專利名稱：一種氣固流化床二甲醚生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種氣固流化床二甲醚生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝，屬于煤化工領(lǐng)域。
2.
背景技術(shù)：
目前，二甲醚的生產(chǎn)工藝主要有一步法和二步法。
一步法是合成氣在甲醇合成和甲醇脫水雙功能復(fù)合催化劑的作用下，將水煤氣變換反應(yīng)、 合成甲醇反應(yīng)、甲醇脫水反應(yīng)等三步反應(yīng)合為一步，在同一個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)二甲醚的制備過 程。目前一步法在工藝技術(shù)尚不成熟，大規(guī)模工業(yè)化面臨較多的問題。
二步法是先生產(chǎn)甲醇，然后再由甲醇脫水。二步法又有兩種工藝， 一種是甲醇?xì)庀嗝撍?一種是甲醇液相脫水。
甲醇液相催化脫水法也稱作硫酸法，是以甲醇為原料，在濃硫酸的催化作用下，生成硫 酸氫甲酯，硫酸氫甲酯再與甲醇反應(yīng)生成二甲醚。采用該工藝具有反應(yīng)溫度低(130 160。C)， 甲醇選擇性及轉(zhuǎn)化率高(均大于90%),產(chǎn)品純度高(>99.16%)，投資相對較少，操作簡單 等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，中間產(chǎn)品硫酸氫甲酯毒性比較大，操作條件惡劣，塔釜液及 廢水酸性高，毒性大，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，該工藝目前已經(jīng)基本上被淘汰。近年來，國內(nèi) 少數(shù)企業(yè)經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)，基本上消除了上述弊端，但存在對設(shè)備材質(zhì)有耐強(qiáng)酸腐蝕的特殊要 求。
甲醇?xì)庀啻呋撍ㄔ诠潭ù泊呋磻?yīng)器中將甲醇蒸汽通過固體酸性催化劑(氧化鋁或 結(jié)晶硅酸鋁等)，發(fā)生非均相反應(yīng)，甲醇脫水生成二甲醚的過程。該工藝較好地解決了原有硫 酸法生產(chǎn)二甲醚的硫酸跑失和腐蝕問題問題，甲醇轉(zhuǎn)化率(75%~85%)和選擇性(大于90%) 較高，反應(yīng)中沒有水煤氣變換過程，C02生成量少，原料利用率高，分離過程較一步法簡單， 工藝較為成熟，操作比較簡單，基本上無三廢及腐蝕問題，對設(shè)備材質(zhì)無特殊要求。但該工 藝也存在著反應(yīng)溫度高、甲醇單程轉(zhuǎn)化率較低、二甲醚選擇性較差、產(chǎn)品成本較高、大型化 反應(yīng)設(shè)備設(shè)計(jì)和加工較難等不足。
公開專利申請CN1962594A利用流化床反應(yīng)器甲醇?xì)庀嗝撍贫酌训墓に嚲哂幸子诖?規(guī)模工業(yè)化、反應(yīng)體系溫度易于控制，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高達(dá)89%,選擇性大于99%;流化床反應(yīng) 體系中催化劑的更新、再生容易，可以保持催化劑活性穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著工藝流程設(shè) 計(jì)不合理、熱量不能有效回收，反應(yīng)溫度較高、氣相夾帶的催化劑粉塵利用過濾器回收難以 大工業(yè)化等缺陷。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種氣固流化床二甲醚生產(chǎn)的生 產(chǎn)工藝。該工藝流程簡單合理、熱量回收率高，反應(yīng)體系溫度較低(與液相法相近)、易于控 制，氣相夾帶的催化劑粉塵脫除合理、易于大工業(yè)化，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性高，易于大規(guī)模 工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案
