[实用新型]一种聚甲氧基二甲醚合成鼓泡式外挂反应系统

说明书

本实用新型公开了一种鼓泡式外挂反应合成聚甲氧基二甲醚的系统，通过外挂反应器、预反应器和鼓泡吸收塔来实现多级且不同反应条件的连续转化，解决了气相甲醛法生产过程中聚合的问题，解决了固定床反应器温度不好控制的问题。且本实用新型具有良好移热效果，能高效的促进反应向正向进行。鼓泡吸收极大的改进了甲醛的吸收效果，有效避免了高浓度气相甲醛聚合的风险。鼓泡吸收塔的精馏段可以及时撤离反应热和生成的杂质甲酸甲酯。预反应器可自由调节反应原料的比例，实现转化程度的可控。

技术领域

本实用新型涉及聚甲氧基二甲醚合成技术领域，具体为一种用于聚甲氧基二甲醚合成的鼓泡式外挂反应系统。

背景技术

全球能源已经进入严重开采期。优质能源越来越少，能源价格日益增长。特别原油危机之后，各国已逐级开始减产提高原油价格。未来油价将会逐渐攀升。而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。发展煤炭液化成油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。西北产煤行业经国家多次产业调整，原始煤炭粗犷产业链进一步升级之后。煤炭进一步深加工为甲醇以及下游的走势已经成为未来新兴煤炭行业的趋势。

随着社会经济的进步，汽车数量明显增多，而汽车尾气排放物已成为城市雾霾的重要原因之一。相比于汽油，柴油具有更高的沸点，H/C质量比低，因此柴油燃烧过程中排放的废气CO、氮氧化合物、颗粒物等更多，造成的污染比汽油更严重。因此，提高柴油燃烧效率，减少污染排放，改善城市空气质量是目前重要的环保任务。

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。

目前，聚甲氧基二甲醚大多是以甲缩醛/甲醇与甲醛(甲醛可来自甲醛水溶液/三聚甲醛/多聚甲醛)在酸性催化剂的催化作用下反应生成。而此反应为放热反应，温度高造成反应逆向进行，因此需要撤走热量。而不论是多聚甲醛还是三聚甲醛均首先需加热解析出单体甲醛才能参与反应，因此体系反应温度很高，一般在110℃以上，因此导致能耗高、设备要求高。另外，高温反应条件下，单体甲醛具有很高的活性，容易发生歧化反应生产大量的甲酸，如果不将体系中甲酸分离出去，甲酸会越积越多并对聚甲氧基二甲醚的反应平衡带来严重负面影响，造成反应的收率降低，分离困难。目前工艺只能采用吸附或者碱中和脱酸方法分离甲酸，造成工艺复杂，且目标产物收率低，合成成本高。反应产物DMMn3～8的选择性与催化剂的量有着密切的关系，普通固定床无法实现调整产物聚合度，因此造成n值过小或者过大，影响产品质量。试验证明最适合做柴油添加剂的聚合度为DMMn3～5的产品。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服目前聚甲氧基二甲醚的生产成本高、合成转化率及收率低的问题的缺陷，提供一种通过多级不同反应条件的连续转化合成聚甲氧基二甲醚的反应系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种用于聚甲氧基二甲醚合成的鼓泡式外挂反应系统，包括鼓泡吸收塔、预反应器、第一外挂反应器和第二挂反应器；所述预反应器的输出端与第一外挂反应器的输入端连接，所述第一外挂反应器的输入端还连接有鼓泡吸收塔的输出端，所述第一外挂反应器的输出端分别与鼓泡吸收塔的输入端和分离单元连接；所述鼓泡吸收塔底部的输出端通过循环泵分别与鼓泡吸收塔的中部和第二外挂反应器的输入端连接，所述第二外挂反应器的输出端与鼓泡吸收塔中部连接。

采用该鼓泡式外挂反应系统合成聚甲氧基二甲醚的方法，包括以下步骤: