餾區(qū)和/或汽提區(qū)中。
[0022] 在其它實施方案中，可以在催化蒸餾反應(yīng)器系統(tǒng)上游使用固定床反應(yīng)器。固定床 反應(yīng)器可以將甲醇的至少一部分轉(zhuǎn)化成二甲醚，并且然后可以將來自固定床反應(yīng)器的流出 物進料到催化蒸餾反應(yīng)器系統(tǒng)，用于甲醇至二甲醚的另外轉(zhuǎn)化并且二甲醚與水(作為反應(yīng) 產(chǎn)物存在和作為可以進料到蒸餾塔反應(yīng)器系統(tǒng)的水性萃取劑存在)的同時分離。
[0023] 固定床反應(yīng)器可以液體連續(xù)運行，或可以在反應(yīng)混合物的沸點運行，例如在下流 式沸點反應(yīng)器或脈沖流反應(yīng)器中?？梢赃x擇固定床反應(yīng)器中的運行條件以實現(xiàn)甲醇的部分 轉(zhuǎn)化，例如甲醇的至少25重量％轉(zhuǎn)化;或在其它的實施方案中，至少50重量％轉(zhuǎn)化。
[0024]在其它的實施方案中，可以選擇固定床反應(yīng)器中的運行條件以實現(xiàn)反應(yīng)平衡。例 如，至二甲醚的甲醇脫水可以具有約80-87重量％的醇轉(zhuǎn)化率的熱力學(xué)平衡限制。然后可以 將得到的混合物進料到催化蒸餾反應(yīng)器系統(tǒng)用于另外的轉(zhuǎn)化，因為歸因于產(chǎn)物從反應(yīng)區(qū)中 的連續(xù)移去，在催化蒸餾反應(yīng)器系統(tǒng)中可以達到大于平衡的轉(zhuǎn)化率。在一些實施方案中，歸 因于反應(yīng)物和產(chǎn)物的同時分餾和分離，在蒸餾塔反應(yīng)器系統(tǒng)中可以得到甲醇的基本上完全 轉(zhuǎn)化。
[0025]固定床反應(yīng)器中的運行條件可以包括在約50°F至約500°F范圍內(nèi)的溫度和在約 5psig至約750psig范圍內(nèi)的壓力。
[0026]在蒸餾塔反應(yīng)器系統(tǒng)中的運行條件可以包括在約50° F至約500° F范圍內(nèi)的溫度； 在約200psig至約500psig范圍內(nèi)，例如在約250psig至約350psig范圍內(nèi)的壓力；和約2至約 10，例如約3至約5的回流比（L/D)。
[0027] 二甲醚可以作為塔頂餾分回收，其在一些實施方案中可以是基本上純的二甲醚。 在縮合反應(yīng)過程中形成的水可以作為塔底餾分回收，其在一些實施方案中可以是基本上純 的水?；旧霞兊模缭诒疚闹兴褂玫?，是指含有至少95重量％的所指示化合物如二甲醚 或水的組合物或混合物，例如塔底餾分或塔頂餾分。在其它的實施方案中，回收的餾分可以 含有至少98重量％的所指示化合物;至少98.5重量％的所指示化合物;在其它的實施方案 中，至少99重量％ ;在其它的實施方案中，至少99.5重量％ ;在其它的實施方案中，至少99.8 重量％ ;和在再其它的實施方案中，至少99.9重量％。
[0028] 在一些實施方案中，塔底餾分可以含有小于5重量％的甲醇。在其它的實施方案 中，塔底餾分可以含有小于1重量％的甲醇;在其它的實施方案中，小于以重量計5000ppm的 甲醇;在其它的實施方案中，小于以重量計lOOOppm的甲醇;和在再其它的實施方案中，小于 以重量計500ppm的甲醇。
[0029] 副反應(yīng)產(chǎn)物可以包括輕質(zhì)烴，例如C2至C4烯烴，以及較重質(zhì)組分，例如低聚或聚合 化合物。較高沸點材料可能使催化劑中毒，或可能被沿所述塔向下清洗并且與塔底餾分一 起離開。形成的輕質(zhì)組分如輕質(zhì)烯烴(C2至C4烯烴)可以與塔頂餾分一起離開蒸餾塔反應(yīng)器 系統(tǒng)。另外，二氧化碳、一氧化碳和氮氣可能被夾帶或溶解在水性萃取劑中，進料到蒸餾塔 反應(yīng)器系統(tǒng)，并且與塔頂餾分一起回收。這些各自是典型少數(shù)的組分并且不顯著影響產(chǎn)物 流的純度。
