一种甲醇脱水制二甲醚的方法技术

本发明专利技术涉及一种甲醇脱水制二甲醚的方法，其中，原料甲醇与甲醇脱水反应器底部流出的脱水反应产物在甲醇预热器中换热后进入闪蒸器，经闪蒸后的液相进入甲醇汽化塔汽化，汽化后的甲醇与闪蒸汽混合后进入甲醇脱水反应器反应，得到含二甲醚、甲醇和水以及少量不凝气混合的脱水反应产物，脱水反应产物从甲醇脱水反应器底部排出后与甲醇原料在甲醇预热器中换热冷却后，进入二甲醚精馏塔，并从精馏塔上部侧线采出。利用本发明专利技术所述的方法，能够充分回收和利用系统的热量，降低了能耗；同时还能够效提高甲醇的转化率和二甲醚的回收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，更具体地说，本专利技术涉及一种以甲醇为原料脱水制备二甲 醚的方法。
技术介绍
二甲醚（DME)作为一种重要的化工原料，用途十分广泛，例如作为气雾剂的推进 齐U，制冷剂，燃料和甲基化试剂等。纯度大于99. 99 %的二甲醚可作为麻醉剂使用，纯度大于 90%的二甲醚可作为城市煤气，液化气及汽车燃料。由于氟氯烃对大气臭氧层造成破坏，近 年来在世界范围内正在逐步限制对它的使用，纯度99. 99%的二甲醚替代物，被誉为继压缩 气体、CFCS、丙烷和丁烷之后的第四代推进剂，在各类气雾剂的生产中得到了广泛的应用。 此外，DME可作为许多精细化学品的合成用原料，还可以作为合成汽油和烯烃的中间体，在 制药、农药等方面有许多独特的用途。二甲醚的独特性还体现在其具有与汽油相似的十六 烷值，并且能够实现无烟然绕，因而被公认为21世纪的绿色染料。二甲醚作为绿色气雾剂、 重要的化学中间体和21世纪的清洁染料，已越来越引起人们的关注。 二甲醚（DME)的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气一次合成二 甲醚；二步法是由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。二步法分两步进行，即先由合 成气合成甲醇，甲醇在酸催化下脱水制二甲醚。二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生 产的主要工艺，该法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度高，工艺成熟，装置适 应性广，后处理简单，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。 国内外多采用含Y_A120 3/Si02制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。反应温度控制在 280-340°C，压力为0. 5-0. 8MPa。甲醇的单程转化率在70-85%之间，二甲醚的选择性大于 98%。 工业生产中二甲醚通常采用脱水制二甲醚的方法。现有甲醇脱水制二甲醚的方 法，主要特点是设有甲醇回收塔，用精馏的方法将二甲醚精馏塔塔釜中的甲醇水溶液进行 分离，提纯其中的甲醇，并将提纯后的甲醇再返回做原料，而其中的水分（包括来源于原料 甲醇带来的水和脱水反应产生的水）则从甲醇回收塔塔釜排出系统。因为回收的甲醇是从 甲醇加压精馏塔塔顶蒸发后再冷凝得到的，而且需要一定的回流比，需要消耗大量的热能； 而所回收的甲醇为液相，返回做原料时还需要加热汽化，也需要消耗大量的热能。因此该方 法能耗较大。另外，所述的脱水制二甲醚方法是以甲醇为原料，在催化剂的作用下，经过脱 水制备得到，甲醇脱水催化剂常用的有磷铝酸钙、硅酸铝、ZSM-5及Y-A1 203等。反应条件 因催化剂性能而异，反应温度在200?400°C，甲醇单程转化率为70?85%左右。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种甲醇脱水 制二甲醚的方法。