制备二甲醚的方法技术

通过合成气至二甲醚的催化转化制备二甲醚产物的方法，该方法包括以下步骤：在二甲醚合成步骤中使包含二氧化碳的合成气流在一个或多个反应器中与在甲醇的形成以及甲醇脱水成二甲醚中呈活性的一种或多种催化剂接触，并形成产物混合物，所述产物混合物包括二甲醚、二氧化碳和未转化的合成气；冷却所述产物混合物并将其分离成第一液相和第一气相，所述第一液相包括二甲醚和溶解在所形成的二甲醚中的二氧化碳，并且所述第一气相包括未转化的合成气，所述未转化的合成气包含一氧化碳和二氧化碳；传送所述第一液相到涤气区，并使所述相与有效地吸收二氧化碳的液体吸收剂接触；以及从所述涤气区回收贫二氧化碳的二甲醚产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从合成气制备二甲醚(DME)的方法。具体地，本专利技术涉及改善的二甲醚的合成方法，所述方法通过对来自醚合成步骤的粗产物流出物进行化学洗，以从该粗产物去除二氧化碳来改善方法的产量以及所生产的二甲醚的最终纯化。本专利技术的方法涉及从包含二氧化碳和氢的合成气所生产的二甲醚的纯化。
技术介绍
合成气至二甲醚的转化在一个或多个反应器中进行，其中，合成气经催化转化生成甲醇(化学方程式(1)中显示)和二甲醚(如化学方程式(2)中显示)。还发生转移反应，并且如化学方程式(3)中显示。CO+2H2→CH3OH  (1)2CH3OH→CH3OCH3+H2O  (2)CO+H2O→CO2+H2  (3)当以等于或小于2的氢与一氧化碳之间的化学计量比制备二甲醚时，获得合成气高的转化，并且在等于大约1的H2：CO比的情况下获得特别高的转化。在较低的比的情况下，产生较少的二甲醚。在这些条件(H2/CO～1)下，基本根据化学方程式(4)发生总的反应：3H2+3CO→CH3OCH3+CO2  (4)因此，反应器流出物通常包括DME和CO2，以及未转化的H2和CO。二氧化碳溶于二甲醚中，并且为了获得具有期望的纯度的二甲醚产物，必须去除合成气中存在的以及在由一氧化碳和氢形成二甲醚的反应中形成的二氧化碳。另外，当去除二氧化碳时，未转化的合成气的组成接近于构成用于制备二甲醚的合成气的组成，这是另外的优点，因为它可被直接再循环到二甲醚合成反应器。在合成反应器的下游从二甲醚产物去除二氧化碳变得非常昂贵。已知三种基本的处理二氧化碳的方法。在第一种方法中，根据上面的反应(1)～(3)合成二甲醚。然后，从二甲醚产物分离包含未反应的合成气以及存在的任何二氧化碳的混合的流出物流，二甲醚产物还包含一些未反应的甲醇。分离的合成气和二氧化碳流被再循环到进入反应器的合成气工艺物料流(process stream)。可在具有例如大于5的氢和一氧化碳之间的比的富含氢的合成气中方便地实施该方法。在第二种已知的方法中，从二甲醚产物分离包括未反应的合成气以及二氧化碳的混合的流出物流。然而，二氧化碳随后从合成气被分离。这可通过用，例如合适的胺类化合物(例如甲基二乙醇胺、MDEA)洗涤该流而完成。然后，将不含二氧化碳的合成气流再循环到进入反应器的合成气工艺物料流。获得的二氧化碳可用在其它工艺中，例如通过二氧化碳自热重整由天然气制备合成气。在第三种已知的方法中，只从二甲醚产物和二氧化碳分离合成气。因此，二甲醚产物同时包含甲醇和二氧化碳。再循环分离的合成气到进入反应器的合成气工艺物料流。已知现有技术中各种溶剂用于从具有合成气的混合物去除二氧化碳。溶剂的选择依赖于溶解二甲醚和二氧化碳的性能，并且理想的溶剂应具有对二氧化碳高的溶解度以及低的挥发性。美国专利第5908963号公开了用于从合成气制备二甲醚的方法，其中，从二甲醚产物分离合成气，并再循环到进入二甲醚合成循环的合成气工艺物料流中。二甲醚产物中存在过量甲醇是该公开的方法的焦点，并且未解决二氧化碳的去除。美国专利第6458856号公开了制备二甲醚的一步催化转化方法。在合成气至二甲醚的催化转化后，将反应器的流出物加工成气相混合物，包括二甲醚、二氧化碳和未转化的合成气。使用涤气溶剂洗涤气相混合物，以从未转化的合成气分离二甲醚和二氧化碳，并且，然后从二氧化碳分离二甲醚。所述涤气溶剂包括二甲醚和甲醇的混合物。再循环未转化的合成气到二甲基反应器。该文献还公开了现有技术中使用的涤气溶剂，例如甲醇、水、甲醇/水的混合物、二甲醚或乙醇。二甲醚是二氧化碳的良好溶剂，但是非常挥发，而甲醇是对二氧化碳而言比二甲醚差的溶剂，但是具有较少挥发的优点。因此，期望在从合成气制备二甲醚的方法中使用对二氧化碳具有高的溶解度并同时具有低的挥发性的溶剂。JP2004 091327 A还描述了涉及在工艺中通过吸收二甲醚中的CO2并将其回收的方法，其中，冷却二甲醚以减小二甲醚的挥发性。US 7,652,176公开了由合成气制备二甲醚的方法，其中在涤气区(scrubbing zone)用富含碳酸钾或胺的液体溶剂处理包含二甲醚、二氧化碳和未转化合成气的产物混合物。从而，通过与液体溶剂接触而从二甲醚产物选择性的去除二氧化碳。二甲醚合成的流出物中的高浓度的一氧化碳可引起问题。一氧化碳与液体胺类溶剂中的胺类反应，形成氨基甲酸酯，当溶液中氨基甲酸酯变得过饱和时，氨基甲酸酯在涤气区沉淀。在液体溶剂富含碳酸盐(例如碳酸钾)的情况下，部分一氧化碳可反应，形成甲酸盐，例如甲酸钾。上述文献未提到氨基甲酸酯和甲酸盐的形成。
