甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝，其中原料甲醇進(jìn)入甲醇汽化塔汽化，汽化后的甲醇進(jìn)入合成塔中，在合成塔中氫氧化鈉與甲醇反應(yīng)得到含甲醇鈉、甲醇蒸汽和水的反應(yīng)產(chǎn)物，其中甲醇鈉從合成塔底部排出收集，含水的甲醇蒸汽進(jìn)入二甲醚反應(yīng)器中，經(jīng)過(guò)脫水反應(yīng)后，二甲醚從二甲醚精餾塔的上部側(cè)線采出，甲醇和水進(jìn)入甲醇精餾塔中，精餾后的甲醇所述甲醇汽化塔中回收利用。本發(fā)明利用二甲醚生產(chǎn)裝置產(chǎn)生大量無(wú)水甲醇蒸汽，該無(wú)水甲醇蒸汽通入甲醇鈉合成反應(yīng)塔，塔底生產(chǎn)出甲醇鈉，塔頂出來(lái)的含水甲醇蒸汽送入二甲醚反應(yīng)器生產(chǎn)二甲醚，該工藝有效利用了甲醇生成甲醇鈉反應(yīng)釋放的熱量，降低了能耗和設(shè)備投資，降低了二甲醚及甲醇鈉的生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】甲醇鋼和二甲離的聯(lián)產(chǎn)工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種W甲醇為原料制備甲醇軸和 二甲離的聯(lián)產(chǎn)工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 甲醇軸是一種重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、農(nóng)藥、燃料等行業(yè)。
[0003] 甲醇軸制取方法是采用氨氧化軸與甲醇反應(yīng)脫水生成甲醇軸，其反應(yīng)方程式如 下：
[0004] 化地+邸3地一邸3〇化+&0
[0005] 該反應(yīng)為放熱、可逆反應(yīng)，甲醇軸遇水會(huì)分解成氨氧化軸與甲醇。因此如何將反應(yīng) 產(chǎn)生的水脫除是技術(shù)關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)工業(yè)上采用在反應(yīng)合成培底部通入大量的無(wú)水甲醇蒸 汽，使水分源源不斷的被無(wú)水甲醇蒸汽帶走。從反應(yīng)培頂帶水甲醇進(jìn)入甲醇精觸培進(jìn)行精 觸，制取無(wú)水甲醇，經(jīng)加熱汽化后再進(jìn)入反應(yīng)培底再循環(huán)使用。因需制取無(wú)水甲醇蒸汽耗費(fèi) 大量的熱能，蒸汽消耗高，每噸產(chǎn)品消耗蒸汽4. 5噸。
[0006] 二甲離（DM巧作為一種重要的化工原料，用途十分廣泛，例如作為氣霧劑的推進(jìn) 齊U，制冷劑，燃料和甲基化試劑等。純度大于99. 99 %的二甲離可作為麻醉劑使用，純度大于 90%的二甲離可作為城市煤氣，液化氣及汽車燃料。由于氣氯姪對(duì)大氣莫氧層造成破壞，近 年來(lái)在世界范圍內(nèi)正在逐步限制對(duì)它的使用，純度99. 99%的二甲離替代物，被譽(yù)為繼壓縮 氣體、CFCS、丙焼和下焼之后的第四代推進(jìn)劑，在各類氣霧劑的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 此外，DME可作為許多精細(xì)化學(xué)品的合成用原料，還可W作為合成汽油和帰姪的中間體，在 制藥、農(nóng)藥等方面有許多獨(dú)特的用途。二甲離的獨(dú)特性還體現(xiàn)在其具有與汽油相似的十六 焼值，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)煙然繞，因而被公認(rèn)為21世紀(jì)的綠色染料。
[0007] 工業(yè)上制備二甲離最為成熟的方法是甲醇?xì)庀嗝撍ǎ浞磻?yīng)方程式如下：
[000引 2CH3OH - CH3OCH3+H2O
[0009] 該法W精甲醇為原料，脫水反應(yīng)副產(chǎn)物少，二甲離純度高，工藝成熟，裝置適應(yīng)性 廣，后處理簡(jiǎn)單，可直接建在甲醇生產(chǎn)廠，也可建在其它公用設(shè)施好的非甲醇生產(chǎn)廠。然而 該反應(yīng)的主要特點(diǎn)是設(shè)有甲醇回收培，用精觸的方法將二甲離精觸培培蓋中的甲醇水溶液 進(jìn)行分離，提純其中的甲醇，并將提純后的甲醇再返回做原料，而其中的水分（包括來(lái)源于 原料甲醇帶來(lái)的水和脫水反應(yīng)產(chǎn)生的水）則從甲醇回收培培蓋排出系統(tǒng)。因?yàn)榛厥盏募状?是從甲醇加壓精觸培培頂蒸發(fā)后再冷凝得到的，而且需要一定的回流比，需要消耗大量的 熱能；而所回收的甲醇為液相，返回做原料時(shí)還需要加熱汽化，也需要消耗大量的熱能。因 此該方法能耗較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種W甲醇為 原料制備甲醇軸和二甲離的聯(lián)產(chǎn)工藝。利用本發(fā)明所述的方法，能夠充分回收和利用系統(tǒng) 的熱量，降低了能耗；而且還可W有效提高甲醇的轉(zhuǎn)化率W及甲醇軸和二甲離的收得率。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題并且實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 W下技術(shù)方案：
[0012] 一種甲醇軸和二甲離的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于：在合成培的頂部附近通入氨氧化 軸的甲醇溶液，反應(yīng)得到含甲醇軸、甲醇蒸汽和水的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0013] 其中，二甲離精觸培培底分離出的甲離和水進(jìn)入甲醇精觸培中得到的甲醇含量 > 99. 5%，水含量《0. 5%。