利用本专利技术所述的方法，能够充分回收和利用系统的热量，降低了能耗； 而且还可以有效提高甲醇的转化率和二甲醚的回收率。 为了解决上述技术问题并且实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案： -种甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：原料甲醇与甲醇脱水反应器R底部 流出的脱水反应产物在甲醇预热器E1中换热后进入闪蒸器VI，经闪蒸后的液相进入甲醇 汽化塔T1汽化，汽化后的甲醇与闪蒸汽混合后进入甲醇脱水反应器R反应，得到含二甲醚、 甲醇和水以及少量不凝气混合的脱水反应产物，脱水反应产物从甲醇脱水反应器底部排出 后与甲醇原料在甲醇预热器E1中换热冷却后，进入二甲醚精馏塔T2,并从精馏塔T2上部侧 线米出。 其中，二甲醚精馏塔T2塔底的釜液进入洗涤塔T3中进行逆流洗涤，洗涤塔塔底的 洗涤液进入甲醇汽化塔T1中经过汽化分离从甲醇汽化塔T1的底部排出后进入汽提塔T4 进行汽提，汽提塔T4的顶部回收二甲醚和甲醇，汽提塔T4塔底的废水排往废水处理。 其中，汽化后的甲醇、闪蒸汽以与汽提塔T4顶部回收的二甲醚和甲醇混合后进入 甲醇脱水反应器R反应。 其中，在甲醇脱水反应器内甲醇脱水反应的温度为180-230°C,反应压力为 0. 2~1, 2MPa〇 其中，二甲醚精馏塔为板式塔，理论塔板数为60-100块，其中精馏段理论塔板数 为50-80块，回流比为0· 5-5,操作压力为0· 2-2. 5MPa，操作温度为75-145°C。 其中，二甲醚产品在二甲醚精馏塔从塔顶数起第15块塔板之上出料。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果： (1)本专利技术利用汽提塔同时将二甲醚和甲醇汽提回收，并循环至反应器入口，可以 有效提高甲醇的转化率和二甲醚回收率，取得了较好的技术效果。 (2)本专利技术洗涤塔塔底的洗涤液排到甲醇汽化塔再经过汽化分离排到汽提塔，处 理后的废水在进入汽提塔前甲醇的含量就已经控制在很低的水平，然后再经过汽提塔处 理后的废水中甲醇含量能够保证达标。 (3)二甲醚产品在二甲醚精馏塔的上部出料，保持了二甲醚塔工作的稳定性和持 续性，并且降低了能量损耗。 (4)本专利技术的甲醇脱水制二甲醚工艺，即使在中低温的条件下进行，甲醇单程的 转化率也能达到80-85%，取得了优异的技术效果。 【附图说明】 图1为本专利技术所述甲醇脱水制二甲醚的工艺流程示意图。 其中，各附图标记所表示的含义分别为：E1-甲醇预热器，E2-冷凝器，VI-甲醇闪 蒸器，R-甲醇脱水反应器，T1-甲醇汽化塔，T2-二甲醚精馏塔，T3-洗涤塔，T4-汽提塔， 1-原料甲醇，2-换热后的甲醇原料，3-未汽化的甲醇，4，5-甲醇气体，6-反应出料，7-冷却 后的反应出料，8-精馏塔塔顶出料，10-不凝气，11-精馏塔塔顶回流，12-精馏塔塔底出料， 13-洗涤塔顶排放尾气，14-洗涤塔塔底洗涤液，15-汽化分离后的洗涤液，16-回收的二甲 醚和甲醇，17-废水，18-二甲醚产品。 【具体实施方式】 如图1流程所示，甲醇原料1在甲醇预热器E1中与脱水反应产物6换热后，换热 后的甲醇原料2经甲醇闪蒸器VI气化得到闪蒸汽5,经闪蒸后的液相3进入甲醇汽化塔ΤΙ 汽化，得到的汽化后的甲醇4、闪蒸汽5以及汽提塔Τ4回收的二甲醚和甲醇16-起进入甲 醇脱水反应器R，脱水反应产物6从甲醇脱水反应器R底部排出后与甲醇原料1在甲醇预热 器Ε1中换热，冷却后的脱水反应产物7进入二甲醚精馏塔Τ2,二甲醚精馏塔Τ2上部侧线采 出二甲醚产品18 ;二甲醚精馏塔Τ2顶部出料8经冷凝器Ε2部分冷凝后，冷凝液11全部回 流进入二甲醚精馏塔9内，另一部分不凝气10则进入洗涤塔Τ3,利用精馏塔塔底的釜液12 排入洗涤塔Τ3进行逆流洗涤，洗涤塔塔顶排出含有氮气和二氧化碳等的轻组分13,洗涤塔 塔底的洗涤液14进入甲醇汽化塔Τ1中经过汽化分离后的洗涤液15进入汽提塔Τ4进行汽 提，回收二甲醚和甲醇16,并循环至甲醇脱水反应器R入口，而汽提塔塔底的废水17排往废 水处理。