[发明专利]一种膜分离回收DMC合成尾气中CO的方法及系统

说明书

本发明公开了一种膜分离回收DMC合成尾气中CO的方法及系统，方法包括以下步骤：对DMC合成尾气进行预处理，得到膜分离入口气；膜分离入口气经过多个膜组件进行选择性组分分离得到渗透气和渗余气；其中：DMC合成尾气中CO₂含量为3wt％‑15wt％，膜分离入口气中甲醇和DMC浓度之和≤50ppm，膜分离入口气的压力为1.3‑2.8MPaG，膜分离入口气工作压力水露点≤20℃，膜分离入口气的温度为25‑40℃，CO为非渗透气，CO₂和H₂O蒸汽均为渗透气；仅需在原料气入口处脱出少量的甲醇和DMC，CO回收率高，并且膜分离前后有效CO气体的压降≤100kPa，经增压机增压后即可作为原料气回收利用。

技术领域

本发明涉及工业尾气处理技术领域，具体涉及一种膜分离回收DMC合成尾气中CO的方法。

背景技术

碳酸二甲酯(DMC)是一种环保性能优异和用途广泛的化工原料，也是一种重要的有机合成中间体，分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，具有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少和容易运输等优点。由于碳酸二甲酯毒性较小，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，可以满足当前清洁工艺的要求，符合可持续发展的战略趋势，同时兼具多种优良性能，因此其合成工艺受到了越来越多的关注。

甲醇液相氧化羰基化法以甲醇、CO和O₂为原料生产DMC，具有生产成本低、反应条件温和、热力学有利和产品选择性高等优点，且副产物为水，对环境影响较小，是非常有前景的DMC合成方法。

甲醇液相氧化合成DMC反应机理

在催化剂的作用下，甲醇与一氧化碳和氧气在液相条件下发生羰基化反应生成DMC产品。

DMC合成过程主要反应如下：

主反应：2CH₄O+1/2O₂+CO→(CH₃O)₂CO+H₂O

主要副反应：2CO+O₂→2CO₂

DMC合成过程为控制反应过程安全可控，一般原料混合气中O₂含量控制在10wt％左右，这就造成CO大大过量，合成反应气经热回收、冷却分离后，大部分返回原料气系统，为防止CO₂在系统中富集，需要部分外排合成气，外排合成气中CO含量一般在80wt％以上，目前工业处理方法主要是送尾气燃烧系统燃烧，而没有采取有效回收办法进行CO的回收，造成有效气CO的浪费，增加生产成本。

发明内容

本发明针对现有甲醇液相氧化羰基化法制DMC中外排合成气主要是采用燃烧方式将其中的CO转化成CO₂，没有采取有效回收办法进行CO的回收，造成有效气CO的浪费的问题；本发明提供一种膜分离回收DMC合成尾气中CO的方法。

本发明的技术方案为：一种膜分离回收DMC合成尾气中CO的方法，包括以下步骤：对DMC合成尾气进行预处理，得到膜分离入口气；

膜分离入口气经过多个膜组件进行选择性组分分离得到渗透气和渗余气；

其中：DMC合成尾气中CO₂含量为3wt％-15wt％，膜分离入口气中甲醇和DMC浓度之和≤50ppm，膜分离入口气的压力为1.3-2.8MPaG，膜分离入口气工作压力水露点≤20℃，膜分离入口气的温度为25-40℃，CO为非渗透气，CO₂和H₂O蒸汽均为渗透气。

本发明中，CO₂为快气，在膜分离过程中的渗透侧富集，而有效成分CO为慢气，在膜分离过程中的渗余侧富集，有效气CO的压力损失小，有利于CO的循环回收利用，节约投资和运行成本。