專利名稱：用于制備二甲醚的方法
用于制備二甲醚的方法本發(fā)明涉及由甲醇原料制備二甲醚的方法。特別是，本發(fā)明通過與冷卻氣體的間接熱交換，提供甲醇原料在氣冷式二甲醚反應(yīng)器中的催化轉(zhuǎn)化，所述冷卻氣體沿與通過反應(yīng)器的反應(yīng)甲醇原料并流的流向傳遞。本發(fā)明通過使反應(yīng)冷卻以減少或避免在催化劑上形成碳，用于解決在甲醇到二甲醚的脫水反應(yīng)期間，在催化劑表面上有害的碳形成的問題。因此，本發(fā)明在其最廣泛的實(shí)施方案中為用于制備二甲醚的方法，其包含以下步驟 a)提供含有甲醇的原料；
b)將原料引入到氣冷式二甲醚反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)，并傳遞原料通過反應(yīng)區(qū)；
c)將冷卻氣流引入到氣冷式二甲醚反應(yīng)器中的冷卻空間；
d)在反應(yīng)區(qū)中，使原料在對甲醇脫水為二甲醚有效的催化劑存在下反應(yīng)，得到包含二甲醚的反應(yīng)器流出物；
e)傳遞冷卻氣流通過冷卻空間，與反應(yīng)區(qū)中的原料為間接熱交換關(guān)系，其中冷卻氣流的流向與反應(yīng)區(qū)中原料的流向?yàn)椴⒘?。用于本發(fā)明方法的有用反應(yīng)器在常見殼體中包含多個(gè)催化劑管，這些催化劑管形成反應(yīng)區(qū)。這些管間隔排列，以給冷卻空間留下余地。冷卻氣體則在冷卻空間中于催化劑管的殼側(cè)引入，并沿著殼側(cè)流動(dòng)，與在催化劑管的管側(cè)的反應(yīng)氣體為熱交換關(guān)系。從而使反應(yīng)氣體冷卻低于臨界碳形成溫度。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)器中使用的冷卻氣流由甲醇原料形成，其在蒸發(fā)之后引入到反應(yīng)器的冷卻空間。當(dāng)采用原料作為冷卻氣流時(shí)，優(yōu)選在已經(jīng)冷卻脫水反應(yīng)之后，將該流引入到反應(yīng)區(qū)中，作為用于甲醇脫水反應(yīng)的原料。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，在引入到反應(yīng)區(qū)之前，甲醇原料通過與已經(jīng)自冷卻空間取出的冷卻氣流間接熱交換來預(yù)熱，并將預(yù)熱的原料在引入到反應(yīng)區(qū)之前用第二熱氣流進(jìn)一步加熱。在后一實(shí)施方案中，優(yōu)選第二熱氣流為來自用于將甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚的絕熱操作的催化反應(yīng)器的反應(yīng)器流出物。當(dāng)采用絕熱操作的反應(yīng)器時(shí)，至該反應(yīng)器的原料優(yōu)選為來自氣冷式二甲醚反應(yīng)器的反應(yīng)器流出物，所述流出物傳至絕熱二甲醚反應(yīng)器，用于在對甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚有效的催化劑存在下，使流出物中未轉(zhuǎn)化的甲醇進(jìn)一步絕熱反應(yīng)，以得到經(jīng)絕熱反應(yīng)的二甲醚反應(yīng)器流出物。適用于本發(fā)明的催化劑本身為本領(lǐng)域已知的，并且優(yōu)選選自固體酸，包括氧化鋁、硅酸鋁或這些化合物的混合物。本發(fā)明通過參照附圖
得到更詳細(xì)的公開，其中
圖I顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案制備二甲醚的方法的簡化流程圖。在該實(shí)施方案中，液體甲醇原料流在管線2中傳遞至蒸發(fā)器4并蒸發(fā)為氣態(tài)形式。氣態(tài)甲醇原料然后在管線6中轉(zhuǎn)送至第一熱交換器8。在第一熱交換器中，如以下進(jìn)一步描述的那樣，通過與已經(jīng)用作氣冷式二甲醚反應(yīng)器16中的冷卻氣體的熱甲醇?xì)饬?0的間接熱交換，氣態(tài)甲醇流預(yù)熱至220°C。預(yù)熱的甲醇流經(jīng)管線10引入到第二熱交換器12中。在熱交換器12中，通過與以336°C離開絕熱操作的二甲醚反應(yīng)器28的熱二甲醚產(chǎn)物流的間接熱交換，預(yù)熱的甲醇流進(jìn)一步加熱至260°C。·因此加熱的甲醇原料隨后經(jīng)在氣冷式反應(yīng)器16頂部的管線14引入到冷卻空間18中。冷卻空間在反應(yīng)器管24之間于這些管的殼側(cè)形成。當(dāng)引入到冷卻空間時(shí)，氣態(tài)甲醇原料被用作冷卻氣體，并以與管線14中的反應(yīng)甲醇原料并流的流向傳遞。