[發明專利]一種節能型的二甲醚生產流程及其裝置

無效

• 申請號: 200810015118.6
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN101298412A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 孫蘭義;李天文;楊德連;李軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;煙臺同業化工技術有限公司
• 主分類號: C07C43/04
• 分類號: C07C43/04;C07C41/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種以甲醇為原料，用氣相催化脫水法生產二甲醚的新型工藝及裝置。

背景技術

目前二甲醚主要作為氣溶膠工業的噴霧劑載體使用，近年來二甲醚的用途不斷得以開發，如可用作醫用氣霧拋射劑、混合制冷劑，也可以作為汽、柴油發動機替代燃料以及直接替代石油液化氣作民用燃料；另外，二甲醚還可以作為生產低碳烯烴的原料。在石油資源越來越緊張的狀況下，用二甲醚作為清潔燃料和用于生產低碳烯烴，其潛在市場無疑是十分巨大的。

二甲醚(DME)的制備工藝及裝置一般包括反應系統、二甲醚精餾以及甲醇的回收等工序組成。現有的甲醇氣相催化脫水生產二甲醚的生產過程(如專利：CN1036199A、CN1043343C、CN1513825A、CN1830934A、CN1125216A等)一般是：原料甲醇以及未反應完全的甲醇經全部汽化后送甲醇氣相脫水反應系統，反應系統出來的混合產物(含反應生成物二甲醚、水以及未反應的甲醇等)送入二甲醚精餾塔，在二甲醚精餾塔頂部精餾分離得到二甲醚產品，而從塔底排出的甲醇與水等組分的混合液經甲醇回收塔進行精餾分離，從其塔頂得到的液相甲醇經氣化后返回并作為反應系統原料，水由塔底排出系統。上述專利中也提出通過不同熱狀態的工藝及裝置物流相互交換熱量，以節能降耗。

上述專利技術的特點之一是設有甲醇回收塔，從二甲醚精餾塔塔底的甲醇、水混合液中將甲醇分離出來，經氣化后返回并作為反應系統原料。因為回收的甲醇是從甲醇回收塔塔頂(蒸發后冷凝)得到的，而返回反應系統做原料之前還需要加熱氣化，因此需要消耗大量的熱能。特點之二是含有雜質水的甲醇原料，在汽化器或汽化塔全部汽化，其中的水分也就全部汽化進入氣相脫水反應系統，這樣不但增加了水汽化所需熱能，而且作為脫水反應的產物，水分進入反應系統既使反應速度降低，同時也降低了反應的平衡轉化率。

針對上述專利技術的缺點，四川天一科技股份有限公司提出了一種用甲醇生產二甲醚的新型工藝專利技術(CN1562927A)。該發明將甲醇回收塔與原料甲醇氣化器集成在一個氣化提餾塔中，該塔兼有氣化原料甲醇及分離回收二甲醚精餾塔塔底混合液中的甲醇雙重功能，另外，其塔底可以用再沸器加熱，也可以用一定壓力的飽和水蒸氣直接通入塔底提供氣相回流。由于該專利技術的上述特點，它可以省去一部分設備投資，大幅度地降低了能耗；另外，由于氣化提餾塔的分離作用，可以提高反應系統進料中甲醇的濃度，以提高反應轉化率及反應速率。但是在該專利技術中，由于反應產物及未反應物的分離采用直接常規精餾塔序，即按照系統中各組分相對揮發度由大而小依次分離，在二甲醚精餾塔內由上而下甲醇含量先增大后減小，中間組分甲醇發生了再混合現象，降低了分離過程的熱力學效率；而且，在氣化提餾塔中，由二甲醚精餾塔塔底而來的液相物流所含的水與甲醇再次被加熱氣化，從而浪費了大量能量，不利于提高經濟效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種能耗低，投資少的甲醇合成二甲醚的新型工藝及裝置。該新型工藝及裝置將二甲醚精餾塔、甲醇回收塔、原料甲醇汽化器集成到同一個塔內，并可以直接得到高純度的二甲醚產品及可用于反應系統進料的氣相甲醇物流，從而簡化了一般二甲醚生產流程，大幅度地降低了能耗和設備投資費用。

本發明為實現其目的所采用的裝置主要由反應系統與隔壁精餾塔組成。隔壁精餾塔是在常規精餾塔內垂直設有一塊隔板，隔板的兩端與塔頂、塔底均不接觸，即上不封頂、下部懸空，將塔內空間分隔為隔板左右兩側及上下兩端4個區域，隔板為偏心或中心設置，隔板左右區域的橫截面積比為8∶1～1∶2。塔內腔四個區域的功能分別是：隔板左側區域作為預分餾塔將反應產物及未反應物進行初步分離；頂部區域除去少量的甲醇后在塔頂得到高純度的二甲醚產品；隔板右側區域一方面有分離的作用，將原料中的雜質水分離出去，另一方面兼有原料甲醇氣化的作用；底部區域除去少量甲醇后在塔底得到水并排出系統。