甲醇气相脱水制二甲醚新技术
二甲醚的生产工艺及其特点
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二甲醚的生产工艺及其特点目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有二步法和一步法两种,二步法是经过甲醇合成和甲醇脱水二步过程得到DME,一步法是合成气直接生产DME,新开发的工艺有二氧化碳加氢合成二甲醚和生物质间接液化制取二甲醚。
一、二步法合成工艺1、液相法最早采用的生产DME的方法是甲醇在浓硫酸中液相脱水,即将浓硫酸与甲醇混合,在低于100℃时加热制得。
台湾的ConsulChemical 公司早于1976年即用此法生产DME,该工艺过程具有反应温度低、甲醇转化率高(>80%)二甲醚选择性好(99%)等优点,但该方法由于使用腐蚀性大的硫酸,残液和废水对环境的污染大,国外现已不用此法,而国内仍有少数厂家用此法生产。
2、气一固相法目前,许多工业化装置是用甲醇气相脱水生产DME,意大利的ESSO公司用负载金属的硅酸铝作催化剂生产DME,其甲醇的转化率为70%,DME的选择性大于90%。
Mobil公司利用新型的ZSM-5分子筛作甲醇脱水的催化剂,在比较温和的反应条件下,获得了甲醇转化率为80%,DME的选择性>98%的好结果。
日本三井化学公司在1991年开发了一种寿命长、活性高、选择性好的氧化铝催化剂,使用寿命为半年,转化率可达74.2%,选择性为99%。
我国的西南化工研究院,采用ZSM-5分子筛,在200℃条件下,甲醇的转化率可达75%~80%,选择性大于98%,已先后在我国建立了数套2500t/a规模的生产装置。
浙江省化工研究院也开发了甲醇气相脱水制DME的催化剂,在江苏的吴县化工厂进行2500t/a规模的工业生产。
目前国内外采用甲醇脱水二步法工艺生产DME的较大企业有:美国杜邦公司、德国联合莱茵褐煤燃料公司、汉堡的DMA公司和荷兰的阿克苏公司,生产能力均达到万吨级以上;澳大利亚悉尼CSR公司、日本住友精细化工公司和我国的中山凯达精细化学品公司各具有5000t/a的生产能力。
由甲醇脱水生产二甲醚工艺的优点是工艺较为成熟,操作比较简单,能获得高纯度的二甲醚(最高可达99.99%)。
年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺
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年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺甲醇制二甲醚是一种重要的工业化学品,广泛用于燃料添加剂、溶剂、涂料等领域。
本文将介绍一种年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺。
一、工艺流程该工艺流程包括四个主要步骤:甲醇脱水、二甲醚合成、精馏和纯化。
1. 甲醇脱水采用沸腾蒸馏法对甲醇进行脱水。
甲醇在高温、低压下脱水生成甲醇蒸汽和水蒸汽。
经过多级沸腾器的处理,水蒸汽在不同的温度下逐渐与甲醇蒸汽分离。
最后蒸馏出高纯度的甲醇。
2. 二甲醚合成将甲醇和催化剂一起注入反应釜中,通过控制反应温度、压力、时间、催化剂浓度等条件,使甲醇和催化剂发生反应生成二甲醚。
催化剂采用固定床催化剂,可重复利用。
3. 精馏将合成的二甲醚通过精馏塔进行精馏,分离出不同纯度的二甲醚。
采用加热与冷却循环控制温度,使不同级数的蒸汽从塔底逐级上升,从而达到纯化的目的。
4. 纯化将得到的高纯二甲醚通过精密过滤、冷冻、水洗等操作,去除杂质,达到最终的纯度要求。
二、设备选型1. 甲醇脱水采用多级沸腾器,采用高效清洗器、冷凝器、精密分离器等设备,确保甲醇的高纯度。
2. 二甲醚合成采用反应釜式反应器,配有搅拌装置和温控装置,以保证反应的均匀和稳定,同时选用固定床催化剂实现反应。
3. 精馏塔采用塔板式精馏,配合温度控制装置,可操作稳定,适应不同的精馏要求。
4. 纯化采用过滤器、冷凝器、水洗器等设备,对产品进行最终处理,确保产品达到纯度要求。
三、优化方案1. 控制反应条件,采用高效催化剂,提高反应速率,降低工艺能耗。
2. 采用高效分离器,减少分离步骤,降低工艺能耗和成本。
3. 采用智能化控制系统,实现自动化生产和可远程监控,提高生产效率和质量。
4. 设备采用节能环保型设备,降低对环境的影响,符合可持续发展的要求。
综上所述,该工艺流程采用先进设备技术和优化方案,可高效、稳定地生产出高纯度的二甲醚,具有良好的经济效益和环保效益,有利于推动工业化进程。
一种用于甲醇脱水制取二甲醚的生产方法
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一种用于甲醇脱水制取二甲醚的生产方法
一、概述
本催化剂用于甲醇脱水生产二甲醚,主要用ZSM-5分子筛和γ-Al2O3制备的。
本产品生产工艺简单,可用来连续生产,为生产二甲醚开发了一条新途径。
二、原材料
表1:原材料规格表
三、催化剂制备的工艺过程
催化剂生产过程见图1的工艺流程图。
挤条投料比:Al2O3/ZSM-5=30/70,硝酸3-4%,田菁粉2%。
经混捏后挤条成型。
四、化学组成及物化性质
1、化学组成
ZSM-5,70%;Al2O3,30%
2、物化性质
粒度:Φ1.5-1.8×4-10mm圆柱条
堆密度:0.5-0.6g/ml
侧压强度:≥80N/cm
吸附容量(25%下流动吸附):正己烷≥28%(m),环己烷≥25%(m)。
图1:甲醇脱水生产二甲醚催化剂工艺流程图。
气相甲醇脱水法制二甲醚的工艺流程
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气相甲醇脱水制二甲醚工艺模拟与优化
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气相甲醇脱水制二甲醚工艺模拟与优化气相甲醇脱水制二甲醚(MTO)是一种重要的催化转化过程,在实际工艺中可以通过模拟和优化来提高生产效率和产品质量。
以下是常用的工艺模拟和优化方法:1.催化剂选择和优化:催化剂是气相甲醇脱水制二甲醚过程中的关键因素。
通过催化剂的选择和优化,可以提高反应速率和选择性,促进二甲醚的产生。
常用的方法包括活性组分的调整、载体的优化以及处理工艺的改进。
2.反应器模拟和优化:通过数学建模和计算方法,可以模拟和优化气相甲醇脱水制二甲醚反应器的运行。
模拟可以帮助理解反应机理和动力学,优化可以通过调整反应器的温度、压力、催化剂分布和反应物流动方式等来提高反应的效率和产量。
3.热集成和能量优化:气相甲醇脱水制二甲醚过程中的能量消耗往往较大。
通过热集成技术,优化废热的回收和利用,可以提高能量效率。
常用的方法包括热交换网络设计、废热回收系统和废热利用方案的优化等。
4.优化操作条件:通过调整反应的操作条件,如温度、压力、反应物料比和催化剂浓度等,可以找到最佳的操作窗口。
优化操作条件可以提高二甲醚的产率和选择性,减少副反应产物的生成。
5.系统整合和流程优化:气相甲醇脱水制二甲醚过程中,反应、分离、回收等单元之间相互关联。
通过系统整合和流程优化,可以在整个过程中最大程度地提高资源的利用效率、减少能耗和废物排放。
以上方法是对气相甲醇脱水制二甲醚工艺进行模拟和优化的一些常用手段。
根据具体的工艺特点和优化目标,可以结合实际情况采用适合的方法来提高工艺的效果和经济性。
在实际应用中,需要综合考虑反应动力学、传热传质、流体力学等多个因素,进行综合优化和调整。
甲醇气相脱水制二甲醚本征动力学研究
![甲醇气相脱水制二甲醚本征动力学研究](https://img.taocdn.com/s3/m/9e66d50086c24028915f804d2b160b4e777f814f.png)
甲醇气相脱水制二甲醚本征动力学研究摘要:本文研究了甲醇气相脱水制二甲醚的本征动力学过程。
通过实验和分析,探讨了反应温度、甲醇浓度、催化剂种类等因素对反应速率和产物选择性的影响。
实验结果表明,在适当的反应条件下,甲醇气相脱水制二甲醚具有良好的反应活性和选择性。
引言:二甲醚是一种重要的化工原料和清洁燃料,在催化剂的作用下可以通过甲醇气相脱水制备。
甲醇气相脱水制二甲醚是一种绿色环保的反应过程,具有较高的能源转化效率和产品选择性。
因此,研究甲醇气相脱水制二甲醚的本征动力学过程对于优化反应条件、提高反应效率具有重要意义。
实验方法:本实验采用固定床反应器,在不同温度下进行甲醇气相脱水制二甲醚反应。
实验中控制甲醇的进料浓度、反应温度和催化剂种类,通过气相色谱仪分析产物的组成和产率。
同时,利用动力学模型对实验数据进行拟合和分析,得到反应速率常数和反应级数。
结果与讨论:实验结果表明,反应温度对甲醇气相脱水制二甲醚反应的影响较大。
随着温度的升高,反应速率和产物选择性均有所增加。
这是因为在较高温度下,反应活性中心的形成和破坏速度增加,催化剂表面活性位点的密度增加,从而提高了反应速率和产物选择性。
然而,当温度过高时,甲醇分解的副反应增加,导致产物选择性下降。
甲醇浓度也对反应速率和产物选择性有一定影响。
随着甲醇浓度的增加,反应速率和产物选择性逐渐增加。
这是因为较高的甲醇浓度可以提供更多的反应物分子,增加了反应的有效碰撞频率,从而提高了反应速率和产物选择性。
