低能耗二甲醚合成工艺制造技术

本发明专利技术涉及二甲醚合成技术领域，尤其是一种气相甲醇脱水二甲醚合成工艺，二甲醚合成工艺，具有以下过程：ａ．甲醇进料汽化及预处理过程，ｂ．气相甲醇脱水合成二甲醚过程，ｃ．二甲醚精馏过程，ｄ．尾气洗涤回收过程，甲醇进料汽化及预处理一次具有甲醇进料混合、甲醇汽化和甲醇预处理，所述的甲醇进料混合是甲醇贮槽内的甲醇与后步过程ｄ中回收的甲醇在甲醇中间槽内混合，所述的甲醇汽化是甲醇在装置－－废热回收汽化四合一塔和甲醇提纯回收二合一塔中汽化，所述的甲醇预处理是甲醇在装置－－甲醇提纯回收二合一塔中精馏提纯，本发明专利技术解决现有二甲醚生产工艺中能耗大，热能浪费严重以及工程投资大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二甲醚合成
，尤其是一种气相甲醇脱水二甲醚合成工艺。
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) C02加氢直接合成，(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DME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98%,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CO + 2H2 =CH30H + 9014 kj/mol (1) CO + H20 =C02+ H2+ 4019 kj/mol (2)甲醇脱水反应2CH0H =CH0CH + HO + 2314 kj/mol (3)3 3 3 2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C0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近年来，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 C0'，可减轻工业排放C(^对大气的污染。CO,加氢制甲醇因受平衡的限制，CO转化率低，而C(^加氢制DME却打破了0)2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240 °C， 310 MPa的条件下， 0)2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，。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 - Al义和HZSM-5制备了C(^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H,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。目前主要使用的二甲醚工业合成方法是气相甲醇脱水法，但是气相甲醇脱 水法要先对甲醇进行汽化再进行脱水合成，但是现有的工艺中甲醇汽化时采用 的直接加热汽化所学的能耗比较，同时气相甲醇脱水合成的产物中带有大量的 热能，只能通过一般的水冷却方法进行冷却造成了大量的热能浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是解决现有二甲醚生产工艺中能耗大，热能浪 费严重的问题，提供一种低能耗、工程投资省的二甲醚的生产工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:、 一种二甲醚合成工艺，其特 征是具有以下过程a、 甲醇进料汽化及预处理；b、 气相甲醇脱水合成二甲醚过程； C、 二甲醚精馏过程；d、尾气洗涤回收过程。 本专利技术中所述的过程a甲醇进料汽化及预处理分为甲醇进料混合、甲醇汽 化和甲醇预处理，所述的甲醇进料混合是甲醇贮槽内的甲醇与后步过程d中回 收的甲醇在甲醇中间槽内混合，所述的甲醇汽化是甲醇在废热回收汽化四合一 塔和甲醇提纯回收二合一塔中汽化，所述的甲醇预处理是在甲醇提纯回收二合 一塔中精馏提纯。本专利技术中所述的废热回收汽化四合一塔具有一级换热器、二级换热器、三 级换热器和汽提段， 一级换热器、二级换热器、三级换热器和汽提段依次从塔 底到塔顶分布在塔内， 一级换热器、二级换热器和三级换热器是采用的列管式 结构或高效波纹管式结构，所述的废热回收汽化四合一塔中的汽提段采用的填 料式结构或塔板式结构，在一级换热器的上部设置有一级换热器热介质入口 ， 在一级换热器的下部设置有一级换热器热介质出口 ，在二级换热器的上部设置 有二级换热器热介质入口 ，在二级换热器的下部设置有二级换热器热介质出口 ， 在三级换热器的上部设置有三级换热器热介质入口 ，在三级换热器的下部设置 有三级换热器热介质出口。本专利技术中所述的一级换热器热介质入口通入的是所述的甲醇提纯回收二合 一塔排出的废液，所述的二级换热器热介质入口通入的是经过精馏塔废液回流管道上的再沸器的1. 3MPa的蒸汽，所述的三级换热器热介质入口通入的是经过 两次热交换的合成塔排出的高温气体。本专利技术中所述的甲醇提纯回收二合一塔具有下汽提段、上汽提段和精馏段， 下汽提段、上汽提段和精馏段依次从塔底到塔顶部在塔内，在上汽提段的上部 设置有甲醇进气口，在下汽提段的上部设置有精馏废液进气口，在下汽提段的 下部设置有杂醇排出口 ，在所述的甲醇提纯回收二合一塔塔底设置有废液排出 管道和回流管道，上部精馏段以规整填料为主，上部汽提段及下部汽提段主要 是塔盘结构。由来由三到四台设备才能完成的，现在在一台设备内部就可以实 现。如本专利技术中在一个甲醇提纯回收二合一塔中可以完成以下(1)来自精馏塔 下部1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗二甲醚合成工艺，具有以下过程：ａ、甲醇进料汽化及预处理过程，ｂ、气相甲醇脱水合成二甲醚过程，ｃ、二甲醚精馏过程，ｄ、尾气洗涤回收过程，其特征是：所述的过程ａ甲醇进料汽化及预处理一次具有甲醇进料混合、甲醇汽化和甲醇预处理，所述的甲醇进料混合是甲醇贮槽内的甲醇与后步过程ｄ中回收的甲醇在甲醇中间槽内混合，所述的甲醇汽化是甲醇在装置－废热回收汽化四合一塔和甲醇提纯回收二合一塔中汽化，所述的甲醇预处理是甲醇在装置－甲醇提纯回收二合一塔中精馏提纯。

【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]