[发明专利]一种气相甲醛法生产聚甲氧基二甲醚的工艺系统和方法

说明书

本发明提供了一种气相甲醛法生产聚甲氧基二甲醚的工艺系统和方法，该方法以甲醇为原料，通过甲醇气化装置得到甲醇气体，并将甲醇气体通入甲醇脱氢反应器，在催化剂的作用下生成甲醛气体和氢气，之后将甲醛气体和氢气的混合气通过降温装置，得到较低温度的甲醛气体；将甲缩醛引入甲缩醛预热装置，得到甲缩醛气体；将甲缩醛气体和甲醛气体引入气体混合器，通过调节进气阀使混合气中甲醛和甲缩醛的摩尔比为1.4:1～1.2:1；将甲醛和甲缩醛混合气导入DMMn反应塔，在DMMn反应塔内在催化剂的作用下反应生成聚甲氧基二甲醚。本发明结构简单，操作方便，避免了水的引入，可消除水对反应的影响。甲醛的反应温度在110℃以上，避免甲醛的缩合成多聚甲醛，引起管道堵塞。

技术领域

本发明属于化工生产工艺及设备技术领域，涉及聚甲氧基二甲醚的生产工艺，尤其是一种甲醛气体的生产和气相甲醛法合成聚甲氧基二甲醚的联合生产装置和方法。

背景技术

我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特点决定我们必须发展液体燃料合成技术。现在，我国甲醇产能过剩，因而开发甲醇下游产品，延伸煤化工产业链，具有重要的现实意义。

实验和相关文献表明，在柴油中添加聚甲氧基二甲醚DMMn(n＝3、4)可以有效的减少氮氧化物和烟尘颗粒的排放，缓解现阶段严重的空气污染问题。DMMn可由甲醛和甲缩醛在催化剂的作用下生成。目前在工业生产甲醛的过程中，常常利用甲醛易溶于水的特性来吸收甲醛，然后用浓甲醛作为链节CH₂O的供体。导致合成DMMn(聚甲氧基二甲醚)的甲醛源中含有大量的水，这样会使副反应增多，目标产物DMMn(n为3、4)的选择性和收率都大大降低，增大了产物提纯的难度和成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种由气相甲醛法生产DMMn的工艺系统和方法，使用甲醛气体直接与甲缩醛气相合成DMMn，消除了水对反应的影响。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种气相甲醛法生产聚甲氧基二甲醚的工艺系统，包括气相甲醛生成装置、气相甲缩醛生成装置、气体混合器、DMMn反应塔，气相甲醛生成装置及气相甲缩醛生成装置分别连接气体混合器的进气口，气体混合器的出气口连接DMMn反应塔的原料进料口。

而且，DMMn反应塔的塔釜液相采出口连接产物分离装置，DMMn反应塔的塔顶气相采出口连接尾气处理装置。

而且，所述的气相甲醛生成装置包括依次连接的甲醇储罐、甲醇气化装置、甲醇脱氢反应器、甲醛混合气降温装置、甲醛混合气降温装置的出口连接气体混合器的进气口。

而且，所述的气相甲缩醛生成装置包括依次连接的甲缩醛储罐、甲缩醛预热装置，甲缩醛预热装置的出口连接气体混合器的进气口。

一种气相甲醛法生产聚甲氧基二甲醚的工艺方法，步骤如下：

步骤一、以甲醇为原料，通过甲醇气化装置得到甲醇气体，并将甲醇气体通入甲醇脱氢反应器，在催化剂的作用下生成甲醛气体和氢气，之后将甲醛气体和氢气通过甲醛混合气降温装置，得到较低温度的甲醛气体；将甲缩醛引入甲缩醛预热装置，得到甲缩醛气体；

步骤二、将甲缩醛气体和甲醛气体引入气体混合器，通过调节进气阀使混合气中甲醛和甲缩醛的摩尔比为1.4:1～1.2:1；

步骤三、将甲醛和甲缩醛混合气导入DMMn反应塔，在DMMn反应塔内在催化剂的作用下反应生成聚甲氧基二甲醚。

而且，甲醛混合气降温装置的出口温度为120±5℃；甲缩醛预热装置的出口温度为120±5℃。

而且，甲醇脱氢反应器内装填负载型V₂O₃催化剂，反应管中装填催化剂的床层厚度为10-13cm，脱氢反应温度350℃。

而且，DMMn反应塔的温度为115±10℃℃，压力为3-5MPa。