一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔及其使用方法技术

本发明专利技术公开了能源化工技术领域的一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔及其使用方法，包括：反应塔；预反应系统，所述预反应器通过管道安装在所述反应塔的左侧顶部。本发明专利技术提馏段将反应液中的轻组分气化至塔中扩大段，同时利用甲醛临界温度和不同程度冷凝条件会聚合成不同聚合度聚合物的性质，该聚合物沸点随聚合度增加而增加。提馏段环境下所有甲醛几乎全部转化成轻组分，塔中扩大段环境低聚合度甲醛为相对重组分。塔中扩大段有足够的气液相空间，并装有催化剂丝网填料，甲醛在此获得较大程度的转化，而极少数游离甲醛气体从塔顶溢出后被冷凝器冷凝，部分参与回流，部分送至甲缩醛合成单元。

A distillation column for the synthesis and separation of polymethoxydimethyl ether and its application

【技术实现步骤摘要】
一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔及其使用方法
本专利技术涉及能源化工
，具体为一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔及其使用方法。
技术介绍
全球能源已经进入严重开采期。优质能源越来越少，能源价格日益增长。特别原油危机之后，各国已逐级开始减产提高原油价格。未来油价将会逐渐攀升。而我国能源结构的特点是：富煤、贫油、少气，经济的持续较快增长对能源需求越来越大，社会、经济的发展与石油供应的矛盾日益突出。发展煤炭液化成油技术无疑具有战略重要性。另外，我国甲醇产能严重过剩，开发甲醇下游产品、延伸煤化工产业链，都具有现实意义。西北产煤行业经国家多次产业调整，原始煤炭粗犷产业链进一步升级之后。煤炭进一步深加工为甲醇以及下游的走势已经成为未来新兴煤炭行业的趋势。随着社会经济的进步，汽车数量明显增多，而汽车尾气排放物已成为城市雾霾的重要原因之一。相比于汽油，柴油具有更高的沸点，H/C质量比低，因此柴油燃烧过程中排放的废气CO、氮氧化合物、颗粒物等更多，造成的污染比汽油更严重。因此，提高柴油燃烧效率，减少污染排放，改善城市空气质量是目前重要的环保任务。聚甲氧基二甲醚是一种世界公认的清洁柴油组份，它的十六烷值≥70、不含硫、不含芳烃。按5％-20％比例添加到柴油中，能够提高柴油十六烷值，促进燃烧，明显地降低汽车尾气中PM2.5、PM10、NOx、CO等有害气体的排放。由于聚甲氧基二甲醚的优异性能，其合成工艺已成为国内外研究的热门课题。目前，聚甲氧基二甲醚大多是以甲缩醛/甲醇与甲醛(甲醛可来自甲醛水溶液/三聚甲醛/多聚甲醛)在酸性催化剂的催化作用下反应生成。对于反应液中残余未反应的甲醛的分离，一般采用碱中和反应，加氢生成醇类物质后再进行常规精馏分离。由于碱中和反应液中甲醛，消耗了大量原料，且产生大量的污水。工业化生产不经济。加氢则电耗高，氢气成本高。若不处理甲醛直接蒸馏，温度高，反应液受热汽化工程中，甲醛很容易歧化反应生成甲酸。甲酸在分离过程中分解产品生成甲缩醛和甲醛。此过程分离效率低，产品被进一步分解掉。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔及其使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的聚甲氧基二甲醚大多是以甲缩醛/甲醇与甲醛(甲醛可来自甲醛水溶液/三聚甲醛/多聚甲醛)在酸性催化剂的催化作用下反应生成。对于反应液中残余未反应的甲醛的分离，一般采用碱中和反应，加氢生成醇类物质后再进行常规精馏分离。由于碱中和反应液中甲醛，消耗了大量原料，且产生大量的污水。工业化生产不经济。加氢则电耗高，氢气成本高。若不处理甲醛直接蒸馏，温度高，反应液受热汽化工程中，甲醛很容易歧化反应生成甲酸。甲酸在分离过程中分解产品生成甲缩醛和甲醛。此过程分离效率低，产品被进一步分解掉的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，包括：反应塔；预反应系统，所述预反应器通过管道安装在所述反应塔的左侧顶部；冷凝系统，所述冷凝系统通过管道安装在所述反应塔的右侧顶部；再沸系统，所述再沸系统通过管道安装在所述反应塔的右侧底部。优选的，所述反应塔包括：精馏段；反应段，所述反应段焊接在所述精馏段的底部，所述反应段与所述精馏段相贯通；提馏段，所述提馏段焊接在所述反应段的底部，所述提馏段与所述反应段相贯通。优选的，所述精馏段包括：第一外壳体；多个第一填料装置，多个所述第一填料装置纵向交错安装在所述第一壳体的内腔侧壁上。优选的，所述反应段包括：第二壳体，所述第二壳体焊接在所述第一壳体的底部，所述第二壳体与所述第一壳体相贯通；第二填料装置，所述第二填料装置安装在所述第二壳体的内腔扩大段内；喷淋管，所述喷淋管安装在所述第二壳体的左侧底部，所述喷淋管的右端贯穿所述第二壳体的左侧壁插接在所述第二壳体的内腔，所述喷淋管在所述第二填料装置的底部。优选的，所述提馏段包括：第三壳体，所述第三壳体焊接在所述第二壳体的底部，所述第三壳体与所述第二壳体相贯通；多个第三调料装置，多个所述第三调料装置纵向交错安装在所述第三壳体的内腔左右侧壁上；成品管道，所述成品管道安装在所述第三壳体的底部左侧，所述成品管道与所述第三壳体相贯通；产品采出泵，所述产品采出泵安装在所述成品管道的底部右侧。优选的，所述预反应系统包括：预反应器；甲醛进料管道，所述甲醛进料管道安装在所述预反应器的左侧，所述甲醛进料管道与所述预反应器相贯通；甲缩醛进料管道，所述甲缩醛进料管道安装在所述甲醛进料管道的外壁底部右侧，所述甲缩醛进料管道与所述甲醛进料管道相贯通；粗反应液出料管道，所述粗反应液出料管道的左端安装在所述预反应器的右侧，所述粗反应液出料管道与所述预反应器相贯通，所述粗反应液出料管道的右端安装在所述第一外壳体的左侧顶部，所述粗反应液出料管道与所述第一外壳体相贯通。优选的，所述冷凝系统包括：冷凝器；进气管道，所述进气管道的一端安装在所述冷凝器的顶部，所述进气管道与所述冷凝器相贯通，所述进气管道的另一端安装在所述第一外壳体的顶部，所述进气管道与所述第一外壳体相贯通；抽液泵，所述抽液泵通过管道安装在所述冷凝器的底部；第一进液管，所述第一进液管的右端安装在所述抽液泵的左侧，所述第一进液管的左端安装在所述第一外壳体的右侧顶部，所述第一进液管与所述第一外壳体相贯通；出液管，所述出液管安装在所述第一进液管的外壁底部，所述出液管与所述第一进液管相贯通。优选的，所述再沸系统包括：再沸器；出气管，所述出气管的右端安装在所述再沸器的左端，所述出气管与所述再沸器相贯通，所述出气管的左端安装在所述第三壳体右侧底部，所述出气管与所述第三壳体相贯通；第二进液管，所述第二进液管的一端安装在所述再沸器的底部，所述第二进液管与所述再沸器相贯通，所述第二进液管的另一端安装在所述第三壳体的底部右侧，所述第二进液管与所述第三壳体相贯通。一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔使用方法，具体包括如下步骤：S1：预反应：甲醛通过所述甲醛进料管道进入到所述预反应器内，甲缩醛通过所述甲缩醛进料管道进入到所述预反应器内与甲醛进行反应，对甲醛进行预反应，经过预反应后获得的粗反应液通过所述粗反应液出料管道进入到所述精馏段内；S2：精馏：进入到所述精馏段内的粗反应液通过所述精馏段对粗反应液中未能完全甲醛和残余的水分进行进一步的转化，残留少量的甲醛在所述精馏段被气化成甲醛气体，甲醛气体穿过所述反应段与所述反应段内所述喷淋管喷洒出的甲缩醛接触反应生成反应液落到所述反应段的内腔顶部；S3：冷凝：极少量的游离态甲醛从所述精馏段的顶部溢出后流到所述冷凝器内被所述冷凝器冷凝，通过所述冷凝器冷凝后被所述抽液泵抽出，部分通过所述第一进液管回流到所述精馏段参与回流，另一部分通过所述出液管送至甲缩醛合成单元制成甲缩醛；S4：反应：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，其特征在于：包括：/n反应塔(100)；/n预反应系统(200)，所述预反应器(200)通过管道安装在所述反应塔(100)的左侧顶部；/n冷凝系统(300)，所述冷凝系统(300)通过管道安装在所述反应塔(100)的右侧顶部；/n再沸系统(400)，所述再沸系统(400)通过管道安装在所述反应塔(100)的右侧底部。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，其特征在于：包括：
反应塔(100)；
预反应系统(200)，所述预反应器(200)通过管道安装在所述反应塔(100)的左侧顶部；
冷凝系统(300)，所述冷凝系统(300)通过管道安装在所述反应塔(100)的右侧顶部；
再沸系统(400)，所述再沸系统(400)通过管道安装在所述反应塔(100)的右侧底部。


