[發(fā)明專利]一種固體酸催化甲醇脫水反應(yīng)生產(chǎn)二甲醚的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610144340.7
• 申請(qǐng)日: 2006-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN101108789A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉中民;朱書魁;許磊;孫新德;呂志輝;楊虹熠;李冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C07C41/09
• 分類號(hào): C07C41/09;C07C43/04;B01J29/04;B01J31/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周長(zhǎng)興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由甲醇生產(chǎn)二甲醚的方法，特別是涉及一種采用固體酸催化劑，甲醇?xì)庀嗝撍B續(xù)生產(chǎn)二甲醚的方法。

背景技術(shù)

二甲醚是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品和燃料替代品。二甲醚最早采用甲醇脫水法生產(chǎn)，反應(yīng)在液相中進(jìn)行，主要缺點(diǎn)是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、操作條件惡劣，而且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。目前，工業(yè)上采用固體酸催化劑的甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚工藝是主要方法和今后發(fā)展趨勢(shì)。

在美國(guó)專利USP6740783公開了一種由甲醇生產(chǎn)二甲醚的分子篩催化劑，分子篩催化劑上的質(zhì)子被金屬或胺替代，甲醇蒸氣在分子篩催化劑上進(jìn)行脫水反應(yīng)，

中國(guó)專利CN?1036199A公開了一種由甲醇生產(chǎn)二甲醚的方法，甲醇蒸氣在含有少量二氧化硅的γ-氧化鋁催化劑上進(jìn)行脫水反應(yīng)，脫水產(chǎn)物送入精餾塔進(jìn)行精餾，純二甲醚和雜質(zhì)分別在該塔某一塔板上作為側(cè)線產(chǎn)品采出。

中國(guó)專利CN?1125216公開了一種由甲醇生產(chǎn)二甲醚的方法，含量72～99.9％的甲醇經(jīng)氣化分離塔除去高沸物及雜質(zhì)后，在多段激冷式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氣相催化脫水反應(yīng)，采用含有γ-氧化鋁和鋁硅酸鹽結(jié)晶的復(fù)合固體酸催化劑，反應(yīng)溫度190～380℃，甲醇轉(zhuǎn)化率～78％。

中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)CN?1073979C公開了一種從甲醇生產(chǎn)和回收二甲醚的方法，即將未反應(yīng)的甲醇與水精餾分離以循環(huán)反應(yīng)時(shí)，循環(huán)物料中水與甲醇的摩爾比為0.8～1，可以顯著降低回收未反應(yīng)甲醇蒸餾過程的負(fù)荷，新鮮甲醇原料中也可含有3～10％(重量)的水，同時(shí)保持76％以上的甲醇轉(zhuǎn)化率。

甲醇?xì)庀嗝撍贫酌芽梢缘玫郊兌冗_(dá)99.9％的二甲醚，但反應(yīng)溫度較高，一般為220～380℃；而且反應(yīng)過程對(duì)甲醇原料的純度也有一定要求，甲醇反應(yīng)原料含水量較高時(shí)不可避免地會(huì)導(dǎo)致單程轉(zhuǎn)化率下降，而且較高的反應(yīng)溫度對(duì)催化劑的穩(wěn)定性不利。

中國(guó)實(shí)用新型專利ZL?94222811.1中，提出了一種氣固相多端冷激式方法，該方法是通過向反應(yīng)器催化劑床層注射冷氣來(lái)控制催化劑床層溫度，由于甲醇脫水反應(yīng)器是強(qiáng)放熱反應(yīng)，冷氣不足以降低催化劑床層溫度，因此，在反應(yīng)溫度條件下，通過該方法很難來(lái)控制床層溫度。

由于甲醇?xì)庀嗝撍磻?yīng)是一強(qiáng)放熱過程，絕熱床反應(yīng)器的催化劑床層溫升可達(dá)到多達(dá)100℃，甚至更高。以上所述發(fā)明在工業(yè)實(shí)施中一般采用以下形式的固定床反應(yīng)器：(1)絕熱反應(yīng)器，(2)內(nèi)換熱反應(yīng)器，(3)列管式反應(yīng)器，(4)氣相冷激的反應(yīng)器，(5)氣相急冷反應(yīng)器。在工業(yè)生產(chǎn)中，存在催化劑床層溫度難于控制或溫度分布不均等問題，因此難于大型化工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種固體酸催化甲醇脫水反應(yīng)生產(chǎn)二甲醚的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的固體酸催化甲醇脫水反應(yīng)生產(chǎn)二甲醚的方法，采用甲醇分段進(jìn)料控制或調(diào)節(jié)脫水反應(yīng)器內(nèi)的床層溫度分布；

固體酸催化劑為陽(yáng)離子交換樹脂、ZSM-5分子篩、ZSM-35分子篩、MCM-22分子篩、γ-氧化鋁或其上述任意催化劑的混合；

反應(yīng)器操作條件：反應(yīng)壓力為0.2～4.0MPa，反應(yīng)溫度為120～400℃，進(jìn)料空速為0.5～20h^-1；優(yōu)選的反應(yīng)器操作條件：反應(yīng)壓力為0.5～1.5MPa，反應(yīng)溫度為150～300℃，進(jìn)料空速為2.0～8.0h^-1。

所述的方法，其中，甲醇分段進(jìn)料入口在催化劑床層。

所述的方法，其中，甲醇分段進(jìn)料入口在兩個(gè)催化劑床層之間。

所述的方法，其中，甲醇分段進(jìn)料入口數(shù)為2～20個(gè)。

所述的方法，其中，甲醇分段進(jìn)料入口數(shù)為2～6個(gè)。

展開說(shuō)，本發(fā)明的特點(diǎn)在于通過調(diào)節(jié)不同催化劑床層的甲醇進(jìn)料量來(lái)控制甲醇脫水催化劑床層溫度的分布。在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度條件下進(jìn)行脫水反應(yīng)，由于可以控制催化劑床層溫度，從而可以減少副反應(yīng)發(fā)生，延長(zhǎng)催化劑壽命的目的。