本发明专利技术涉及一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，甲醇脱水反应器出的反应产物经冷却进入气液分离罐，液相物料进入二甲醚精制塔，二甲醚精制塔从上到下设有拔顶段、精制段、洗涤除杂段和提馏段，从洗涤除杂段侧线采出含乙醇、酯类杂质溶液送到乙醇精制单元；二甲醚精制塔拔顶气、气液分离罐闪蒸气和羰化单元驰放气汇合进入尾气洗涤塔，经过下段的醇水溶液、上段的洗涤水洗涤，脱除含氧化物后的尾气可至PSA单元回收合成气。与现有技术相比，本发明专利技术解决原料甲醇带入杂质在系统累积的问题和回收尾气中有机物使其达到下游PSA处理要求的问题，有利于降低能耗，减少物料损耗，降低反应器、精馏塔等相关设备管道材质要求和尺寸，节省投资。
【技术实现步骤摘要】
一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法
本专利技术涉及化工分离领域，尤其是涉及一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法。
技术介绍
乙醇是重要的基本化工原料，可以合成多种化工产品的中间体，如涂料、香料、染料、医药等。同时在燃料领域，含乙醇的汽柴油正被世界各国积极推广应用，燃料乙醇已经成为国际燃料能源产业的重要部分。目前国内燃料乙醇生产主要是以谷物如玉米、水稻为原料，但由于粮食价格的上涨，乙醇价格不断上升，因此采用非粮食工艺路线生产无水乙醇是一个很好的补充。以甲醇为原料，甲醇经脱水生成二甲醚，二甲醚与CO发生羰化反应生产醋酸甲酯，醋酸甲酯加氢生成乙醇是一条很好的具有前景的技术路线。此路线生产的乙醇产品可达到无水乙醇标准，可以作为清洁燃料替代部分汽油。目前国内甲醇气相脱水制二甲醚的工艺已经很成熟，且已有多套运行装置，拥有该技术国内单位也有多家如上海石油化工研究院、西南化工设计院有限公司、新奥新能(北京)科技有限公司等；上海石油化工研究院专利CN101941891B公开了用于甲醇脱水制二甲醚的方法，二甲醚精馏塔没有设置杂质采出口，塔釜的甲醇溶液直接返回汽提塔；同时尾气洗涤塔只设置了采用二甲醚精馏塔塔釜的釜液作为洗涤液的一段洗涤。西南化工设计院CN10705688A公开了一种甲醇制二甲醚的生产系统及生产工艺，二甲醚精馏塔没有设置杂质采出口，塔釜的甲醇溶液直接返回汽提塔；同时尾气洗涤塔没有采用二甲醚精馏塔塔釜液，而是用原料甲醇作为吸收剂，也没有设置水洗段。现有的二甲醚装置都没有二甲醚与合成气反应生产乙醇的后续工艺，不需要考虑和后续工艺单元的耦合，如醋酸甲酯加氢后生产乙醇同时也产甲醇，因此甲醇需要循环回甲醇脱水制二甲醚单元，以及羰化单元的驰放气中的二甲醚也需要回收等。至今还未见完整的考虑甲醇经二甲醚制乙醇的全套工艺中甲醇合成二甲醚反应精馏过程中涉及技术问题报道及相关文献专利。而在实际应用过程中，以甲醇和合成气为原料生产乙醇时，由于从乙醇精制单元返回的的循环甲醇含有一些杂质，这些杂质在甲醇脱水制二甲醚单元循环累积，从而影响到甲醇脱水反应和二甲醚产品的质量指标，二甲醚中所含杂质又会导致二甲醚羰化反应选择性下降，引起连锁不利反应。本专利技术解决的技术问题是：将甲醇制二甲醚、二甲醚羰化、醋酸甲酯加氢和乙醇精制当成一个完整的工艺系统，考虑了循环物料带入的杂质，解决了杂质在系统积累的问题；并结合上下游工艺的特点在不增加新设备的前提下将整个装置的尾气中的有效组分回收，经洗涤后的尾气可直接进入PSA单元进行合成气回收。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，包括以下步骤：1)原料甲醇和来自乙醇精制单元的循环甲醇作为反应原料进入甲醇脱水反应器中反应，得到的反应产物经过冷凝后进入气液分离罐中气液分离，分离后气相物料进入尾气洗涤塔，液相物料进入所述二甲醚精制塔；2)所述二甲醚精制塔包括拔顶段、精馏段、洗涤除杂段和提馏段，所述二甲醚精制塔的塔顶气相物料经冷凝后冷凝液全部回流入塔内，产生的二甲醚精制塔拔顶气进入所述尾气洗涤塔；所述二甲醚精制塔的拔顶段下部侧线采出二甲醚产品；所述二甲醚精制塔的除杂段下部侧线采出含有乙醇和酯类的杂质溶液；所述二甲醚精制塔的塔釜采出含有甲醇和水的塔釜液，该塔釜液送入甲醇汽提塔汽化分离，从甲醇汽提塔塔顶出来的含有甲醇的气相物料送入甲醇脱水反应器，工艺废水由甲醇汽提塔塔釜连续排出；3)所述尾气洗涤塔内使用洗涤水或洗涤水和二甲醚精制塔的塔釜液对所述气液分离罐产生的气相物料和二甲醚精制塔拔顶气进行洗涤，所述尾气洗涤塔塔顶排出尾气，所述尾气洗涤塔的塔釜液从所述洗涤除杂段进入所述二甲醚精制塔。所述进入甲醇脱水反应器内的甲醇包括原料甲醇和来自乙醇精制单元的循环甲醇，所述进入甲醇脱水反应器内的甲醇中乙醇和酯类的总质量含量≤3％。所述循环甲醇中含有醋酸甲酯、醋酸乙酯和乙醇，其中醋酸甲酯和醋酸乙酯的总含量为500-2000ppm，乙醇的含量为600-1500ppm。所述二甲醚精制塔洗涤除杂段下部侧线采出的杂质溶液送入所述乙醇精制单元；所述乙醇精制单元产生的循环甲醇从甲醇汽提塔的塔顶进入。所述尾气洗涤塔内所述气液分离罐产生的气相物料和二甲醚精制塔拔顶气先经过二甲醚精制塔塔釜液洗涤，然后再经过洗涤水洗涤；所述尾气洗涤塔的洗涤水来自甲醇汽提塔塔釜的工艺废水或装置外的新鲜水。所述尾气洗涤塔对来自二甲醚羰化单元的含有CO的驰放气进行洗涤，所述驰放气中二甲醚质量含量为6-10％，醋酸甲酯质量含量为4-6％，CO质量含量为68-80％；所述气液分离罐产生的气相物料、二甲醚精制塔拔顶气和驰放气组成混合气进入尾气洗涤塔，所述尾气洗涤塔塔顶产生尾气去PSA工艺回收CO。所述尾气洗涤塔的理论板数为10-20块，二甲醚精制塔的塔釜液的用量与所述混合气的质量比为3-6:1；洗涤水用量与所述混合气的质量比为0.1-0.3:1。所述尾气洗涤塔塔顶的尾气中醋酸甲酯含量≤1000ppm、二甲醚含量≤600ppm、甲醇含量≤10ppm。所述的二甲醚精制塔的理论板数为20-30块，在二甲醚精制塔从塔顶数起第18-25块理论板处设置杂质侧线采出口采出所述杂质溶液；所述杂质溶液的采出量与所述二甲醚产品的采出量的质量比为0.0075-0.0225:1；所述杂质溶液中酯类质量含量为15-30％，乙醇的质量含量为1.5-5％。所述二甲醚产品从所述二甲醚精制塔的塔顶数起第2-5块理论板侧线采出，所述二甲醚产品中二甲醚质量含量≥99.5％，甲醇和水的含量均≤500ppm。本专利技术的分离方法可以应用于甲醇经二甲醚制备无水乙醇的方法中，具体为甲醇脱水制二甲醚，二甲醚与CO发生羰化反应生成醋酸甲酯，醋酸甲酯加氢生产甲醇和乙醇，反应产物经乙醇精馏分离后得到无水乙醇和甲醇，甲醇循环利用；具体地，该工艺方法包括甲醇脱水制二甲醚单元、二甲醚羰化单元、醋酸甲酯加氢单元和乙醇精制单元；原料甲醇经过所述甲醇脱水制二甲醚单元制备得到二甲醚，所述二甲醚和合成气在所述二甲醚羰化单元反应得到醋酸甲酯，所述醋酸甲酯和合成气在所述醋酸甲酯加氢单元反应得到含乙醇的反应液，该反应液进入乙醇精制单元分离得到精制乙醇、循环甲醇和酯类。本专利技术通过采用在二甲醚精制塔设置4段，从上至下依次为拔顶段、精制段、洗涤除杂段和提馏段，从洗涤除杂段侧线采出含乙醇、酯类杂质溶液送到乙醇精制单元，经精馏分离后的酯返回加氢反应器；通过采用尾气洗涤塔设置两段，下段用醇水溶液洗涤，上段用水洗涤，二甲醚精制塔拔顶气、气液分离罐闪蒸气和羰化单元驰放气汇合进入尾气洗涤塔，经洗涤脱除含氧化物后的尾气可至PSA单元回收合成气。该方法将甲醇经二甲醚合成乙醇装置各单元有机结合，解决原料甲醇带入杂质在系统累积的问题和回收尾气中有机物使其达到下游PSA处理要求的问题，有利于降低能耗，减少物料损本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)原料甲醇和来自乙醇精制单元的循环甲醇作为反应原料进入甲醇脱水反应器中反应，得到的反应产物经过冷凝后进入气液分离罐(2)中气液分离，分离后气相物料进入尾气洗涤塔(14)，液相物料进入所述二甲醚精制塔(5)；/n2)所述二甲醚精制塔(5)包括洗涤除杂段，所述洗涤除杂段下部侧线采出含有乙醇和酯类的杂质溶液，该杂质溶液送入乙醇精制单元分离；所述二甲醚精制塔(5)的塔顶气相物料经冷凝后冷凝液全部回流入塔内，冷凝后产生的二甲醚精制塔拔顶气进入所述尾气洗涤塔(14)；所述二甲醚精制塔(5)侧线采出二甲醚产品；所述二甲醚精制塔(5)的塔釜液送入甲醇汽提塔(17)分离回收甲醇；/n3)所述尾气洗涤塔(14)内使用洗涤水或洗涤水和二甲醚精制塔(5)的塔釜液对气液分离罐产生的气相物料和二甲醚精制塔拔顶气进行洗涤，所述尾气洗涤塔(14)塔顶排出尾气，所述尾气洗涤塔(14)的塔釜液从所述洗涤除杂段进入所述二甲醚精制塔(5)。/n
【技术特征摘要】
1.一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原料甲醇和来自乙醇精制单元的循环甲醇作为反应原料进入甲醇脱水反应器中反应，得到的反应产物经过冷凝后进入气液分离罐(2)中气液分离，分离后气相物料进入尾气洗涤塔(14)，液相物料进入所述二甲醚精制塔(5)；
2)所述二甲醚精制塔(5)包括洗涤除杂段，所述洗涤除杂段下部侧线采出含有乙醇和酯类的杂质溶液，该杂质溶液送入乙醇精制单元分离；所述二甲醚精制塔(5)的塔顶气相物料经冷凝后冷凝液全部回流入塔内，冷凝后产生的二甲醚精制塔拔顶气进入所述尾气洗涤塔(14)；所述二甲醚精制塔(5)侧线采出二甲醚产品；所述二甲醚精制塔(5)的塔釜液送入甲醇汽提塔(17)分离回收甲醇；
3)所述尾气洗涤塔(14)内使用洗涤水或洗涤水和二甲醚精制塔(5)的塔釜液对气液分离罐产生的气相物料和二甲醚精制塔拔顶气进行洗涤，所述尾气洗涤塔(14)塔顶排出尾气，所述尾气洗涤塔(14)的塔釜液从所述洗涤除杂段进入所述二甲醚精制塔(5)。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，其特征在于，所述二甲醚精制塔(5)包括拔顶段、精馏段、洗涤除杂段和提馏段，所述二甲醚精制塔(5)的拔顶段下部侧线采出二甲醚产品。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，其特征在于，所述进入甲醇脱水反应器内的反应原料中乙醇和酯类的总质量含量≤3％；所述循环甲醇中含有醋酸甲酯、醋酸乙酯和乙醇，其中醋酸甲酯和醋酸乙酯的总含量为500-2000ppm，乙醇的含量为600-1500ppm。
4.根据权利要求1所述的一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，其特征在于，所述乙醇精制单元产生的循环甲醇从甲醇汽提塔(17)的塔顶进入。
5.根据权利要求1所述的一种甲醇脱水制二甲醚反应产物的分离方法，其特征在于，所述尾气洗涤塔(14)内所述气液分离罐产...
【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，赵娜，王宏涛，吕建宁，丁干红，尹佳子，田靖，张佳楠，
申请(专利权)人：惠生工程中国有限公司，天津大学，阳泉煤业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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