CN103508855A - 一种二甲醚制备装置及方法 - Google Patents

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    • C07C41/01—Preparation of ethers
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Abstract

本发明公开了一种二甲醚制备装置，涉及二甲醚生产技术领域，所述装置包括:甲醇汽化器、换热器、甲醇脱水反应器、粗甲醚冷凝器、粗甲醚罐、二甲醚吸收塔、二甲醚精馏塔、精馏塔冷凝器和甲醇回收塔，所述甲醇汽化器连接于所述换热器，所述换热器连接于所述甲醇脱水反应器，所述甲醇脱水反应器连接于所述粗甲醚冷凝器，所述粗甲醚冷凝器连接于所述粗甲醚罐，所述粗甲醚罐分别连接于所述二甲醚吸收塔和所述二甲醚精馏塔，所述精馏塔分别连接于所述精馏塔冷凝器和所述甲醇回收塔，所述回收塔连接于所述甲醇脱水反应器。本发明能够降低能耗，整个反应对反应条件要求也不苛刻，充分提高了甲醇制备二甲醚的效率。

Description

一种二甲醚制备装置及方法
技术领域
本发明涉及二甲醚生产技术领域，特别涉及一种二甲醚制备装置及方法。
背景技术
二甲醚（DME）的分子式为CH3OCH3，无色无味无毒，具有液化石油气(LPG)相似的物理性质，其十六烷值也较高，因此，二甲醚作为喷雾剂外，还可直接作为液化石油气的替代品以及车用燃料，是一种新型的清洁能源，在国内外都具有良好的应用前景。
目前国内外一般采用合成气（CO+2H2）一步法生产制备二甲醚，该方法采用合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成，合成气单程转化率高。该工艺以煤或天然气为原料，都要将煤和天然气转化为合成气，才能合成二甲醚。不仅投资巨大，而且耗能很高，反应条件要求较高，设备也较复杂。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:如何提供一种更高效的制取二甲醚的装置及方法。
（二）技术方案
本发明提供了一种二甲醚制备装置，所述装置包括:甲醇汽化器、换热器、甲醇脱水反应器、粗甲醚冷凝器、粗甲醚罐、二甲醚吸收塔、二甲醚精馏塔、精馏塔冷凝器和甲醇回收塔，所述甲醇汽化器连接于所述换热器，所述换热器连接于所述甲醇脱水反应器，所述甲醇脱水反应器连接于所述粗甲醚冷凝器，所述粗甲醚冷凝器连接于所述粗甲醚罐，所述粗甲醚罐分别连接于所述二甲醚吸收塔和所述二甲醚精馏塔，所述二甲醚精馏塔分别连接于所述精馏塔冷凝器和所述甲醇回收塔，所述回收塔连接于所述甲醇脱水反应器。
其中，所述装置还包括废气处理设备，所述废气处理设备连接于所述二甲醚吸收塔。
其中，所述的装置还包括产品储罐，所述产品储罐连接于精馏塔冷凝器。
其中，所述装置还包括废水处理池，所述废水处理池与所述甲醇回收塔连接。
其中，所述的装置还包括置于所述甲醇汽化器前端的甲醇储罐，所述甲醇储罐与所述甲醇汽化器相连。
本发明还提供一种基于所述的装置的二甲醚制备方法，所述方法包括以下步骤：
A、甲醇在甲醇汽化器中进行汽化；
B、汽化后的甲醇在换热器中进行换热，达到预设温度；
C、经过预热后的气相甲醇进入到甲醇脱水反应器，甲醇脱水反应器中的压力控制在0.6-1.6Mpa，温度为250-400℃，催化剂采用γ-Al2O3及铝硅酸盐结合的复合固体酸催化剂，甲醇进过脱水反应生成二甲醚，反应式为：
2CH3OH=H3COCH3+H2O
其中还发生了副反应，反应式为：
CH3OH=CO+2H2
CO+H2O=CO2+H2
H3COCH3=CH4+H2+CO；
D、经过步骤C反应后的产出物，包括产物和副产物进入到所述粗甲醚冷凝器中进行冷却；
E、冷却后的产出物进入到所述粗甲醚罐，所述粗甲醚罐中的气相产物进入到所述的二甲醚吸收塔，经吸收后的液相产物回流到所述粗甲醚罐；
F、所述粗甲醚罐中的液相产物进入所述二甲醚精馏塔进行精馏分离，从所述二甲醚精馏塔塔顶出来的二甲醚蒸汽经所述精馏塔冷凝器冷凝后，部分回流进入到所述二甲醚精馏塔；
G、从所述二甲醚精馏塔塔釜得到的液体则输送至所述甲醇回收塔提浓甲醇，所述提浓后的甲醇进入所述甲醇脱水反应器再利用。
（三）有益效果
本发明提供了一种二甲醚制备装置及方法，其通过甲醇汽化，然后换热，进入到甲醇脱水反应器中，能够降低能耗，整个反应对反应条件要求也不苛刻，充分提高了甲醇制取二甲醚的效率。
附图说明
图1是本发明一种二甲醚制备装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明提供了一种二甲醚气相制备装置，本发明提供了一种二甲醚制备装置，所述装置包括:甲醇汽化器2、换热器3、甲醇脱水反应器4、粗甲醚冷凝器5、粗甲醚罐6、二甲醚吸收塔7、二甲醚精馏塔8、精馏塔冷凝器9和甲醇回收塔10，所述甲醇汽化器2连接于所述换热器3，所述换热器3连接于所述甲醇脱水反应器4，所述甲醇脱水反应器4连接于所述粗甲醚冷凝器5，所述粗甲醚冷凝器5连接于所述粗甲醚罐6，所述粗甲醚罐6分别连接于所述二甲醚吸收塔7和所述二甲醚精馏塔8，所述二甲醚精馏塔8分别连接于所述精馏塔冷凝器9和所述甲醇回收塔10，所述回收塔连接于所述甲醇脱水反应器，
为实现环保的需要，优选地，所述装置还包括废气处理设备11，所述废气处理设备11连接于所述二甲醚吸收塔7。
为实现产品的保存，优选地，所述的装置还包括产品储罐12，所述产品储罐12连接于精馏塔冷凝器9。
为实现环保的需要和水资源的节约和循环利用，所述装置还包括废水处理池，所述废水处理池13与所述甲醇回收塔10连接。
优选地,为实现反应的持续进行，所述的装置还包括置于所述甲醇汽化器前端的甲醇储罐1,所述甲醇储罐与所述甲醇汽化器2相连。
实施例1：
本发明还提供了一种二甲醚气相制备方法，其具体实施方式为：
A、甲醇在甲醇汽化器2中进行汽化；
B、汽化后的甲醇在换热器3中进行换热，达到预设温度；
C、经过预热后的气相甲醇进入到甲醇脱水反应器4，甲醇脱水反应器中的压力控制在0.6-1.6Mpa，温度为250-400℃，催化剂采用γ-Al2O3及铝硅酸盐结合的复合固体酸催化剂，甲醇进过脱水反应生成二甲醚，反应式为：
2CH3OH=H3COCH3+H2O
其中还发生了副反应，反应式为：
CH3OH=CO+2H2
CO+H2O=CO2+H2
H3COCH3=CH4+H2+CO。
实施例2：
以实施例1为基础，其具体实施方式还包括：
D、经过步骤C反应后的产出物，包括产物和副产物进入到所述粗甲醚冷凝器5中进行冷却；
E、冷却后的产出物进入到所述粗甲醚罐6，所述粗甲醚罐中的气相产物进入到所述的二甲醚吸收塔7，经吸收后的液相产物回流到所述粗甲醚罐6，未被吸收的废气进入到废气处理设备11。
实施例3：
以实施例2为基础，其具体实施方式还包括：
F、所述粗甲醚罐6中的产物进入所述粗甲醚精馏塔8进行精馏分离，从所述二甲醚精馏8塔塔顶出来的二甲醚蒸汽经所述精馏塔冷凝器9冷凝后，一部分进入所述二甲醚精馏塔8，另一部分作为二甲醚成品进入所述产品储罐12。
实施例4:
以实施例3为基础，其具体实施方式还包括：
G、从所述二甲醚精馏塔8塔釜得到的甲醇-水溶液则输送至所述甲醇回收塔10提浓甲醇，提浓后的甲醇进入所述甲醇脱水反应器4再利用，而所述甲醇回收塔10塔釜所产生的含醇废水排入至所述废水处理池13，进行生化处理后可作为回用水进行循环使用。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种二甲醚制备装置，其特征在于，所述装置包括:甲醇汽化器、换热器、甲醇脱水反应器、粗甲醚冷凝器、粗甲醚罐、二甲醚吸收塔、二甲醚精馏塔、精馏塔冷凝器和甲醇回收塔，所述甲醇汽化器连接于所述换热器，所述换热器连接于所述甲醇脱水反应器，所述甲醇脱水反应器连接于所述粗甲醚冷凝器，所述粗甲醚冷凝器连接于所述粗甲醚罐，所述粗甲醚罐分别连接于所述二甲醚吸收塔和所述二甲醚精馏塔，所述二甲醚精馏塔分别连接于所述精馏塔冷凝器和所述甲醇回收塔，所述回收塔连接于所述甲醇脱水反应器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括废气处理设备，所述废气处理设备连接于所述二甲醚吸收塔。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括产品储罐，所述产品储罐连接于精馏塔冷凝器。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括废水处理池，所述废水处理池与所述甲醇回收塔连接。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括置于所述甲醇汽化器前端的甲醇储罐，所述甲醇储罐与所述甲醇汽化器相连。
6.一种基于权利要求1～5任意一项所述的装置的二甲醚气相制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、甲醇在甲醇汽化器中进行汽化；
B、汽化后的甲醇在换热器中进行换热，达到预设温度；
C、经过预热后的气相甲醇进入到甲醇脱水反应器，甲醇脱水反应器中的压力控制在0.6-1.6Mpa，温度为250-400℃，催化剂采用γ-Al2O3及铝硅酸盐结合的复合固体酸催化剂，甲醇经过脱水反应生成二甲醚，反应式为：
2CH3OH=H3COCH3+H2O
其中还发生了副反应，反应式为：
CH3OH=CO+2H2
CO+H2O=CO2+H2
H3COCH3=CH4+H2+CO；
D、经过步骤C反应后的产出物，包括产物和副产物进入到所述粗甲醚冷凝器中进行冷却；
E、冷却后的产出物进入到所述粗甲醚罐，所述粗甲醚罐中的气相产物进入到所述的二甲醚吸收塔，所述吸收塔中装有甲醇-水的吸收剂，经吸收后的液相产物回流到所述粗甲醚罐；
F、所述粗甲醚罐中的液相产物进入所述二甲醚精馏塔进行精馏分离，从所述二甲醚精馏塔塔顶出来的二甲醚蒸汽经所述精馏塔冷凝器冷凝后，部分回流进入到所述二甲醚精馏塔；
G、从所述二甲醚精馏塔塔釜得到的液体则输送至所述甲醇回收塔提浓甲醇，所述提浓后的甲醇进入所述甲醇脱水反应器再利用。
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