[发明专利]由合成气一步法制取高纯度二甲醚的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及化工技术领域，具体的涉及由合成气一步法制取高纯度二甲 醚的方法。

【背景技术】

以煤为原料经合成气制取二甲醚，是一条非石油资源路线，具有极其重 要的意义。

目前，国内外由合成气生产二甲醚，其反应产物是一多组分的混合物， 而要得到满足工业级纯度要求的二甲醚产品，必须进行相应的精制分离。相 比较甲醇脱水生产二甲醚而言，由合成气制取二甲醚要分离的未反应合成气 以及制取过程中产生的甲醇和二氧化碳，其分离工艺要更为复杂。

中国专利文献CN 1215716公开了一种二甲醚的分离方法，其特征是：合 成气在反应器中进行反应后，产物气经换热器与原料合成气进行换热，在气 液分离器分离出液体(主要为水)，在吸收塔脱除甲醇，反应尾气中的产物二 甲醚在萃取塔中被溶液萃取下来，未反应的原料合成气经压缩机增压后与原 料气混合后进入反应器，被萃取的二甲醚溶剂进入解吸-分馏塔进行解吸，并 进一步提浓，脱除二甲醚的溶剂冷却后回萃取塔循环使用。该方法的不足是： 耗水量较大，分离工艺中的副产二氧化碳没有得到进一步地分离和利用。

中国专利文献CN 1351986A提出了“一种由合成原料气直接制取二甲醚 甲醇水溶液吸收工艺”，该工艺的特点是将产物合成气冷却冷凝到-20～ -10℃，分离出其中的部分二甲醚，用甲醇水溶液吸收未冷凝的二甲醚，含二 甲醚和甲醇的水溶液经过精馏制得高浓度的二甲醚产品。该工艺的不足是： 对能源的利用不尽合理：一方面，在分离过程中需要消耗大量的外加能源， 另一方面，分离工艺产生的余热未加利用而大量外排，造成能源的浪费。

与本发明最为接近的技术是，专利号为ZL03134277.9的中国专利(以下 简称对比技术)。该专利提出了“一种合成气一步法制二甲醚的分离方法”， 该方法的主要特点是(见附图1)：反应后的气体(6)经冷凝器(1)冷凝， 未凝气体(16)进入吸收塔(2)下部，用软水(13)吸收，吸收塔(2)塔 顶产物尾气(15)进入气柜，冷凝器(1)的底流产物粗二甲醚溶液(7)和 吸收塔(2)的底流产物醚水溶液(8)进入闪蒸罐(3)，闪蒸后气体(9)送 入吸收塔(2)底部，闪蒸罐(3)底流产物纯醚溶液(10)进入二甲醚精馏 塔(4)，塔顶产物为二甲醚(12)，底流产物为粗甲醚溶液(11)；粗甲醇溶 液(11)进入甲醇回收塔(5)，其底流产物为软水(13)，塔侧线产物为精甲 醇(14)。在工艺步骤中有冷凝器(1)、吸收塔(2)、闪蒸罐(3)、二甲醚精 馏塔(4)、甲醇回收塔(5)。该分离方法制取的二甲醚与甲醇产品纯度只能 达到98％左右，只能生产醇醚燃料，而不能生产工业级纯度的二甲醚和甲醇产 品。

【发明内容】

本发明的目的在于在现有技术的基础上，提供一种新的、工艺步骤更为 合理、制取的产品纯度更高、由合成气一步法制取高纯度二甲醚的方法。

在实验室测定二氧化碳-二甲醚-甲醇-水四元体系汽液平衡数据的基础 上(见《华东理工大学学报》2007年33卷第3期“二氧化碳-二甲醚-甲醇- 水四元体系汽液平衡的测定与预测”一文)，以煤基合成气、或焦炉气、或合 成气与焦炉气的混合气体为原料，形成一种新的分离方法，使二甲醚产品的 纯度达到99.99％以上。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

由合成气一步法制取高纯度二甲醚的方法，包括反应产物冷凝、吸收、 二甲醚精馏、甲醇精馏、甲醇脱水制二甲醚的工序，其特征是，反应产物经 气-气换热器换热后，气相再通过水冷器，以甲醇为主的液体冷凝后的气相进 入吸收塔下部，通过作为吸收剂的纯水吸收二甲醚与二氧化碳，混合气体由 吸收塔顶部返回合成系统继续反应；水冷器与吸收塔的吸收液形成的液相混 合物进入二甲醚精馏塔下部，二甲醚由二甲醚精馏塔的上部侧线出料；不凝 性气体通过压缩机加压后重新进入吸收塔下部；二甲醚精馏塔塔釜液相产物 进入甲醇精馏塔下部，甲醇由甲醇精馏塔的上部侧线产出升温后从甲醇脱水 塔顶部进入，甲醇脱水产品二甲醚和水以及少量未反应的甲醇气相从甲醇脱 水塔的底部引出，加压后进入吸收塔的下部；甲醇精馏塔塔釜液相产物为纯 水，经冷却后可供吸收塔作为吸收剂，多余的水进入工厂水循环系统。

所述的反应产物进入气-气换热器的压力为3.0～6.0Mpa，温度为230～ 260℃。