技术实现思路
因此，本专利技术总的目的是提供改善的二甲醚合成方法，所述方法使用化学二氧化碳吸收工艺，以去除二甲醚合成产物中的二氧化碳，所述方法通过减小给料到涤气区的一氧化碳的浓度而不具有上述问题。本专利技术提供了一种通过合成气至二甲醚的催化转化制备二甲醚产物的方法，该方法包括以下步骤：在二甲醚合成步骤中使加压的合成气流在一个或多个反应器中与在甲醇的形成以及甲醇脱水成二甲醚中呈活性的一种或多种催化剂接触，并形成产物混合物，所述产物混合物包括二甲醚、二氧化碳和未转化的合成气；冷却所述产物混合物并将其分离成第一液相和第一气相，所述第一液相包括二甲醚和溶解在所形成的二甲醚中的二氧化碳，并且所述第一气相包括未转化的合成气，所述未转化的合成气包含一氧化碳和二氧化碳；传送所述第一液相到涤气区，并使所述相与有效地吸收二氧化碳的液体吸收剂接触；以及从所述涤气区回收贫二氧化碳的二甲醚产物。在涤气前于简单的气体分离器/液体分离器中分离产物混合物的效果为与溶解于液体二甲醚的CO2相比，从气相回收更多的CO。这样，二甲醚的涤气过程必须去除较少的CO，具有较小的形成甲酸盐的风险。在其它实施方式中，所述方法包括将所述第一液相减压以形成第二液相和第二气相的另一步骤，之后将合并的第二液相和第二气相传送到所述涤气区，减压由此提供的相关优点是将所述液相和气相冷却，从而有助于更有效的涤气过程。在其它实施方式中，在位于比引入所述第二气相的位置高的位置引入所述第二液相到所述涤气区，具有通过蒸发热冷却所述涤气液体的相关优点。在其它实施方式中，所述液体溶剂包括碳酸钾或胺，具有为液体溶剂提供良好的CO2吸收性能及低的挥发性的相关优点。在其它实施方式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过合成气至二甲醚的催化转化制备二甲醚产物的方法，包括以下步骤：在二甲醚合成步骤中使合成气流在一个或多个反应器中与在甲醇的形成以及甲醇脱水成二甲醚中呈活性的一种或多种催化剂接触，并形成产物混合物，所述产物混合物包括二甲醚、二氧化碳和未转化的合成气；冷却所述产物混合物并将其分离成第一液相和第一气相，所述第一液相包括二甲醚和溶解在所形成的二甲醚中的二氧化碳，并且所述第一气相包括未转化的合成气，所述未转化的合成气包含一氧化碳和二氧化碳；传送所述第一液相到涤气区，并使所述相与有效地吸收二氧化碳的液体吸收剂接触；以及从所述涤气区回收贫二氧化碳的二甲醚产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.31 EP PCT/EP2012/0670121.一种通过合成气至二甲醚的催化转化制备二甲醚产物的方法，包括以
下步骤：
在二甲醚合成步骤中使合成气流在一个或多个反应器中与在甲醇的形成
以及甲醇脱水成二甲醚中呈活性的一种或多种催化剂接触，并形成产物混合
物，所述产物混合物包括二甲醚、二氧化碳和未转化的合成气；
冷却所述产物混合物并将其分离成第一液相和第一气相，所述第一液相
包括二甲醚和溶解在所形成的二甲醚中的二氧化碳，并且所述第一气相包括
未转化的合成气，所述未转化的合成气包含一氧化碳和二氧化碳；
传送所述第一液相到涤气区，并使所述相与有效地吸收二氧化碳的液体
吸收剂接触；以及
从所述涤气区回收贫二氧化碳的二甲醚产物。
2.根据权利要求1所述的方法，包括将所述第一液相减压以形成第二液
相和第二气相的另一步骤，之后将合并的第二液相和第二气相传送到所述涤
气区。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在比引入所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·约恩森，J·马德森，保尔·E·霍斐伦德尼尔森，
申请(专利权)人：托普索公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK