气相甲醇脱水合成二甲醚工艺及其所用的设备制造技术

本发明专利技术涉及二甲醚合成技术领域，尤其涉及一种气相甲醇脱水合成二甲醚工艺及其所用的设备，一种气相甲醇脱水制备二甲醚工艺，具有甲醇预热步骤、甲醇汽化步骤、气相甲醇脱水合成步骤、生成物精馏步骤、反应废液回收步骤和成品洗涤回收步骤，所述的甲醇预热步骤是通过高温蒸气冷凝水、回收塔（１２）排出的废液和／或气相甲醇脱水合成步骤的生成物与甲醇进行热交换，用于气相甲醇脱水制备二甲醚工艺的设备，具有甲醇脱水合成二甲醚系统、二甲醚精馏系统、未反应的甲醇精馏回收系统和洗涤回收系统，本发明专利技术具有能耗低，热能逐级利用、高效移热脱水反应器、粗ＤＭＥ无冷却、废液汽化、高效分离的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二甲醚合成
，尤其涉及一种气相甲醇脱水合成二甲 醚工艺及其所用的设备。
技术介绍
目前合成二甲醚DME有以下几种方法(1)液相甲醇脱水法(2)气相甲 醇脱水法(3)合成气一步法(4) C0,口氢直接合成。(5)催化蒸馏法。其中前二种方法比较成熟，后三种方法正处于研究和工业放大阶段。下面对这几 种方法作以介绍。1、 液相甲醇脱水法制DME甲醇脱水制DME最早采用硫酸作催化剂，反应在液相中进行，因此叫做 液相甲醇脱水法，也称硫酸法工艺。该工艺生产纯度99.6。/。的DME产品，用 于一些对DME纯度要求不高的场合。其工艺具有反应条件温和(130 160) °C 、甲醇单程转化率高(>85%)、可间歇也可连续生产等特点，但是存 在设备腐蚀、环境污染严重、产品后处理困难等问题，国外已基本废除此法。 中国仍有个别厂家使用该工艺生产DME ,并在使用过程中对工艺有所改进。2、 气相甲醇脱水法制D鹿气相甲醇脱水法是甲醇蒸气通过分子筛催化剂催化脱水制得DME。该工艺 特点是操作简单，自动化程度较高，少量废水废气排放，排放物低于国家规 定的排放标准。该技术生产DME采用固体催化剂催化剂，反应温度200。C，甲 醇转化率达到75% 85%， DME选择性大于98y。，产品DME质量分数》99. 9 % ， 甲醇制二甲醚的工艺生产过程包括甲醇加热、蒸发，甲醇脱水，甲醚冷却、冷凝及粗醚精馏，该法是目前国内外主要的生产方法。3、 合成气一步法生产DME合成气法制DME是在合成甲醇技术的基础上发展起来的，由合成气经浆 态床反应器一步合成DME ，采用具有甲醇合成和甲醇脱水组分的双功能催化 剂。因此，甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂的比例对DME生成速度和选择 性有很大的影响，是其研究重点。其过程的主要反应为 甲醇合成反应<formula>formula see original document page 5</formula>(1)<formula>formula see original document page 5</formula>(2)甲醇脱水反应<formula>formula see original document page 5</formula> (3)在该反应体系中，由于甲醇合成反应和脱水反应同时进行，使得甲醇一 经生成即被转化为DME，从而打破了甲醇合成反应的热力学平衡限制，使CO 转化率比两步反应过程中单独甲醇合成反应有显著提高。但是，目前合成气法制DME的研究国内仍处于工业放大阶段，有上千吨 级的成功的生产装置，如山西煤化所、清华大学、杭州大学催化剂研究所等 都拥有这方面的技术。兰州化物所、大连化物所、湖北化学研究所的催化剂 均已申请了专利。清华大学加大了对浆态床DME合成技术的研究力度，正与 企业合作进行工业中试研究，在工业中试成功的基础上，将建设万吨级工业 示范装置。4、 CO,卩氢直接合成DME近年來0)2加氢制含氧化合物的研究越来越受到人们的重视，有效地利用0)2，可减轻工业排放0)2对大气的污染。0)2加氢制甲醇因受平衡的限制，CO转化率低，而C0加氢制DME却打破了 CO加氢生成甲醇的热力学平衡限 制。目前，世界上有不少国家正在开发C(^加氢制DME的催化剂和工艺，但都 处于探索阶段。日本Arokawa报道了在甲醇合成催化剂(CuO-ZnO-A1203)与 固体酸组成的复合型催化剂上，C(^加氢制取甲醇和DME，在24(TC， 310 MPa 的条件下，(:02转化率可达到25 %， DME选择性为55 %。