生产二甲醚的方法技术

在室温和大气压下将甲醇由甲醇生产区运输至二甲醚消耗区或其邻近区域，通过将含运输甲醇的原料在二甲醚消耗区或其邻近区域转化为二甲醚，从而以低成本得到二甲醚。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请的互相参考本专利技术基于在先日本专利申请No.2001-401509(2001年12月28日提交)和No.2002-024527(2002年1月31日提交)的内容并要求享有其优先权，在此将二者的全文引作参考。
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种生产二甲醚(DME)的方法。2.相关技术的描述用作例如燃料的液化石油气(LPG)是非常昂贵的。具体而言，如果送至消耗区，例如家庭中，LPG的价格比输出价格高出10倍。因此，近年来，二甲醚作为LPG的替代品吸引了人们的注意，因此目前对其进行了应用研究。通常在天然气产区中，通过将天然气或由天然气合成的甲醇用作原料生产二甲醚。在高压下将生产出的二甲醚液化，并将液化的二甲醚置于高压罐或气瓶中，输送至消耗区。或者将生产出的二甲醚冷却至低于-25℃的温度下，并在大气压下填充到凝固罐中，传送至消耗区。但是，二甲醚会产生运输和贮存成本的问题。而且，当二甲醚贮存在高压罐中时，需要监控二甲醚生产区中高压气体的安全性。专利技术概述本专利技术旨在提供一种二甲醚的生产方法，并且以较低的总成本将其提供给消耗区。在本专利技术的方法中，在室温和大气压下，将容易操作的液体甲醇从甲醇制备区输送到二甲醚消耗区，并且在二甲醚被消耗的区域将其制备出来，使输送和贮存成本明显降低，并因此降低了总成本。本专利技术还旨在提供一种，它能将含甲醇的原料转化为二甲醚，并且通过使用含甲醇原料转化为二甲醚所产生的热量，将从蒸馏塔中分离并排出的水中所含的甲醇转化为氢气和二氧化碳，以此有效地利用甲醇。本专利技术的第一方面提供了一种二甲醚的生产方法，包括在室温和大气压下，将含甲醇原料输送到二甲醚消耗区域或其邻近区域，并将甲醇转化为二甲醚。此外，本专利技术的第二方面提供了一种二甲醚的生产方法，包括提供一种二甲醚生产装置，所述装置包括装载了二甲醚合成催化剂的内反应器、安装在内反应器外部并且装载了甲醇分解催化剂的外反应器以及连接内反应器和外反应器的蒸馏塔；将加热后的含甲醇原料供至内反应器，以形成反应混合物；将反应混合物供至蒸馏塔，以将反应混合物分离为二甲醚和含甲醇的水；以及将含甲醇的水供至外反应器，以将甲醇分解为氢气和二氧化碳。本专利技术的其它目的和优点将在以下的说明书中列举，其中部分是从说明书中显而易见的，或者通过实施本专利技术而领会。本专利技术的目的和优点可以通过下文具体指出的手段和组合得以认识并获得。附图简述并入说明书并作为说明书一部分的附图，以及上述的总体说明和下述的优选实施方案的详述阐述了本专利技术的优选实施方案，用于解释本专利技术的原理。附图说明图1示意性地显示了用于本专利技术第一实施方案的二甲醚生产装置的结构；图2示意性地显示了并入附图1所示生产装置中的甲醇蒸馏塔的结构；以及图3示意性地显示了用于本专利技术第二实施方案的二甲醚生产装置的结构。专利技术详述以下将详细描述本专利技术的二甲醚生产方法。(第一实施方案)在第一步骤中，在天然气产区，例如中东或近东，制备甲醇，并在室温和大气压下将其输送至二甲醚(DME)消耗区或邻近区域。在DME消耗区将输送的甲醇转化为DME。DME消耗区或其邻近区域包括，例如1)其中安装了城市气体生产装置的区域，使用DME作为LPG替代品，用于城市气体的热控制，2)进行出租车服务的场所，其中使用DME代替LPG作为柴油机车辆的燃料，3)出售装于气瓶中的DME作为LPG替代品的场所，以及4)使用DME作为燃料的家庭。为了将甲醇转化为DME，将例如100％纯度的甲醇用作原料，并于240℃-320℃的温度和大气压下，在用于合成DME的催化剂例如氧化铝系列催化剂的存在下进行反应。DME可以在如图1和2所示的生产装置中生产。图1所示的生产装置包括反应塔1。在反应塔1中安装了催化剂装载段2，且冷却室3安装成环绕反应塔1的外表面，冷却流体例如水在所述冷却室3中循环。供水通道4与冷却室3的底部附近的区域连接。另一方面，蒸汽排出通道5与冷却室3的上部相连。供料通道6与反应塔1的底部相连。而且，热交换器7安装在供料通道6上。经连接在反应塔1上部的流体通道9，DME蒸馏塔8与反应塔1连接。流体通道9延伸穿过热交换器7。此外，冷却装置10安装在流体通道9上。现在，参照图1所示的生产装置描述生产DME的方法。在第一步骤中，将加热至240-320℃的具有例如100％纯度的甲醇通过供料通道6供应至反应塔1，并在装载段2中装载的DME合成催化剂的存在下合成DME。