氣體從而冷卻在管24中布置的催化劑上進(jìn)行的甲醇脫水反應(yīng)。已經(jīng)通過間接熱交換冷卻反應(yīng)，則氣態(tài)甲醇原料在320°C的溫度下經(jīng)管線20自反應(yīng)器16底部的冷卻空間18取出。已經(jīng)用作冷卻氣體的原料隨后引入到熱交換器8中，以如以上描述地預(yù)熱來自管線6的原料，并從而冷卻至270°C。隨后，冷卻的原料在管線22中傳至反應(yīng)器16，并在反應(yīng)器的頂部引入到由多個(gè)催化劑管24形成的反應(yīng)區(qū)中。在反應(yīng)區(qū)中，原料中的甲醇催化脫水為富含二甲醚的氣體。反應(yīng)原料以與管的殼側(cè)的冷卻氣體并流的流向傳遞，并從而通過與冷卻氣體的間接熱交換得到冷卻。富含二甲醚的反應(yīng)器流出物在329°C下自反應(yīng)器的底部取出，并經(jīng)管線26傳至絕熱反應(yīng)器28，任選在熱交換器(未顯示)中冷卻之后。反應(yīng)器28提供有甲醇脫水催化劑30的固定床，并且來自反應(yīng)器16的流出物中剩余量的甲醇被絕熱轉(zhuǎn)化為二甲醚。在經(jīng)管線34收集富含二甲醚的產(chǎn)物之前，在336°C的溫度下自反應(yīng)器28取出產(chǎn)物，并經(jīng)管線32傳遞通過熱交換器12，用于如以上描述地加熱甲醇原料。
權(quán)利要求
1.用于制備二甲醚的方法，其包含以下步驟 a)提供含有甲醇的原料； b)將原料引入到氣冷式二甲醚反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)，并傳遞原料通過反應(yīng)區(qū)； c)將冷卻氣流引入到氣冷式二甲醚反應(yīng)器中的冷卻空間； d)在反應(yīng)區(qū)中，使原料在對甲醇脫水為二甲醚有效的催化劑存在下反應(yīng)，得到包含二甲醚的反應(yīng)器流出物； e)傳遞冷卻氣流通過冷卻空間，與反應(yīng)區(qū)中的原料為間接熱交換關(guān)系，其中冷卻氣流的流向與反應(yīng)區(qū)中原料的流向?yàn)椴⒘鳌?br> 2.權(quán)利要求I的方法，其中，在引入到冷卻空間之前，冷卻氣流通過蒸發(fā)甲醇原料而形成。
3.權(quán)利要求2的方法，其中冷卻氣流自冷卻空間取出，并作為原料引入到反應(yīng)區(qū)中。
4.權(quán)利要求I的方法，其中，在引入到反應(yīng)區(qū)之前，甲醇原料通過與已經(jīng)自冷卻空間取出的冷卻氣流間接熱交換來進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱的原料在引入到反應(yīng)區(qū)之前用第二熱氣流進(jìn)一步加熱。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述第二熱氣流為來自用于將甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚的絕熱操作的催化反應(yīng)器的反應(yīng)器流出物。
6.權(quán)利要求I的方法，其中將步驟d)中得到的反應(yīng)器流出物傳至絕熱二甲醚反應(yīng)器，任選在冷卻之后，并在對甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚有效的催化劑存在下進(jìn)行絕熱反應(yīng)，以得到經(jīng)絕熱反應(yīng)的二甲醚反應(yīng)器流出物。
7.前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中對甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚有效的催化劑包含氧化鋁和/或硅酸鋁。
全文摘要
用于制備二甲醚的方法，其包含以下步驟a)提供含有甲醇的原料；b)將原料引入到氣冷式二甲醚反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)，并傳遞原料通過反應(yīng)區(qū)；c)將冷卻氣流引入到氣冷式二甲醚反應(yīng)器中的冷卻空間；d)在反應(yīng)區(qū)中，使原料在對甲醇脫水為二甲醚有效的催化劑存在下反應(yīng)，得到包含二甲醚的反應(yīng)器流出物。
文檔編號C07C41/09GK102753510SQ201180008126
公開日2012年10月24日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者H.O.施塔爾, P.祖爾達(dá)爾 申請人:赫多特普索化工設(shè)備公司