在本专利技术中，甲醇脱水反应的反应温度为180-230°C的条件下进行，并且开发了与 之相适应的中低温反应脱水催化剂，所述的催化剂包括勃姆石和ZSM-5分子筛。 实施例1 反应进料为85 (wt) %的甲醇，反应温度为200°C，反应压力为0. 5MPa，甲醇液态体 积空速为1. 8小时'本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：原料甲醇与甲醇脱水反应器(R)底部流出的脱水反应产物在甲醇预热器(E1)中换热后进入闪蒸器(V1)，经闪蒸后的液相进入甲醇汽化塔(T1)汽化，汽化后的甲醇与闪蒸汽混合后进入甲醇脱水反应器(R)反应，得到含二甲醚、甲醇和水以及少量不凝气混合的脱水反应产物，脱水反应产物从甲醇脱水反应器底部排出后与甲醇原料在甲醇预热器(E1)中换热冷却后，进入二甲醚精馏塔(T2)，并从精馏塔(T2)上部侧线采出。

【技术特征摘要】
1. 一种甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：原料甲醇与甲醇脱水反应器（R)底部 流出的脱水反应产物在甲醇预热器（E1)中换热后进入闪蒸器（VI)，经闪蒸后的液相进入 甲醇汽化塔（T1)汽化，汽化后的甲醇与闪蒸汽混合后进入甲醇脱水反应器（R)反应，得到 含二甲醚、甲醇和水以及少量不凝气混合的脱水反应产物，脱水反应产物从甲醇脱水反应 器底部排出后与甲醇原料在甲醇预热器（E1)中换热冷却后，进入二甲醚精馏塔（T2)，并从 精馏塔（T2)上部侧线采出。2. 根据权利要求1所述的甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：二甲醚精馏塔（T2) 塔底的釜液进入洗涤塔（T3)中进行逆流洗涤，洗涤塔塔底的洗涤液进入甲醇汽化塔（T1) 中经过汽化分离从甲醇汽化塔（T1)的底部排出后进入汽提塔（T4)进行汽提，汽提塔（T4) 的顶部回收二甲醚和甲醇，汽提塔（T4)塔底的废水排往废水处理。3. 根据权利要求2所述的甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：汽化后的甲醇、闪蒸 汽以与汽提塔（T4)顶部回收的二甲醚和甲醇混合后进入甲醇脱水反应器（R)反应。4. 根据权利要求3所述的甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：在甲醇脱水反应器 (R)内甲醇脱水反应的温度为180_230°C，反应压力为0· 2-1. 2MPa。5. 根据权利要求3所述的甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：二甲醚精馏塔为板 式塔，理论塔板数为60-100块，其中精馏段理论塔板数为50-80块，回流比为0. 5-5,操作压 力为0· 2-2. 5MPa，操作温度为75-145°C。6. 根据权利要求5所述的甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：二甲醚产品在二甲 醚精馏塔从塔顶数起第15块塔板之上出料。7. 根据权利要求1所述的甲醇脱水制二甲醚的方法，其特征在于：原料甲醇在甲醇预 热器中与脱水反应产物换热后，换热后的原料甲醇经甲醇闪蒸器气化得到闪蒸汽，经闪蒸 后的液相进入甲醇汽化塔汽化，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄清粘，
申请(专利权)人：泉州恒河化工有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35