[0030] 盡管本文中公開的方法的實施方案可以導(dǎo)致基本上純的二甲醚和水產(chǎn)物流的制 備，但是這些流還可以進行后續(xù)處理。對后續(xù)處理的需要可以取決于醇原料的質(zhì)量，反應(yīng)副 產(chǎn)物的量和類型，以及在從甲醇回收系統(tǒng)回收的萃取部分中夾帶或溶解的氣體的量和類 型。用于產(chǎn)物流的后續(xù)處理可以包括例如用酸性離子交換劑處理二甲醚流以移除產(chǎn)生氣味 的雜質(zhì)。其它處理可以包括從水流中移除較重質(zhì)有機反應(yīng)副產(chǎn)物。
[0031] 在一些實施方案中，萃取部分可以包括氮氣、一氧化碳和二氧化碳中的至少一種， 而塔頂餾分可以包括一氧化碳、氮氣、二氧化碳和C2至C4烯烴中的至少一種。然后可以將塔 頂餾分經(jīng)由分餾分離，以回收包括氮氣、一氧化碳、二氧化碳和C2至C4烯烴中的至少一種的 塔頂餾分，和包括二甲醚的塔底餾分，所述包括二甲醚的塔底餾分可以是高純度二甲醚流。 在一些實施方案中，來自分餾的塔底餾分可以含有小于5摩爾％的二氧化碳;在其它的實施 方案中，小于1摩爾％的二氧化碳;在其它的實施方案中，小于5000摩爾ppm;在其它的實施 方案中，小于1000摩爾ppm;和在再其它的實施方案中，小于500摩爾ppm。
[0032] 現(xiàn)在參考圖1，示例了根據(jù)本文中公開的實施方案的用于制備二甲醚的簡化工藝 流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，盡管沒有描繪，沒有顯示栗、閥、容器、儲槽和其它普 通用于本文中所述和示例的方法的裝置，從而使所述圖簡化。
[0033] 將含有甲醇和其它氣體的來自甲醇合成反應(yīng)器的原料流經(jīng)由流體導(dǎo)管2進料到甲 醇回收系統(tǒng)6。將水性萃取劑例如水經(jīng)由流體導(dǎo)管4進料到甲醇回收系統(tǒng)6。在甲醇回收系統(tǒng) 6中，水性萃取劑和原料接觸，以將甲醇的至少一部分吸收在水性萃取劑中。同時地，將得到 的被吸收的甲醇、水和其它氣體分離，以回收含有非吸收氣體并且經(jīng)由流動導(dǎo)管8回收的萃 余部分，和含有被吸收的甲醇并且經(jīng)由流動導(dǎo)管10回收的萃取部分。萃余部分中的非吸收 氣體(non-absorbed gases)的至少一部分可以被再循環(huán)回到甲醇合成反應(yīng)器(未示出）用 于氣態(tài)組分至甲醇的另外轉(zhuǎn)化。
[0034] 然后將萃取部分經(jīng)由流送管10進料到催化蒸餾反應(yīng)器系統(tǒng)12中。在催化蒸餾反應(yīng) 器系統(tǒng)12中，吸收的甲醇與在蒸餾反應(yīng)區(qū)14中的催化蒸餾結(jié)構(gòu)接觸，以使吸收的甲醇的一 部分催化反應(yīng)，從而形成相應(yīng)的二甲醚和水。在反應(yīng)進行的同時，將反應(yīng)產(chǎn)物同時分餾，從 而允許二甲醚作為第一塔頂餾分經(jīng)由流送管16回收，并且允許水作為第一塔底餾分經(jīng)由流 送管18回收。
[0035]必要時，可以將第一塔頂餾出物經(jīng)由流送管16進料到分餾塔20以進一步純化二甲 醚，從而回收第二塔頂餾分22并且回收包括二甲醚的第二塔底餾分24,所述第二塔頂餾分 22包括輕質(zhì)氣體，例如來自甲醇回收系統(tǒng)6的夾帶或溶解的二氧化碳或在催化蒸餾反應(yīng)器 系統(tǒng)12中產(chǎn)生的輕質(zhì)烴。
