[发明专利]一种催化蒸馏生产二甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及二甲醚生产技术领域，尤其涉及催化蒸馏生产二甲醚技术领域。

背景技术

美国专利USP 5684213公开了一种由C_1-4醇生产相应二烷基醚的催化蒸馏方法。反 应段设在催化蒸馏塔中部，装填丝光沸石催化剂，精馏段和提馏段装填料，以浓度40～100 ％的甲醇为原料，压力20～1000psig，反应段温度130～300℃，氢气存在的条件下， 可从塔顶得到纯度99.9％以上的二甲醚。

中国专利CN 1111231公开了一种催化蒸馏制备二甲醚的方法。催化蒸馏塔由反应釜 和精馏塔组成，反应釜内装有浓度为20—98％(重量)的硫酸作为催化剂，甲醇在精馏 塔至多第5块理论塔板数的位置进料，在100—150℃的反应温度和绝压0.05—0.15兆 帕的反应压力下进行脱水反应，副产物硫酸氢甲酯、硫酸二甲酯等重组分往塔下部富集， 且在反应釜内继续与甲醇反应形成化学平衡，轻组分二甲醚、未反应的甲醇和水往塔的上 部富集，从而抑制了副产物的生成，提高了二甲醚的选择性，甲醇的单程转化率为69-78 ％。

公开号为CN 1907932A的中国专利申请公开了一种在固体酸催化剂上甲醇经脱水反 应生产二甲醚的方法，反应在一个由塔釜、提馏段、反应段、精馏段和塔顶冷凝回流器组 成的催化蒸馏塔中进行，反应段中装填一种固体酸催化剂，从催化蒸馏塔顶得到产物二甲 醚，从塔釜排出副产物水和未反应的甲醇。

公开号为CN 101108792A的中国专利申请公开了一种甲醇催化蒸馏脱水反应生产二 甲醚的方法，采用阳离子交换树脂做催化剂，从催化蒸馏塔顶得到产物二甲醚，从塔釜排 出副产物水和未反应的甲醇。

公开号为CN 101016231A的中国专利申请公开了一种由甲醇经脱水反应生产二甲醚 的方法，步骤如下：将含有甲醇的原料引入到一个催化蒸馏塔中，使至少一部分甲醇在其 中经脱水反应生成二甲醚和水；催化蒸馏塔塔顶的蒸汽一部分直接引入到第二个蒸馏塔的 塔釜，其余部分流经第三个蒸馏塔的一个塔釜再沸器后进入第二个蒸馏塔的塔釜；第二个 蒸馏塔塔釜中的液相物料作为回流液引入到催化蒸馏塔的塔顶，从第二个蒸馏塔的塔顶得 到主要组分为二甲醚的物料；催化蒸馏塔塔釜的液相物料从适当位置引入到第三个蒸馏 塔，从第三个蒸馏塔的塔顶得到主要组分为甲醇的物料并将其引入催化蒸馏塔的塔顶或第 二个蒸馏塔的塔釜，从第三个蒸馏塔的塔釜排出主要组分为水的物料。

以上发明中，有的是甲醇脱水反应和产物分离完全在一座催化蒸馏塔中完成，需要的 塔板数较多，设备投资较高，同时催化蒸馏塔的操作需要同时兼顾反应条件优化和产品二 甲醚纯度、废水中甲醇含量的要求，操作弹性较小；有的是甲醇脱水反应和产物分离共用 了三个蒸馏塔，设备多，流程长，能耗高，生产成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化蒸馏生产二甲醚的方法，采用一座催化蒸馏塔和一座 简化的蒸馏塔完成甲醇的反应和反应产物的分离，优化工艺流程，大大降低设备投资和操 作费用。

为实现上述目的，本发明提供的催化蒸馏生产二甲醚的方法，包括以下步骤：

A)将原料引入到一个催化蒸馏塔中，所述催化蒸馏塔由一个塔釜、一个提馏段和一 个反应段组成，其中反应段中装填包含催化剂的催化蒸馏元件，或交替设置蒸馏塔盘和催 化剂床层，原料在所述的反应段反应生成二甲醚并使二甲醚在塔顶富集而副产物水在塔釜 富集；

B)催化蒸馏塔塔顶的蒸汽引入到另一蒸馏塔(以下称之为第二蒸馏塔)中，该蒸馏 塔由一个塔釜、一个精馏段和一个塔顶冷凝回流器组成；

C)第二蒸馏塔塔釜中的液相物料至少一部分作为回流液引入到催化蒸馏塔的塔顶， 从催化蒸馏塔塔釜排出主要组分为水的物料，从第二蒸馏塔的塔顶或精馏段引侧线得到主 要组分为二甲醚的物料。

本发明所用的生产二甲醚的原料可以是甲醇或合成气。甲醇原料可以是在合成甲醇时 从合成甲醇反应器中流出的物料经冷凝和气液分离得到的液相粗甲醇物料。反应物料在液 相或气液相状态下进行。原料从催化蒸馏塔的任意一个或一个以上的位置进料，例如从催 化蒸馏塔的塔顶、反应段或提馏段进料。还可以将原料引入到第二蒸馏塔的塔釜，与其中 的液相物料一起从塔顶进入催化蒸馏塔。原料可经过预热器预热，也可以与催化蒸馏塔、 第二蒸馏塔的某一股物料换热后进入反应段反应。