[發(fā)明專利]合成氣生產二甲醚的方法和設備

有效

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• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101928206A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 樓韌;樓壽林
• 申請（專利權）人: 杭州林達化工技術工程有限公司
• 主分類號: C07C43/04
• 分類號: C07C43/04;C07C41/09;C07C41/01
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技術領域

本發(fā)明涉及一種用合成氣生產二甲醚的方法和設備，屬化學工程領域。

背景技術

用合成氣直接生產二甲醚的一步法，比用合成氣先生產甲醇，再由液相甲醇氣化脫水生產的二步法可節(jié)省投資和生產成本。一步法制二甲醚國內外有多項公開專利，如美國專利US4375424，中國專利CN1233527A，CN1356163A，CN1090222A，均采用甲醇合成和氧化鋁甲醇脫水雙功能催化劑均勻混合裝在一個反應器中直接生產二甲醚，上述技術中由于甲醇合成催化劑和甲醇脫水催化劑要求的反應工藝條件不同，二種催化劑不能很好匹配，二種活性中心相互干擾，甲醇催化劑活性中心易被甲醇脫水反應產物水蒸氣中毒失活而使效果差、壽命短。同時用甲醇合成、脫水和變換均為放熱反應，反應熱大，采用固定床反應器難于移走大量熱量，而易使催化劑過熱失活，為此需采用加大循環(huán)比，降低進塔氣中CO和反應氣中二甲醚含量，為此需增加設備投資和合成、分離費用。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決上述一步法制二甲醚中固定床反應器中催化劑不匹配、循環(huán)比大、產物濃度低的問題，一是采用將甲醇合成和甲醇脫水前后分開，解決二個反應的反應溫度等工藝條件不匹配和避免催化劑活化中心干擾的問題；二是采用設有多組可獨立調節(jié)汽化壓力和溫度的換熱水管組的甲醇合成塔，實現在甲醇合成的強反應熱區(qū)用降低管內水的汽化溫度和壓力來增加傳熱溫差加熱移熱，使反應熱較小區(qū)維持較小傳熱溫差而不致溫度過低。

本發(fā)明提供一種合成氣生產二甲醚的方法，主要是加壓合成氣先在第一段至少有二個塊區(qū)由各自可獨立調節(jié)汽化壓力和溫度的換熱管組的組合反應設備中401中催化合成甲醇，再在甲醇催化脫水反應器402中甲醇脫水反應生成二甲醚，氣體經換熱分離二甲醚、甲醇和水后，除少量弛放外的循環(huán)氣體與原料合成氣匯合再進行甲醇二甲醚合成。上述循環(huán)氣和原料合成氣量的分子數比小于5，更優(yōu)的是小于4，合成氣合成甲醇和二甲醚的壓力高于5MPa，出第一段甲醇合成催化劑的合成氣中，甲醇體積含量大于7％，更優(yōu)的是大于10％。

本發(fā)明提供一種合成氣生產二甲醚的設備，主要是由甲醇合成反應器和甲醇脫水反應器串連組成，第一段甲醇合成反應器至少有二個換熱管組區(qū)塊的水冷組合反應器401，各換熱管組91、92與各自可獨立調節(jié)汽化壓力的汽包71、72連結，構成不同汽化壓力和冷卻介質溫度的循環(huán)回路，用調節(jié)不同換熱管組91、92的汽化溫度，降低甲醇合成催化劑床層溫差，串連在后的第二段甲醇脫水采用氣冷冷管型固定床反應器402，連續(xù)用進塔氣通過換熱管將甲醇脫水反應熱換熱，縮小脫水反應催化劑溫差。

本發(fā)明提供一種合成氣生產二甲醚的設備，主要是由甲醇合成反應器和甲醇脫水反應器串連組成，第一段甲醇合成反應器至少有二個換熱管組區(qū)塊的水冷組合反應器401，各換熱管組91、92與各自可獨立調節(jié)汽化壓力的汽包71、72連結，構成不同汽化壓力和冷卻介質溫度的循環(huán)回路，用調節(jié)不同換熱管組91、92的汽化溫度，降低甲醇合成催化劑床層溫差，串連在后的第二段甲醇脫水反應器采用水冷管水冷反應器402，用調節(jié)換熱水冷管組93相連的汽包73汽化壓力，通過水管中的水吸熱汽化移去催化劑層反應熱，縮小脫水反應催化劑床層溫差。

在本發(fā)明的一個較好實例中，所述設備是甲醇合成和甲醇脫水催化劑在同一殼體的反應器中，組合反應器殼體1內至少有三個換熱管組91、92、93的催化反應區(qū)塊81、82、83組成水冷組合反應區(qū)，由同一反應器殼體1內的上部反應區(qū)塊81、82內有甲醇合成催化劑和下部反應區(qū)塊83甲醇脫水催化劑層組成。

在本發(fā)明的一個較好實例中，所述設備的第一段甲醇合成塔401和第二段甲醇脫水反應器402，兩者前后串連組合，甲醇合成塔和甲醇脫水反應器之間串連脫水反應器進塔和出塔氣的氣-氣換熱器202。

在本發(fā)明的一個較好實例中，所述方法是出甲醇脫水反應器的氣體經回收熱量和水冷器冷卻到室溫，在氣液分離器403中分離液相產物甲醇、二甲醚和水后，氣體到吸收塔404用水或甲醇吸收二甲醚和甲醇。

在本發(fā)明的一個較好實例中，所述方法是氣液分離器403和吸收塔404為上下組成同一殼體的分離塔，上部為吸收塔，下部為氣液分離塔，氣體先進下部氣液分離塔經機械分離液相甲醇二甲醚產物，再到上部吸收塔用水或甲醇吸收氣相中的甲醇和二甲醚。

附圖說明

圖1是甲醇合成一甲醇脫水反應合在一個反應器的示意圖。

圖2是甲醇合成塔和甲醇脫水塔串聯組合的示意圖。

圖3是合成氣一步法合成二甲醚的流程示意圖。

具體實施方式