一種低溫甲醇?xì)庀嗌a(chǎn)二甲醚的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種低溫甲醇?xì)庀嗌a(chǎn)二甲醚的工藝方法，特征在于：使用列管式固定反應(yīng)器，甲醇脫水制二甲醚的反應(yīng)發(fā)生于裝有催化劑的反應(yīng)器列管內(nèi)，而在反應(yīng)器殼層通入水來產(chǎn)生水蒸氣，控制反應(yīng)的溫度在140～150℃低溫下進(jìn)行。該反應(yīng)的溫度比較低，可減少設(shè)備的投資。在充分利用反應(yīng)放出的熱量產(chǎn)生蒸汽同時(shí)又利用二甲醚精餾塔釜液帶出的熱對原料甲醇進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。在該工藝工程中，無需設(shè)置甲醇分離塔，直接使用二甲醚精餾塔塔釜液作為反應(yīng)原料進(jìn)入汽提塔中部，也大大節(jié)省了設(shè)備的投資。
【專利說明】—種低溫甲醇?xì)庀嗌a(chǎn)二甲醚的工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二甲醚制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種低溫甲醇?xì)庀嗌a(chǎn)二甲醚的工藝方法，特別涉及一種以甲醇為原料在低溫下進(jìn)行氣相脫水連續(xù)生產(chǎn)二甲醚并產(chǎn)生低壓蒸汽的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]二甲醚是一種廣泛的化工產(chǎn)品，具有無毒、安全、熱值高等優(yōu)點(diǎn)，可用作火箭推進(jìn)齊U、柴油機(jī)燃料、民用燃料，同時(shí)也是煤制液體燃料的中間體，同時(shí)也是重要的基本化工中間體，在制藥、農(nóng)藥、燃料、日用化工等方面有廣泛的用途。制備二甲醚的傳統(tǒng)方法是用甲醇蒸汽在350?400°C，1.5MPa的壓力下，在催化劑存在的條件下通過脫水制得。在現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇脫水需要在較高的溫度下進(jìn)行，溫度都在240°C以上，這就導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備和操作費(fèi)用較高，且甲醇的轉(zhuǎn)化率和選擇性低。
[0004]在國內(nèi)外現(xiàn)已公開的文獻(xiàn)和專利中有多種甲醇?xì)庀嗝撍贫酌训墓に嚪椒?，基本工藝都大致相類似，如在具有代表性的中國專利CN9511328.5中，采用多段冷激式反應(yīng)器進(jìn)行脫水反應(yīng)，高溫的反應(yīng)粗產(chǎn)物經(jīng)過冷卻器，脫出反應(yīng)氣中的不凝氣后進(jìn)入二甲醚精餾塔，這樣既浪費(fèi)了反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，又要消耗用于粗產(chǎn)物冷卻所需要的大量冷量。中國專利CN1562927A提出將精餾塔的釜液返回至甲醇?xì)怏w塔，省去了甲醇回收塔，但是對于脫水反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量沒有得到充分的利用，故對減少投資和節(jié)能效果不是很明顯。中國專利CN1293029C公開了 “一種用甲醇生產(chǎn)二甲醚的方法”，其特征是采用獨(dú)特工藝與結(jié)構(gòu)的汽化提餾塔與二甲醚精餾塔相結(jié)合，不設(shè)置用于分離提純回收二甲醚精餾塔釜液混合液中甲醇的甲醇回收塔，但是，該方法的不足時(shí)在節(jié)能和環(huán)保的環(huán)節(jié)上還有可進(jìn)一步提高的空間。因此設(shè)計(jì)一種低溫反應(yīng)并能夠充分利用反應(yīng)熱，降低生產(chǎn)成本的甲醇?xì)庀啻呋撍苽涠酌压に囀悄壳靶枰鉀Q的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明目的在于提供一種經(jīng)由甲醇?xì)庀嘣诖呋瘎┑臈l件下脫水制備二甲醚的方法，其特點(diǎn)是該反應(yīng)在低溫條件下進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)充分利用反應(yīng)熱產(chǎn)生低壓蒸汽，用以工藝原料熱交換以預(yù)熱，節(jié)約能源同時(shí)降低生產(chǎn)成本，減少設(shè)備投資。