[0014] 其中，原料甲醇進(jìn)入甲醇汽化培汽化，汽化后的甲醇進(jìn)入合成培中，在合成培中氨 氧化軸與甲醇反應(yīng)得到含甲醇軸、甲醇蒸汽和水的反應(yīng)產(chǎn)物，其中甲醇軸從合成培底部排 出收集，含水的甲醇蒸汽進(jìn)入二甲離反應(yīng)器中，經(jīng)過(guò)脫水反應(yīng)后，二甲離從二甲離精觸培的 上部側(cè)線采出，甲醇和水進(jìn)入甲醇精觸培中得到的甲醇含量> 99. 5%，水含量《0. 5% ;精 觸后的甲醇所述甲醇汽化培中回收利用，甲醇汽化培培底的廢水排往廢水處理。
[001引其中，在合成培中甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80-95。反應(yīng)壓力為 0. 1-1. 2MPa。
[0016] 其中，在二甲離反應(yīng)器內(nèi)甲醇脫水反應(yīng)的溫度為180-23(TC，反應(yīng)壓力為 0. 2-1. 2MPa。
[0017] 其中，所述二甲離精觸培為板式培，理論培板數(shù)為60-100塊，其中精觸段理論培 板數(shù)為50-80塊，回流比為0. 5-5,操作壓力為0. 2-2. 5MPa，操作溫度為85-125C。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0019] 本發(fā)明的方法利用二甲離生產(chǎn)裝置甲醇培產(chǎn)生大量無(wú)水甲醇蒸汽，先將該無(wú)水甲 醇蒸汽通入甲醇軸合成反應(yīng)培，培底生產(chǎn)出甲醇軸，從甲醇軸合成培培頂出來(lái)的含水甲醇 蒸汽送入二甲離反應(yīng)器生產(chǎn)二甲離，從而實(shí)現(xiàn)二甲離裝置聯(lián)產(chǎn)甲醇軸，該工藝有效利用了 甲醇生成甲醇軸反應(yīng)釋放的熱量，顯著的降低了能耗和設(shè)備投資，降低了二甲離及甲醇軸 的生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明所述甲醇軸和二甲離的聯(lián)產(chǎn)工藝流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1流程所示，本發(fā)明所述的甲醇軸和二甲離的聯(lián)產(chǎn)工藝，包括W下工藝步驟： 原料甲醇進(jìn)入甲醇汽化培汽化，汽化后的甲醇進(jìn)入合成培中，在合成培中氨氧化軸與甲醇 反應(yīng)得到含甲醇軸、甲醇蒸汽和水的反應(yīng)產(chǎn)物，其中甲醇軸從合成培底部排出收集，含水的 甲醇蒸汽進(jìn)入二甲離反應(yīng)器中，經(jīng)過(guò)脫水反應(yīng)后，二甲離從二甲離精觸培的上部側(cè)線采出， 甲醇和水進(jìn)入甲醇精觸培中得到的甲醇含量> 99. 5%，水含量《0. 5% ;精觸后的甲醇所 述甲醇汽化培中回收利用，甲醇汽化培培底的廢水排往廢水處理。其中，在合成培中甲醇和 氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80-95C，反應(yīng)壓力為0. 1-1. 2MPa。其中，在二甲離反應(yīng)器內(nèi)甲醇脫 水反應(yīng)的溫度為180-23(TC，反應(yīng)壓力為0. 2-1. 2MPa。其中，所述二甲離精觸培為板式培， 理論培板數(shù)為60-100塊，其中精觸段理論培板數(shù)為50-80塊，回流比為0. 5-5,操作壓力為 0. 2-2. 5MPa，操作溫度為85-125C。在本發(fā)明中，甲醇脫水反應(yīng)生成二甲離的反應(yīng)體系， 與常規(guī)的方法相比，其中所述的甲醇蒸汽中水的含量比較高，而且反應(yīng)溫度也比較低，為此 需要開發(fā)與之相適應(yīng)的脫水催化劑。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W ZSM-5 分子篩為載體，并將其浸潰在含和NCV酸根離子的鹽溶液中，最后在450-4801：鍛燒 30-60分鐘。其中，所述鹽溶液中，W酸根離子計(jì)，的含量為0. 5-1. Owt%，的含量 為1.2-2. Owt%。所述的催化劑在所述高水含量W及溫度較低的體系中，不僅轉(zhuǎn)化率高，而 且性能穩(wěn)定。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1. 8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W ZSM-5分子篩為 載體，并將其浸潰在含1. Owt %的NaBF4和2. Owt %的NaN〇3的鹽溶液中，最后在45(TC鍛燒 60分鐘。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1. 8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W ZSM-5分子篩為 載體，并將其浸潰在含1. Owt %的NaBF4和2. Owt %的化(N03) 2的鹽溶液中，最后在45(TC鍛 燒60分鐘。
[0026] 比較例1
[0027] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1. 8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑為ZSM-5分子篩。 [002引 比較例2
[0029] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25?；亓鞅葹?.8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑為y-Al2〇3。