大连化物所研制了 一种新型催化剂，0)2转化率为1317 % ，DME选择性为50 %。天津大学化学 工程系用甲醇合成催化剂Cu - Zn - A1203和HZSM-5制备了 C02加氢制DME的催化剂。5、催化蒸馏法制DME到目前为止，只有上海石化公司研究院从事过这方面的研究工作。他们 是以甲醇为原料，用^^04作催化剂，通过催化蒸馏法合成二甲醚的。由于H2S04具有强腐蚀性，而且甲醇与水等同处于液相中，因此，该法的工业化 前景一般。催化蒸馏工艺本身是一种比较先进的合成工艺，如果改用固体催 化剂，则其优越性能得到较好的发挥。用催化蒸馏工艺可以开发两种DME生 产技术 一种是甲醇脱水生产DME ， 一种是合成气一步法生产DME。从技术 难度方面考虑，第一种方法极易实现工业。由合成气一步法制DME的生产成本远较硫酸法和甲醇脱水法为低，因而 具有明显的竞争性。但相对其它两类方法，目前该方法正处于工业放大阶段， 规模比较小，另外，它对催化剂、反应压力要求高，产品的分离纯度低，二 甲醚选择性低，这都是需要研究解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术要解决的技术问题是针对现有生产工艺中的能耗高，研发了一种热能逐级利用、高效移热脱水反应器、粗DME无 冷却、废液汽化、高效分离的气相甲醇脱水制二甲醚节能的新工艺。为了克服
技术介绍
中存在的缺陷，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种气相甲醇脱水制备二甲醚工艺，具有甲醇预热步骤、甲醇汽化步骤、气相甲醇脱水合成步骤、生成物精馏步骤、反 应废液回收步骤和成品洗涤回收步骤，所述的甲醇预热步骤是通过高 温蒸气冷凝水、回收塔排出的废液和/或气相甲醇脱水合成步骤的生成 物与甲醇进行热交换。进一步包括所述的甲醇预热步骤分为两个阶段，第一阶段是由高温 蒸气冷凝水和回收塔排出的废液与一级甲醇预热器中的甲醇进行热交换，甲醇的温度上升至IO(TC，第二阶段是由气相甲醇脱水合成步骤的 生成物与二级甲醇预热器中的甲醇进行热交换，甲醇温度上升至 120°C。进一步包括所述的气相甲醇脱水合成步骤中生成物先通过换热器 对汽化的甲醇进行加热，再在加热蒸发器对生成物精馏得到的废液进 行加热、汽化，最后与二级甲醇预热器中的甲醇进行热交换。进一步包括所述的气相甲醇脱水合成步骤中生成物经过三级热量回收后温度降到i4crc,不需'要冷却增压，以气态形式直接进入到精馏塔进行精馏分离，减少精馏再沸器的蒸汽消耗。本专利技术中所涉及一种用于本工艺的设备，具有甲醇脱水合成二甲醚系统、二甲醚精馏系统、未反应的甲醇精馏回收系统和洗涤回收系统，所述的甲醇脱水合成二甲醚系统具有甲醇进料装置、汽化塔、合成塔、 生成物排出管道和设置在汽化塔废液回流管道上的再沸器，所述的二甲醚精馏系统具有二甲醚精馏塔、二甲醚精馏塔冷却器、二甲醚精馏 塔回流槽和设置在二甲醚精馏塔精馏废液回流管道上的再沸器，所述 的未反应的甲醇精馏系统具有甲醇回收塔、回收塔冷却器、回收塔回流槽、回收塔回流泵和设置在回收塔废液回流管道上的再沸器；汽化 塔和合成塔之间连通的管道上设置有换热器；在二甲醚精馏塔和汽化 塔之间通过管道连通，在二甲醚精馏塔和汽化塔之间连通的管道上设 置有增压泵和加热蒸发器；在本设备中还设置有依次流经汽化塔回流 废液管道上的再沸器、二甲醚精馏塔回流废液管道上的再沸器和甲醇 回收塔回流废液管道上的再沸器的12.0MPa饱和蒸汽管道。进一步所述的甲醇进料装置由甲醇贮槽、甲醇泵、甲醇中间槽、甲 醇动力泵、 一级甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气相甲醇脱水制备二甲醚工艺，具有甲醇预热步骤、甲醇汽化步骤、气相甲醇脱水合成步骤、生成物精馏步骤、反应废液回收步骤和部分成品洗涤回收步骤，其特征在于：所述的甲醇预热步骤是通过高温蒸气冷凝水、回收塔（１２）排出的废液和气相甲醇脱水合成步骤的生成物与甲醇进行热交换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆新，闫常群，熊海侠，
申请(专利权)人：常州敦先化工设备有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]