原料甲醇由進(jìn)料泵增壓到0.6 1.0MPa經(jīng)過二甲醚精餾塔換熱器和污水換熱器加熱后，進(jìn) 入甲醇汽化回收塔的精餾段進(jìn)行汽化；甲醇汽化回收塔塔底排出污水經(jīng)污水換熱器換熱后送 污水車間處理，汽化的甲醇經(jīng)反應(yīng)換熱器與反應(yīng)氣相混合產(chǎn)物換熱到12(TC以上，進(jìn)入氣固 流化床反應(yīng)器底部作為流化介質(zhì)，經(jīng)分布板進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器的流化段，與40-200 um 流化的HZSM-5催化劑傳熱傳質(zhì)，在氣速0.1 1.0m/s、 140~240°C、 0.6-1.OMPa下發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)后的氣相混合產(chǎn)物經(jīng)氣固分離器分離催化劑，固相HZSM-5催化劑)l過料腿回到氣固流 化床反應(yīng)器的流化段，補(bǔ)充的催化劑通過催化劑進(jìn)料口加入，氣相進(jìn)入反應(yīng)換熱器與汽化的 甲醇換熱后進(jìn)入二甲醚精餾塔的洗滌脫灰段下方；氣相在洗滌脫灰段與通過循環(huán)泵送回的沉 降器污水接觸洗滌脫灰后，進(jìn)入二甲醚精餾塔的精餾段；在精餾塔頂二甲醚出口得到二甲醚 產(chǎn)品，從中段抽出得到含水甲醇，二甲醚精餾塔底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇經(jīng)流化 床取熱器泵送回甲醇汽化回收塔的提餾段，含催化劑粉的水送到沉降器；從沉降器的催化劑 粉漿出口回收催化劑粉漿，從沉降器的污水出口抽出污水經(jīng)二甲醚精餾塔換熱器后通過循環(huán) 泵送回洗滌脫灰段。

附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
其中1-二甲醚精餾塔換熱器，2-甲醇?xì)饣厥账?-提餾段，4-精餾段，5-反應(yīng)換熱器， 6-氣固流化床反應(yīng)器，7-分布板，8-氣固分離器，9-料腿，10-催化劑進(jìn)料口， 11-流化床取 熱器，12-二甲醚精餾塔，13-洗滌脫灰段，14-循環(huán)泵，15-中段抽出，16-二甲醚精餾段，17-塔頂二甲醚出口， 18-沉降器，19-催化劑粉漿出口， 20-污水換熱器，21-二甲醚回流罐。
5.
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹原料甲醇由進(jìn)料泵增壓到0.6 1.0MPa經(jīng)過二甲醚 精餾塔換熱器(1)和污水換熱器(20)加熱后，進(jìn)入甲醇汽化回收塔(2)的精餾段(3)進(jìn) 行汽化；甲醇汽化回收塔(2)塔底排出污水經(jīng)污水換熱器(20)換熱后送污水車間處理，汽 化的甲醇經(jīng)反應(yīng)換熱器(5)與反應(yīng)氣相混合產(chǎn)物換熱到12(TC以上，進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器
(6)底部作為流化介質(zhì)，經(jīng)分布板(7)進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器(6)的流化段，與40~200 Um流化的HZSM-5催化劑傳熱傳質(zhì)，在氣速0.1 1.0m/s、 140~240°C、 0.6-1.OMPa下發(fā)生反 應(yīng)；反應(yīng)后的氣相混合產(chǎn)物經(jīng)氣固分離器(8)分離催化劑，固相HZSM-5催化劑通過料腿(9) 回到氣固流化床反應(yīng)器(6)的流化段，補(bǔ)充的催化劑通過催化劑進(jìn)料口 (10)加入，氣相進(jìn) 入反應(yīng)換熱器(5)與汽化的甲醇換熱后進(jìn)入二甲醚精餾塔(12)的洗滌脫灰段(13)下方； 氣相在洗滌脫灰段(13)與通過循環(huán)泵(14)送回的沉降器污水接觸洗滌脫灰后，進(jìn)入二甲 醚精餾塔(12)的精餾段(16);在精餾塔頂二甲醚出口 (17)得到二甲醚產(chǎn)品，從中段抽出