DME的合成反应是放热反应，因此有可能通过供水通道4向冷却室3供水，从而从蒸汽排出通道5得到热水或蒸汽。将含DME的反应混合物通过流体通道9供至DME蒸馏塔8。当反应化合物通过流体通道9循环时，在热交换器7中，在反应混合物和通过供料通道6循环的原料之间发生了热交换，结果是反应混合物被冷却而原料被加热。此外，反应混合物在冷却装置10中冷却并随后供应至DME蒸馏塔8中。供至DME蒸馏塔8的反应混合物被分离为DME和含甲醇的水。分离的DME通过流体通道11从蒸馏塔8的顶部排出。另一方面，分离的含甲醇的水通过流体通道12从蒸馏塔8的底部排出。要顺便说的是，可以向图1所示的生产装置中加入如图2所示的甲醇蒸馏塔13。更具体地说，在甲醇蒸馏塔13内部的垂直方向上，彼此分开地安装了两个装载构件(或塔板)14a和14b。循环通道15一端与甲醇蒸馏塔13的底部相连，另一端与甲醇蒸馏塔13中低于较低的装载构件14b的部分相连。泵16和热交换器17从甲醇蒸馏塔13底部一侧开始，顺序安装在循环通道15上。支路20从循环通道15上分支出来，阀门18和冷却装置19安装在支路20上。甲醇蒸馏塔13的顶部经流体通道22与气-液分离器21相连，且冷却装置23安装在流体通道22上。气-液分离器21经回流的流体通道24与甲醇蒸馏塔13的上部侧壁相连。此外，用于排出甲醇和DME的流体通道25连接在气-液分离器21上。图1所示的用于排出DME的流体通道11连接在甲醇蒸馏塔13中低于较低的装载构件14b的部分上。同样，图1所示的用于排出含甲醇的水的流体通道12连接在甲醇蒸馏塔13中位于较高和较低的装载构件14a和14b之间的部分上。在图2所示的系统中，DME和含甲醇的水分别通过流体通道11和12供至甲醇蒸馏塔13中，并将安装在支路20上的阀门18关闭。同时，启动泵18，并例如将蒸汽供至热交换器17，以加热蒸馏塔13的底部。此时，通过流体通道11供应的DME在甲醇蒸馏塔13的底部被加热，以使其在甲醇蒸馏塔13中向上移动。另一方面，通过流体通道12供应的含水甲醇在较低装载构件14b和较高装载构件14a中被汽提。通过所述汽提，馏出甲醇并且同时将含有未馏出甲醇的水贮存在蒸馏塔13的底部。贮存在蒸馏塔13底部的含有未馏出甲醇的水被泵16驱动，通过循环通道15循环。在循环过程中，含有未馏出甲醇的水在热交换器17中被加热，以在蒸馏塔13的底部馏出甲醇。含蒸汽的甲醇和DME通过连接在蒸馏塔13顶部的流体通道22循环。在循环过程中，通过冷却装置23冷却含蒸汽的甲醇和DME，并随后供至气液分离器21。在气液分离器21中，含蒸汽的甲醇和DME被分离为甲醇、DME和水。排出分离出的甲醇和DME并通过流体通道25回收，并将分离出的水通过回流流体通道24返回蒸馏塔13。在上述的蒸馏操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2001.12.28 JP 401509/2001;2002.1.31 JP 024527/20021.二甲醚的生产方法，包括在室温和大气压下将含甲醇原料运输至二甲醚消耗区或其邻近区域，并将甲醇转化为二甲醚。2.权利要求1的二甲醚生产方法，其特征在于二甲醚消耗区或其邻近区域是其中安装了城市气体生产装置的区域，所述装置使用二甲醚作为LPG的替代品，用于城市气体的热控制。3.权利要求1的二甲醚生产方法，其特征在于二甲醚消耗区或其邻近区域是其中利用二甲醚代替LPG作为柴油机车辆的燃料进行出租车服务的区域。4.权利要求1的二甲醚生产方法，其特征在于二甲醚消耗区或其邻近区域是其中出售装于气瓶中的二甲醚作为LPG替代品的区域。5.权利要求1的二甲醚生产方法，其特征在于二甲醚消耗区或其邻近区域是使用二甲醚作为燃料的家庭。6.权利要求1-5任一项的二甲醚生产方法，其特征在于在二甲醚消耗区或其邻近区域中，通过使用以下装置完成将甲醇转化为二甲醚的过程，所述装置包括其中装载了二甲醚合成催化剂并使冷却流体与其外表面接触的反应塔(1)，加热后的含甲醇原料被供至反应塔(1)，并将冷却流体与反应塔(1)接触，以使冷却流体以热水或蒸汽形式被回收和利用。7.权利要求6的二甲醚生产方法，其特征在于在二甲醚消耗区或其邻近区域中，通过使用以下装置完成将甲醇转化为二甲醚的过程，所述装置包括将反应塔(1)中形成的混合物引入其中的二甲醚蒸馏塔(8)，以及将在二甲醚蒸馏...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭嶋正树，小林一登，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：