2.根据权利要求1所述的一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，其特征在于：所述反应塔(100)包括：
精馏段(110)；
反应段(120)，所述反应段(120)焊接在所述精馏段(110)的底部，所述反应段(120)与所述精馏段(110)相贯通；
提馏段(130)，所述提馏段(130)焊接在所述反应段(120)的底部，所述提馏段(130)与所述反应段(120)相贯通。


3.根据权利要求2所述的一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，其特征在于：所述精馏段(110)包括：
第一外壳体(111)；
多个第一填料装置(112)，多个所述第一填料装置(112)纵向交错安装在所述第一壳体(111)的内腔侧壁上。


4.根据权利要求2-3所述的一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，其特征在于：所述反应段(120)包括：
第二壳体(121)，所述第二壳体(121)焊接在所述第一壳体(111)的底部，所述第二壳体(121)与所述第一壳体(111)相贯通；
第二填料装置(122)，所述第二填料装置(122)安装在所述第二壳体(121)的内腔扩大段内；
喷淋管(123)，所述喷淋管(123)安装在所述第二壳体(121)的左侧底部，所述喷淋管(123)的右端贯穿所述第二壳体(121)的左侧壁插接在所述第二壳体(121)的内腔，所述喷淋管(123)在所述第二填料装置(122)的底部。


5.根据权利要求2和权利要求4所述的一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，其特征在于：所述提馏段(130)包括：
第三壳体(131)，所述第三壳体(131)焊接在所述第二壳体(121)的底部，所述第三壳体(131)与所述第二壳体(121)相贯通；
多个第三调料装置(132)，多个所述第三调料装置(132)纵向交错安装在所述第三壳体(131)的内腔左右侧壁上；
成品管道(133)，所述成品管道(133)安装在所述第三壳体(131)的底部左侧，所述成品管道(133)与所述第三壳体(131)相贯通；
产品采出泵(134)，所述产品采出泵(134)安装在所述成品管道(133)的底部右侧。


6.根据权利要求1和权利要求3所述的一种聚甲氧基二甲醚合成与分离的精馏塔，其特征在于：所述预反应系统(200)包括：
预反应器(210)；
甲醛进料管道(220)，所述甲醛进料管道(220)安装在所述预反应器(210)的左侧，所述甲醛进料管道(220)与所述预反应器(210)相贯通；
甲缩醛进料管道(230)，所述甲缩醛进料管道(230)安装在所述甲醛进料管道(220)的外壁底部右侧，所述甲缩醛进料管道(230)与所述甲醛进料管道(220)相贯通；
粗反应液出料管道(240)，所述粗反应液出料管道(240)的左端安装在所述预反应器(210)的右侧，所述粗反应液出料管道(240)与所述预反应器(210)相贯通，所述粗反应液出料管道(240)的右端安装在所述第一外壳体(111)的左侧顶部，所述粗反应液出料管道(240)...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁旭，孙维毅，
申请(专利权)人：无锡赫利邦化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32