾塔，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℃進入二甲醚反應精餾塔反應器的氣相入口，和液相催化劑在130～200℃、0.05～1.0MPa下快速反應；反應產物二甲醚、水蒸汽和未反應的甲醇上行通過洗滌段與回流甲醇接觸洗滌脫重相，然後進入精餾段精餾脫水和甲醇；水從二甲醚反應精餾塔的水抽出口抽出，部分水經換熱器換熱後回流，部分水送往甲醇汽化回收塔的提餾段通過再沸器循環脫甲醇，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；精餾脫水和甲醇後的二甲醚經換熱器冷卻到常溫，保持或用壓縮機加壓到0.6MPa以上，進入二甲醚精餾塔；通過精餾後的二甲醚經換熱器、水冷器和二甲醚回流罐後即可得到高純度二甲醚產品。
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