[0006]本發(fā)明為一種低溫甲醇?xì)庀嗌a(chǎn)二甲醚的工藝方法，其特征在于:
[0007]具體包括以下裝置流程:
[0008]來自外界的原料甲醇經(jīng)原料緩沖罐1由甲醇進(jìn)料泵2送入甲醇預(yù)熱器3后，與二甲醚精餾塔8釜液進(jìn)行換熱，經(jīng)進(jìn)料出料換熱器4繼續(xù)被加熱后進(jìn)入甲醇汽提塔5，汽化后的甲醇從列管式固定反應(yīng)器6頂部進(jìn)入反應(yīng)器，在裝載催化劑的列管式固定反應(yīng)器6管程中發(fā)生氣相甲醇脫水反應(yīng)生成二甲醚，列管式固定反應(yīng)器6殼層通入冷卻水，冷卻后的反應(yīng)氣混合物經(jīng)過進(jìn)料出料換熱器4后，進(jìn)入二甲醚精餾塔8，二甲醚精餾塔8塔頂采出滿足要求的二甲醚產(chǎn)品，經(jīng)粗二甲醚冷卻器7冷卻后產(chǎn)出二甲醚產(chǎn)品，二甲醚精餾塔8塔釜液進(jìn)入甲醇預(yù)熱器3中對原料甲醇進(jìn)行換熱，然后經(jīng)由循環(huán)泵12送入甲醇汽提塔5的中部，實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)利用；該反應(yīng)的反應(yīng)器為列管式固定反應(yīng)器6，列管式固定反應(yīng)器6的管程裝入催化劑，該甲醇?xì)庀喾撍苽涠酌训姆磻?yīng)溫度為140?150°C，操作壓力控制在0.8?1.3MPa ;列管式固定反應(yīng)器6殼層通入水，并利用反應(yīng)放出的熱來連續(xù)不斷的產(chǎn)生壓力為0.4MPa的低壓蒸汽；二甲醚精餾塔8的操作溫度為30?200°C，操作壓力為0.7?IMPa ;二甲醚精餾塔8釜液經(jīng)循環(huán)泵12送入甲醇預(yù)熱器3與原料進(jìn)行換熱后，由甲醇汽提塔5的中部進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)使用；原料使用純甲醇，或者使用甲醇的水溶液，其中甲醇的含量為75-90% wt。
[0009]本發(fā)明工藝方法使用列管式固定反應(yīng)器，甲醇脫水制二甲醚的反應(yīng)發(fā)生于裝有催化劑的列管內(nèi)，在殼層通入水產(chǎn)生水蒸氣的這樣一個(gè)巧妙的創(chuàng)意來控制反應(yīng)的溫度在140?150°C。該反應(yīng)的溫度比較低，減少設(shè)備的投資。在本發(fā)明過程中，充分利用反應(yīng)放出的熱量產(chǎn)生蒸汽。同時(shí)又利用二甲醚精餾塔釜液帶出的熱對原料甲醇進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在該工藝工程中，無需設(shè)置甲醇分離塔，直接使用二甲醚精餾塔塔釜液作為反應(yīng)原料進(jìn)入汽提塔中部，大大節(jié)省了設(shè)備的投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0010]圖1為本發(fā)明一種低溫甲醇?xì)庀嗌a(chǎn)二甲醚的工藝方法流程示意圖:
[0011]1-原料緩沖罐；2_甲醇進(jìn)料泵；3_甲醇預(yù)熱器；4_進(jìn)料出料換熱器；5_甲醇汽提塔；6_列管式固定反應(yīng)器；7_粗二甲醚冷卻器；8_ 二甲醚精餾塔；9_塔頂冷凝器；10_ 二甲醚產(chǎn)品冷卻器；11_塔底再沸器；12_循環(huán)泵。

【具體實(shí)施方式】
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[0012]根據(jù)圖1的流程，以下給出本發(fā)明的由甲醇脫水制取二甲醚的方法的【具體實(shí)施方式】，但是應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的實(shí)施不僅局限于以下的方式。