(15)得到含水甲醇，二甲醚精餾塔(12)底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇經(jīng)流化床取 熱器(11)泵送回甲醇汽化回收塔(2)的提餾段(3)，含催化劑粉的水送到沉降器(18); 從沉降器(18)的催化劑粉漿出口 (19)回收催化劑粉漿，從沉降器的污水出口 (20)抽出 污水經(jīng)二甲醚精餾塔換熱器(1)后通過循環(huán)泵(14)送回洗滌脫灰段(13)。 二甲醚產(chǎn)品濃 度為99.9%，單程反應(yīng)轉(zhuǎn)化率86.5%~90%,選擇性99%以上。
權(quán)利要求
1. 本發(fā)明提供一種氣固流化床二甲醚生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝，其特征在于原料甲醇由進(jìn)料泵增壓到0.6～1.0MPa經(jīng)過二甲醚精餾塔換熱器和污水換熱器加熱后，進(jìn)入甲醇汽化回收塔的精餾段進(jìn)行汽化；甲醇汽化回收塔塔底排出污水經(jīng)污水換熱器換熱后送污水車間處理，汽化的甲醇經(jīng)反應(yīng)換熱器與反應(yīng)氣相混合產(chǎn)物換熱到120℃以上，進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器底部作為流化介質(zhì)，經(jīng)分布板進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器的流化段，與40～200μm流化的HZSM-5催化劑傳熱傳質(zhì)，在氣速0.1～1.0m/s、140～240℃、0.6～1.0MPa下發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)后的氣相混合產(chǎn)物經(jīng)氣固分離器分離催化劑，固相HZSM-5催化劑通過料腿回到氣固流化床反應(yīng)器的流化段，補(bǔ)充的催化劑通過催化劑進(jìn)料口加入，氣相進(jìn)入反應(yīng)換熱器與汽化的甲醇換熱后進(jìn)入二甲醚精餾塔的洗滌脫灰段下方；氣相在洗滌脫灰段與通過循環(huán)泵送回的沉降器污水接觸洗滌脫灰后，進(jìn)入二甲醚精餾塔的精餾段；在精餾塔頂二甲醚出口得到二甲醚產(chǎn)品，從中段抽出得到含水甲醇，二甲醚精餾塔底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇經(jīng)流化床取熱器泵送回甲醇汽化回收塔的提餾段，含催化劑粉的水送到沉降器；從沉降器的催化劑粉漿出口回收催化劑粉漿，從沉降器的污水出口抽出污水經(jīng)二甲醚精餾塔換熱器后通過循環(huán)泵送回洗滌脫灰段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氣固流化床二甲醚生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝。原料甲醇經(jīng)過二甲醚精餾塔的換熱器和流化床取熱器加熱后，進(jìn)入甲醇汽化回收塔進(jìn)行汽化；汽化的甲醇經(jīng)反應(yīng)換熱器與反應(yīng)氣相混合產(chǎn)物換熱到120℃以上，進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器底部作為流化介質(zhì)，經(jīng)分布板進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器的流化段，與流態(tài)化的催化劑傳熱傳質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)后的氣相混合產(chǎn)物經(jīng)氣固分離器分離催化劑后，進(jìn)入換熱器氣與原料甲醇換熱，然后進(jìn)入二甲醚精餾塔；精餾塔頂?shù)枚酌旬a(chǎn)品，中部得到含水甲醇，底部得到含催化劑粉的水；含水甲醇泵送回甲醇汽化回收塔的提餾段，含催化劑粉的水送到沉降器回收催化劑粉漿后送污水處理車間處理。
文檔編號C07C43/04GK101481302SQ20081000062
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者喬英云, 田原宇, 蓋希坤 申請人:山東科技大學(xué)