[0036] 現(xiàn)在參考圖2,示例了根據(jù)本文中公開的其它實施方案的用于制備二甲醚的方法 的簡化工藝流程圖，其中類似的標(biāo)記表示類似的部分。在此實施方案中，在將包括甲醇和水 性萃取劑如水的萃取部分進料至蒸餾塔反應(yīng)器系統(tǒng)12之前，可以將萃取部分進料到用于將 甲醇的至少一部分轉(zhuǎn)化成二甲醚的固定床反應(yīng)器30。
[0037] 在圖2的實施方案中另外示例的是，可以將經(jīng)由流送管18回收的塔底餾分的至少 一部分作為萃取劑餾分4再循環(huán)。經(jīng)由流送管8回收的萃余部分在熱交換器34中與來自甲醇 合成反應(yīng)器32的流送管2中的流出物以間接熱交換方式接觸。經(jīng)由流送管22回收的第二塔 頂餾分可以經(jīng)由壓縮機36壓縮并且經(jīng)由熱交換器38通過間接熱交換方式加熱。然后與經(jīng)由 流送管44進料的新鮮合成氣一起，被加熱的萃余部分和被壓縮并加熱的第二塔頂餾分可以 分別經(jīng)由流送管40和42再循環(huán)到甲醇合成反應(yīng)器32的入口。還可以使用各種吹掃流、熱交 換器、栗、壓縮機和其它裝置，以將甲醇合成反應(yīng)器32與甲醇回收系統(tǒng)6和二甲醚回收系統(tǒng) 20適當(dāng)?shù)丶伞?br>[0038] 可以在固定床反應(yīng)器和蒸餾塔反應(yīng)器系統(tǒng)中使用的催化劑是脫水催化劑，通常特 征在于是酸性脫水催化劑。可以將沸石和金屬取代的陽離子樹脂催化劑用于此反應(yīng)，但是 還可以使用其它的溫和酸性催化劑。
[0039] 天然產(chǎn)生的沸石具有不規(guī)則的孔徑并且通常不被認為是合成沸石的相等物。然 而，在一些實施方案中，天然產(chǎn)生的沸石是可接受的，只要它們是基本上純的即可。本討論 內(nèi)容的平衡物(balance)應(yīng)當(dāng)涉及合成沸石，其中應(yīng)當(dāng)理解的是，天然沸石被認為是如上所 示的相等物，即到天然沸石是合成沸石的功能相等物的程度。
[0040] 合成沸石可以以鈉形式制備，即，其中鈉陽離子緊密接近每一個鋁四面體并且平 衡其電荷。已經(jīng)報道了眾多主要類型的分子篩，例如A、X、Y、L、毛沸石、Ω、β和絲光沸石。A型 分子篩具有較小的孔徑。術(shù)語孔徑是指有效孔徑(直徑)而非自由（free)孔徑(直徑KX和Y 型分子篩通常具有較大的孔徑(約7.4 A)并且關(guān)于Al2〇3與Si02的比率范圍而不同。如本領(lǐng) 域技術(shù)人員已知的，列出的類型L和其它類型具有更高的Si0 2與Al2〇3的比率。
[0041] 可以在本文中公開的實施方案中使用的沸石催化劑是沸石的酸形式或至少表現(xiàn) 出酸性特征。酸形式可以商購，但是也可以通過用酸處理沸石以將Na交換成氫來制備。用于 制備酸形式的另一種方法是：用可分解陽離子(通常銨離子)處理沸石以用可分解離子取代 Na，其后加熱分子篩以分解陽離子，從而留下酸形式。通常，用氫氧化銨處理Na形式以移除 Na，其后將沸石加熱到約350°C的溫度以移除氨。如以下所述，用NH4+移除Na+離子比用多價 離子更容易進行，并且這些催化劑通常更具活性，但是與多價陽離子交換形式相比對熱較 不穩(wěn)定。通過用NH4+部分處理和部分多價金屬陽離子交換而將其堿金屬降低到低水平的沸 石可以預(yù)期具有增加的活性和增加的穩(wěn)定性。
[0042]晶格內(nèi)的孔徑可以對此反應(yīng)具有意義。根據(jù)分子篩催化活性的一種理論，沸石催 化主要出現(xiàn)在均勻晶體空腔內(nèi)；因此，沸石催化劑活性取決于晶體