[0013]實(shí)施例1
[0014]1000kg/h純甲醇經(jīng)原料緩沖罐I后用進(jìn)料泵2送至甲醇預(yù)熱器預(yù)熱3至60°C，繼續(xù)通過進(jìn)料出料換熱器4后被加熱至120°C，由塔頂部進(jìn)入甲醇汽提塔5脫水，280.5kg/h的廢水從汽提塔底部排出，1115.3kg/h的氣相甲醇(甲醇99.4wt%，水0.6wt% )從塔頂出來進(jìn)入列管式固定反應(yīng)器6，反應(yīng)器的壓力IMPa，反應(yīng)溫度為140°C。
[0015]列管式固定反應(yīng)器的殼層通入溫度為32°C,壓力為0.4MPa的冷卻水,利用反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱使全部的水變成水蒸氣以控制反應(yīng)的溫度，從而可以得到該溫度壓力下飽和蒸汽量為 277.8kg/h。
[0016]1115.3kg/h 二甲醚粗產(chǎn)品(甲醇 10wt%、水 25.7wt%、二甲醚 64.3wt% ),由反應(yīng)器出口經(jīng)進(jìn)料出料換熱器4對原料進(jìn)行加熱后，通過粗二甲醚冷卻器7降溫至120°C后進(jìn)入二甲醚精餾塔8。精餾塔加壓操作，塔頂壓力0.8MPa，塔釜液395.9kg/h (甲醇27.5wt%，水72.5wt% )由循環(huán)泵12送入甲醇預(yù)熱器3換熱后進(jìn)入甲醇汽提塔5中部，實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)使用。塔頂產(chǎn)品經(jīng)塔頂冷凝器9冷卻后，部分回流至精餾塔，部分經(jīng)二甲醚產(chǎn)品冷卻器10冷卻至25°C，可獲得719.4kg/h的二甲醚，產(chǎn)品純度為99.7%。
[0017]實(shí)施例2
[0018]1000kg/h甲醇水溶液(甲醇90wt%、水1wt % )經(jīng)原料緩沖罐I后用進(jìn)料泵2送至甲醇預(yù)熱器預(yù)熱3至60°C，繼續(xù)通過進(jìn)料出料換熱器4后被加熱至120°C，由塔頂部進(jìn)入甲醇汽提塔5脫水，351.5kg/h的廢水從汽提塔底部排出，1054.5kg/h的氣相甲醇(甲醇94.3wt%，水5.7wt% )從塔頂出來進(jìn)入列管式固定反應(yīng)器6，反應(yīng)器壓力為IMPa，反應(yīng)溫度為 145 0C ο
[0019]列管式固定反應(yīng)器的殼層通入溫度為32°C,壓力為0.4MPa的冷卻水,利用反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱使全部的水變成水蒸氣以控制反應(yīng)的溫度，從而可以得到該溫度壓力下飽和蒸汽量為 263.8kg/h。
[0020]1054.5kg/h 二甲醚粗產(chǎn)品(甲醇 9.4wt%、水 29.6wt%、二甲醚 61wt% ),由反應(yīng)器出口經(jīng)進(jìn)料出料換熱器4對原料進(jìn)行加熱后，通過粗二甲醚冷卻器7降溫至120°C后進(jìn)入二甲醚精餾塔8。精餾塔加壓操作，塔頂壓力0.75MPa，塔釜液405.9kg/h (甲醇23.2wt%,水76.Swt% )由循環(huán)泵12送入甲醇預(yù)熱器3換熱后進(jìn)入甲醇汽提塔5中部，實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)使用。塔頂產(chǎn)品經(jīng)塔頂冷凝器9冷卻后，部分回流至精餾塔，部分經(jīng)二甲醚產(chǎn)品冷卻器10冷卻至25°C，可獲得648.5kg/h的二甲醚，產(chǎn)品純度為99.4%。
[0021]實(shí)施例3
[0022]1000kg/h甲醇水溶液(甲醇80wt%、水20wt% )經(jīng)原料緩沖罐I后用進(jìn)料泵2送至甲醇預(yù)熱器預(yù)熱3至60°C，繼續(xù)通過進(jìn)料出料換熱器4后被加熱至120°C，由塔頂部進(jìn)入甲醇汽提塔5脫水，426.lkg/h的廢水從汽提塔底部排出，948.5kg/h的氣相甲醇(甲醇92.8wt %，水7.2wt % )從塔頂出來進(jìn)入列管式固定反應(yīng)器6，反應(yīng)器的壓力為IMPa，反應(yīng)溫度為150。。。
