[發(fā)明專利]一種聚甲氧基二甲醚合成與分離的精餾塔及其使用方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911000207.8
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110559678A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁旭;孫維毅
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫赫利邦化工科技有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/32;C07C41/56;C07C43/30
• 代理公司: 11427 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明公開了能源化工技術(shù)領(lǐng)域的一種聚甲氧基二甲醚合成與分離的精餾塔及其使用方法，包括：反應(yīng)塔；預(yù)反應(yīng)系統(tǒng)，所述預(yù)反應(yīng)器通過管道安裝在所述反應(yīng)塔的左側(cè)頂部。本發(fā)明提餾段將反應(yīng)液中的輕組分氣化至塔中擴(kuò)大段，同時利用甲醛臨界溫度和不同程度冷凝條件會聚合成不同聚合度聚合物的性質(zhì)，該聚合物沸點(diǎn)隨聚合度增加而增加。提餾段環(huán)境下所有甲醛幾乎全部轉(zhuǎn)化成輕組分，塔中擴(kuò)大段環(huán)境低聚合度甲醛為相對重組分。塔中擴(kuò)大段有足夠的氣液相空間，并裝有催化劑絲網(wǎng)填料，甲醛在此獲得較大程度的轉(zhuǎn)化，而極少數(shù)游離甲醛氣體從塔頂溢出后被冷凝器冷凝，部分參與回流，部分送至甲縮醛合成單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源化工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種聚甲氧基二甲醚合成與分離的精餾塔及其使用方法。

背景技術(shù)

全球能源已經(jīng)進(jìn)入嚴(yán)重開采期。優(yōu)質(zhì)能源越來越少，能源價(jià)格日益增長。特別原油危機(jī)之后，各國已逐級開始減產(chǎn)提高原油價(jià)格。未來油價(jià)將會逐漸攀升。而我國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：富煤、貧油、少氣，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)較快增長對能源需求越來越大，社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與石油供應(yīng)的矛盾日益突出。發(fā)展煤炭液化成油技術(shù)無疑具有戰(zhàn)略重要性。另外，我國甲醇產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，開發(fā)甲醇下游產(chǎn)品、延伸煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，都具有現(xiàn)實(shí)意義。西北產(chǎn)煤行業(yè)經(jīng)國家多次產(chǎn)業(yè)調(diào)整，原始煤炭粗獷產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步升級之后。煤炭進(jìn)一步深加工為甲醇以及下游的走勢已經(jīng)成為未來新興煤炭行業(yè)的趨勢。隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，汽車數(shù)量明顯增多，而汽車尾氣排放物已成為城市霧霾的重要原因之一。相比于汽油，柴油具有更高的沸點(diǎn)，H/C質(zhì)量比低，因此柴油燃燒過程中排放的廢氣CO、氮氧化合物、顆粒物等更多，造成的污染比汽油更嚴(yán)重。因此，提高柴油燃燒效率，減少污染排放，改善城市空氣質(zhì)量是目前重要的環(huán)保任務(wù)。

聚甲氧基二甲醚是一種世界公認(rèn)的清潔柴油組份，它的十六烷值≥70、不含硫、不含芳烴。按5％-20％比例添加到柴油中，能夠提高柴油十六烷值，促進(jìn)燃燒，明顯地降低汽車尾氣中PM2.5、PM10、NOx、CO等有害氣體的排放。由于聚甲氧基二甲醚的優(yōu)異性能，其合成工藝已成為國內(nèi)外研究的熱門課題。

目前，聚甲氧基二甲醚大多是以甲縮醛/甲醇與甲醛(甲醛可來自甲醛水溶液/三聚甲醛/多聚甲醛)在酸性催化劑的催化作用下反應(yīng)生成。對于反應(yīng)液中殘余未反應(yīng)的甲醛的分離，一般采用堿中和反應(yīng)，加氫生成醇類物質(zhì)后再進(jìn)行常規(guī)精餾分離。由于堿中和反應(yīng)液中甲醛，消耗了大量原料，且產(chǎn)生大量的污水。工業(yè)化生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。加氫則電耗高，氫氣成本高。若不處理甲醛直接蒸餾，溫度高，反應(yīng)液受熱汽化工程中，甲醛很容易歧化反應(yīng)生成甲酸。甲酸在分離過程中分解產(chǎn)品生成甲縮醛和甲醛。此過程分離效率低，產(chǎn)品被進(jìn)一步分解掉。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種聚甲氧基二甲醚合成與分離的精餾塔及其使用方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的聚甲氧基二甲醚大多是以甲縮醛/甲醇與甲醛(甲醛可來自甲醛水溶液/三聚甲醛/多聚甲醛)在酸性催化劑的催化作用下反應(yīng)生成。對于反應(yīng)液中殘余未反應(yīng)的甲醛的分離，一般采用堿中和反應(yīng)，加氫生成醇類物質(zhì)后再進(jìn)行常規(guī)精餾分離。由于堿中和反應(yīng)液中甲醛，消耗了大量原料，且產(chǎn)生大量的污水。工業(yè)化生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。加氫則電耗高，氫氣成本高。若不處理甲醛直接蒸餾，溫度高，反應(yīng)液受熱汽化工程中，甲醛很容易歧化反應(yīng)生成甲酸。甲酸在分離過程中分解產(chǎn)品生成甲縮醛和甲醛。此過程分離效率低，產(chǎn)品被進(jìn)一步分解掉的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種聚甲氧基二甲醚合成與分離的精餾塔，包括：

反應(yīng)塔；

預(yù)反應(yīng)系統(tǒng)，所述預(yù)反應(yīng)器通過管道安裝在所述反應(yīng)塔的左側(cè)頂部；

冷凝系統(tǒng)，所述冷凝系統(tǒng)通過管道安裝在所述反應(yīng)塔的右側(cè)頂部；

再沸系統(tǒng)，所述再沸系統(tǒng)通過管道安裝在所述反應(yīng)塔的右側(cè)底部。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)塔包括：

精餾段；