[发明专利]从合成气合成甲醇/二甲醚混合物的方法

说明书

本发明涉及从基本上化学计量的含有H₂/CO/CO₂的平衡合成气合成甲醇和二甲醚(DME)的方法。

有高DME/甲醇比的产品混合物在大多数情况下作为富含DME的产品是优选的，并且有较高的产品价值。

所得的最终DME/甲醇比产品是纯DME产品，目前，主要是在固定床反应器中，使用脱水催化剂通过甲醇脱水的方法以很高的价值生产该产品。回收具有高纯度DME的产品的精馏过程是气溶胶工业的需要。

在很多情况下，富含DME的DME/甲醇粗产品混合物是能够满足需要的，但是如果能够以比甲醇脱水低的价格获得，则优选纯的DME产品。文献中描述了某些方法，其中通过在从合成气合成甲醇和甲醇脱水中使用催化剂活化，通过从合成气联合合成，与甲醇联合在一起直接生产DME(DD专利№291,937；EP专利№164,156；EP专利№409,086；GB专利：GB 2,093,365；GB 2,097,383；和GB 2,099,327；US专利№4,417,000；US 5,254,596；US 4,177,167；US 4,375,424；US4,098,809；DE专利3220547；DE3201155；DE3118620；DE2,757,788；DE 2,362,944；DK专利№6031/87；DK 2169/89)。

合成气转化阶段使用的合适的催化剂包括通常使用的甲醇催化剂，如铜和/或锌和/或铬基催化剂及甲醇脱水催化剂，一般包括氧化铝或硅酸铝作为活性化合物，载于物理状态混合物中或层床中，如WO96/23755所述。

从合成气联合合成甲醇和DME按照以下反应流程进行(当平衡向右移动时，所有平衡反应步骤是放热的)。                     (1)                  (2)                           (3)

反应1和3采用从合成气制备甲醇中的活性催化剂催化，反应2采用甲醇脱水中的催化剂催化。联合催化剂，即在从合成气生成甲醇中及在甲醇脱水中都有活性的催化剂，能够催化所有三个反应。联合法生成甲醇(MeOH)和DME产品受到化学平衡的限制。合成气转化成联合产品的平衡转化率随着压力增加和降低反应器出口温度而增加。

典型的合成条件是温度200-310℃，压力40-120kg/cm²。

通常未转化的合成气从合成反应器的联合产品下游中分离，并且通过循环压缩机被循环，以便得到高的合成气总转化率。从循环的合成气中分离产品的程度决定合成气每次通过的平衡转化率，甲醇主要是在中等压力下通过简单浓缩被除去，如在低价得到的反应器流出物的温度下浓缩，例如用冷却水冷凝；而从合成气充分分离DME或者需要在低温下，以实际上比冷凝水更高的价格，淋洗冷却，或者需要高压浓缩，或两者结合。因此增加产品中DME的含量就增加从合成中回收DME/甲醇产品的费用。

在水的高分压条件下观察到，在形成甲醇中活化的催化剂位点上增加的去活化作用，这限制了在操作条件下用于合成甲醇的催化剂活性。

和生成甲醇比较，联合催化剂脱水作用的反应性随着反应温度更迅速地增加，同时脱水的的平衡转化对于温度较少敏感。

甲醇的合成作用在高温下易于去活化(例如高于310℃)，而脱水作用更稳定。