[0030] 比較例3
[0031] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1. 8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W ZSM-5分子篩為 載體，并將其浸潰在含2. Owt %的NaN〇3的鹽溶液中，最后在45(TC鍛燒60分鐘。
[00礎(chǔ) 比較例4
[0033] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1. 8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W ZSM-5分子篩為 載體，并將其浸潰在含2. Owt %的NaF的鹽溶液中，最后在45(TC鍛燒60分鐘。
[0034] 比較例5
[0035] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1. 8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W ZSM-5分子篩為 載體，并將其浸潰在含2. Owt %的化3PO4的鹽溶液中，最后在450°C鍛燒60分鐘。
[003引 比較例6
[0037] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1.8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W Y-Als化為載 體，并將其浸潰在含2. Owt %的NaN〇3的鹽溶液中，最后在45(TC鍛燒60分鐘。
[00測(cè) 比較例7
[0039] 原料甲醇為85(wt) %的甲醇，在合成培中，甲醇和氨氧化軸的反應(yīng)溫度為80。 反應(yīng)壓力為0. 5MPa ;在二甲離反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為215°C，反應(yīng)壓力為0. 5MPa，甲醇液態(tài) 體積空速為1.8小時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二甲離精觸培中下部W實(shí)現(xiàn)二甲離和甲醇的分離，在 培蓋得到含有甲醇、水等的蓋液，從培頂數(shù)起的第3塊培板得到氣霧劑級(jí)二甲離產(chǎn)品。二甲 離精觸培為板式培，共有92塊理論培板，其中精觸段為68塊培板，培頂壓力為0. 70MPa，培 頂溫度25C，回流比為1.8。其中，二甲離反應(yīng)器中使用的脫水催化劑是W Y-Als化為載 體，并將其浸潰在含2. Owt %的NaF的鹽溶液中，最后在45(TC鍛燒60分鐘。
[0040] 利用氣相色譜儀分析出口氣體及液體組成，計(jì)算各實(shí)施例W及比較例中甲醇脫水 生成二甲離反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性；并且對(duì)各實(shí)施例W及比較例中使用的催化劑在水蒸氣 處理5小時(shí)后再測(cè)試其轉(zhuǎn)化率，測(cè)定結(jié)果如表1所示。
[0041] 表 1
[0042]

【權(quán)利要求】
1. 一種甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于：在合成塔的頂部附近通入氫氧化鈉 的甲醇溶液，反應(yīng)得到含甲醇鈉、甲醇蒸汽和水的反應(yīng)產(chǎn)物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于：二甲醚精餾塔塔 底分離出的甲醚和水進(jìn)入甲醇精餾塔中得到的甲醇含量> 99. 5%，水含量< 0. 5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于：原料甲醇進(jìn) 入甲醇汽化塔汽化，汽化后的甲醇進(jìn)入合成塔中，在合成塔中氫氧化鈉與甲醇反應(yīng)得到含 甲醇鈉、甲醇蒸汽和水的反應(yīng)產(chǎn)物，其中甲醇鈉從合成塔底部排出收集，含水的甲醇蒸汽進(jìn) 入二甲醚反應(yīng)器中，經(jīng)過(guò)脫水反應(yīng)后，二甲醚從二甲醚精餾塔的上部側(cè)線采出，甲醇和水進(jìn) 入甲醇精餾塔中得到的甲醇含量>99. 5%，水含量<0.5%;精餾后的甲醇所述甲醇汽化塔 中回收利用，甲醇汽化塔塔底的廢水排往廢水處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于：在合成塔中甲醇 和氫氧化鈉的反應(yīng)溫度為80-95°C，反應(yīng)壓力為0. 1-1. 2MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于：在二甲醚反應(yīng)器 內(nèi)甲醇脫水反應(yīng)的溫度為180_230°C，反應(yīng)壓力為0. 2-1. 2MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醇鈉和二甲醚的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于：所述二甲醚精餾 塔為板式塔，理論塔板數(shù)為60-100塊，其中精餾段理論塔板數(shù)為50-80塊，回流比為0. 5-5， 操作壓力為〇? 2-2. 5MPa，操作溫度為85-125°C。
【文檔編號(hào)】C07C43/04GK104341270SQ201310322853
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】鄭秋鑒, 莊明強(qiáng), 陳亞輝, 廖啟武, 段存成, 張輝, 游杰 申請(qǐng)人:泉州恒河化工有限公司