[0023]列管式固定反應(yīng)器的殼層通入溫度為32°C,壓力為0.4MPa的冷卻水,利用反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱使全部的水變成水蒸氣以控制反應(yīng)的溫度，從而可以得到該溫度壓力下飽和蒸汽量為 201.6kg/h。
[0024]948.5kg/h 二甲醚粗產(chǎn)品(甲醇 9.3wt %、水 30.7wt %、二甲醚 60.1wt % ),由反應(yīng)器出口經(jīng)進(jìn)料出料換熱器4對原料進(jìn)行加熱后，通過粗二甲醚冷卻器7降溫至120°C后進(jìn)入二甲醚精餾塔8。精餾塔加壓操作，塔頂壓力0.7MPa，塔釜液374.7kg/h(甲醇22.4wt%，水77.6wt% )由循環(huán)泵12送入甲醇預(yù)熱器3換熱后進(jìn)入甲醇汽提塔5中部，實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)使用。塔頂產(chǎn)品經(jīng)塔頂冷凝器9冷卻后，部分回流至精餾塔，部分經(jīng)二甲醚產(chǎn)品冷卻器10冷卻至25°C，可獲得573.8kg/h的二甲醚，產(chǎn)品純度為99.1%。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫甲醇?xì)庀嗌a(chǎn)二甲醚的工藝方法，其特征在于: 具體包括以下裝置流程:來自外界的原料甲醇經(jīng)原料緩沖罐(I)由甲醇進(jìn)料泵(2)送入甲醇預(yù)熱器(3)后，與二甲醚精餾塔(8)釜液進(jìn)行換熱，經(jīng)進(jìn)料出料換熱器(4)繼續(xù)被加熱后進(jìn)入甲醇汽提塔(5)，汽化后的甲醇從列管式固定反應(yīng)器(6)頂部進(jìn)入反應(yīng)器，在裝載催化劑的列管式固定反應(yīng)器(6)管程中發(fā)生氣相甲醇脫水反應(yīng)生成二甲醚，列管式固定反應(yīng)器(6)殼層通入冷卻水，冷卻后的反應(yīng)氣混合物經(jīng)過進(jìn)料出料換熱器(4)后，進(jìn)入二甲醚精餾塔(8)，二甲醚精餾塔(8)塔頂采出滿足要求的二甲醚產(chǎn)品，經(jīng)粗二甲醚冷卻器(7)冷卻后產(chǎn)出二甲醚產(chǎn)品，二甲醚精餾塔(8)塔釜液進(jìn)入甲醇預(yù)熱器(3)中對原料甲醇進(jìn)行換熱，然后經(jīng)由循環(huán)泵(12)送入甲醇汽提塔(5)的中部，實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)利用；該反應(yīng)的反應(yīng)器為列管式固定反應(yīng)器出)，列管式固定反應(yīng)器出)的管程裝入催化劑，該甲醇?xì)庀喾撍苽涠酌训姆磻?yīng)溫度為140?150°C，操作壓力控制在0.8?1.3MPa ;列管式固定反應(yīng)器(6)殼層通入水，并利用反應(yīng)放出的熱來連續(xù)不斷的產(chǎn)生壓力為0.4MPa的低壓蒸汽；二甲醚精餾塔(8)的操作溫度為30?200°C，操作壓力為0.7?IMPa ;二甲醚精餾塔⑶釜液經(jīng)循環(huán)泵(12)送入甲醇預(yù)熱器(3)與原料進(jìn)行換熱后，由甲醇汽提塔(5)的中部進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)使用；原料使用純甲醇，或者使用甲醇的水溶液，其中甲醇的含量為75-90% Wt0
【文檔編號(hào)】C07C41/09GK104370710SQ201410643228
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】沙喜江, 于海斌, 孫彥民, 舒暢, 王銀斌, 郭春壘, 楊玉旺 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司