[实用新型]一种用于合成聚甲氧基二甲醚的脱水工艺装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工生产工艺及设备技术领域，主要涉及聚甲氧基二甲醚生产工艺方法。

背景技术

我国能源结构的特点是：富煤、贫油、少气，经济的持续较快增长对能源需求越来越大，社会、经济的发展与石油供应的矛盾日益突出。2009年以来，我国原油对外依存度连续6年超过警戒线(50％)，严重影响我国的能源战略安全。从我国能源战略安全出发，结合我国一次能源结构特点，发展煤基液体燃料合成技术无疑具有战略重要性。另外、我国甲醇产能严重过剩，开发甲醇下游产品、延伸煤化工产业链，都具有现实意义。

聚甲氧基二甲醚是一种世界公认的清洁柴油组份，它的十六烷值≥70、不含硫、不含芳烃。按5％-20％比例添加到柴油中，能够提高柴油十六烷值，促进燃烧，明显地降低汽车尾气中PM2.5、PM10、NOx、CO等有害气体的排放。

由于聚甲氧基二甲醚的优异性能，其合成工艺已成为国内外研究的热门课题。聚甲氧基二甲醚是以甲醇或甲缩醛中的一种或几种与甲醛水溶液/三聚甲醛/多聚甲醛在酸性催化剂的催化作用下反应生成的。而此反应产物在水存在的酸性条件下会发生分解。脱水成为提高合成转化率的关键，而水的沸点与反应中间组分dmm2接近，又因水与甲醛的共沸，导致使用普通的精馏塔难以实现较好的脱水效果。目前多以分子筛吸附，膜脱水或者添加其他组分反应或吸收掉水分。工艺复杂而且会造成大量废弃物，或者带入杂质进入反应体系。

发明内容

发明目的：针对上述存在的问题和缺陷，本实用新型提供了一种用于合成聚甲氧基二甲醚脱水工艺装置，避免了水分的带入的同时有效脱除了反应物的水分，其不引入外来物质。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种上述用于合成聚甲氧基二甲醚的脱水工艺装置，包括原料缓冲罐、多段式反应器、反应液缓冲罐和脱轻塔，所述原料缓冲罐的出口与多段式反应器入口连接，所述多段式反应器的塔顶设有气相出口，塔底设有反应液出口；所述反应液出口与反应液缓冲罐连通后与脱轻塔连接；所述脱轻塔的塔顶设有甲缩醛出口，塔中设有DMM2出口、塔底设有产品出口。

作为优选，所述塔底还连接有精馏单元。

作为优选，所述反应塔塔体从上至下包括至少两层反应段，且每层反应段设有塔板并构成弯折流道，塔板之间填装有催化剂，相邻两层的反应段之间还设有气体上升管，反应塔塔顶还设有气相出口；每层反应段均设有带阀门的进口和出口。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型选择含水量0.1％以内的甲醛气体和高浓度的甲缩醛作为反应液，首先从原料商减少水分的带入，同时利用甲缩醛的水解反应进一步脱除残余水分；整个工艺过程中做到反应物的循环回收利用，同时采用甲醛的甲缩醛作为反应液，相对于固体甲醛供体，反应体系的压力和温度进一步降低，从而降低了能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，原料缓冲罐1、多段式反应器2、反应液缓冲罐3、脱轻塔4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本实用新型提供的用于合成聚甲氧基二甲醚的脱水工艺，首先从原料上减少水分的带入，选择含水量0.1％以内的甲醛气体并溶于高浓度的甲缩醛(99％-99.5％)形成甲醛的甲缩醛溶液，从而使得反应物是在液相中反应，相对于多聚甲醛和三聚甲醛，反应条件得到降低，相对于甲醛溶液则极大降低了反应体系中的水含量，避免水的存在降低聚甲氧基二甲醚的收率。高浓度的甲缩醛含少量的甲醇，减少了甲醇参与反应生成甲缩醛或者二甲醚时释放的水分量，同时高浓度甲缩醛在酸性催化条件下与水接触会发生分解反应，甲缩醛的水解反应如下：

发明人经过大量试验发现：在聚甲氧基二甲醚合成过程中的中间组分二聚体DMM2，与水具有一定的共沸性，因此反应液再脱轻塔内，控制到合适的压力和温度使得水与DMM2形成共沸物，从而从脱轻塔中部脱离，实现脱水目的。聚甲氧基二甲醚的合成过程如下：