然而,当甲醇浓度过高时,产物选择性开始下降,可能是由于副反应的增加导致。
催化剂种类也对反应速率和产物选择性有重要影响。
本实验中使用了不同种类的催化剂,包括酸性和碱性催化剂。
实验结果表明,碱性催化剂具有较高的反应活性和产物选择性,而酸性催化剂的反应活性较低,产物选择性较差。
这是因为碱性催化剂具有较强的酸性位点和较高的表面活性位点密度,能够有效催化甲醇气相脱水反应。
结论:本研究通过实验和分析,探讨了甲醇气相脱水制二甲醚的本征动力学过程。
甲醇气相脱水制二甲醚新技术
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甲醇气相脱水制二甲醚新技术汤洪李淑芳孙炳杨先忠(四川天一科技股份有限公司成都 610225)0 前言二甲醚是一种含氧化合物,溶于水、在大气对流层中可降解,是环境友好介质。
二甲醚可用于气雾剂、制冷剂、化工原料。
二甲醚可做燃料,具有与液化气相类似的性质,而且燃烧完全、热效率高、无黑烟。
近年来,由于石油制品的连年涨价,作为洁净环保燃料的二甲醚引起了社会各界的重视。
特别是煤基二甲醚生产成本低,与石油液化气有较大差价,使得二甲醚全面替代石油液化气做为民用、工业用燃料成为可能。
国内外多家研究机构也正在进行以二甲醚为燃料的汽车发动机研究乃至行车试验,由于二甲醚十六烷值高、燃烧尾气污染物少,是被业内人士看好的车用柴油的替代品。
因此,二甲醚做燃料的市场前景十分广阔。
同时,生产二甲醚也是当甲醇市场供大于求时甲醇生产企业的一条产业出路。
西南化工研究设计院和四川天一科技股份有限公司1980年代就在国内率先进行了甲醇气相催化脱水制二甲醚生产技术的研究开发,1994年就有工业化装置投产。
至今已有10多套工业化业绩。
在多年试验和生产实践的基础上,对原有技术进行了不断地改进、优化和完善,已形成独特、先进的生产技术,并拥有两项中国发明专利。
1 二甲醚的生产方法二甲醚的主要生产方法有合成气一步法、甲醇法两种。
而甲醇法又分为甲醇气相催化脱水法和液相催化脱水法。
合成气一步法处于工业化探索阶段,尚无工业化的报道。
甲醇气相催化脱水法和甲醇液相催化脱水法国内外均有工业化生产装置;而甲醇气相催化脱水法由于其投资低、产品调整灵活、工艺简单、技术成熟可靠,是目前国内外使用最多、最合理的二甲醚工业生产方法。
国外拟建的大型二甲醚生产装置均采用甲醇气相脱水法。
1.1 合成气一步法以合成气(CO+H2)为原料,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成,同时伴随CO的变换反应。
其反应式为:2CO+ 4H2 == 2CH3OHCO + H2O == CO2 + H22CH3OH == CH3OCH3 + H2O总反应:3CO + 3H2 === H3COCH3 + CO2典型的合成气一步法生产流程(见图1):新鲜合成气中的CO和H2的比例配成约1:1左右,与循环气混合后进入二甲醚合成反应器进行反应。
甲醇脱水制二甲醚的技术选择与工艺创新
![甲醇脱水制二甲醚的技术选择与工艺创新](https://img.taocdn.com/s3/m/d2813727453610661ed9f4a8.png)
3 H e a a y e ia c n l g . L d ,Z e g h u H e a 5 0 8 Ch n ) . n n Tin i Ch m c l Te h o o y Co , t . h n z o n n 4 0 0 , i a
Ab t a t Dic s e e s t f DM E xit nc .Ana y e s v r lt c sr c : s u s n c s iy o e se e l z e e a e hno o i s o a e s m e ha o l g e f g s ou t n l
醚行 业标 准和 国家标 准 。 1 2 二 甲醚替 代 柴 油可 有 效 缓 解 柴油 供 应 紧 张 .
状 况
二 甲醚 作为 化学 中间 品 ,可用 于 乙烯 、醋 酸 乙烯 、碳酸 二 甲酯 的生 产 ,还 可用 于化 妆 品 、制 药 、染料 、气雾 推进剂 、制冷 剂 等行业 ,二 甲醚 的开 发应用 日益 引起 Biblioteka 内外 技术 经济界 的关 注 。
型技 术 的 工 艺 特 点 。还 介 绍 了选 择 的河 南 天 一 工 艺 技 术 在 该 厂 应 用 中 的 创 新 ,装 置 建成 后 的运 行 情 况 。 关 键 词 :二 甲 醚 ;技 术 对 比 ;工 艺 创 新
中 图 分 类 号 :TQ2 3 2 2 . 4 文 献标 志码 :B 文 章 编 号 :1 0 —4 0 2 1 ) 30 6 — 3 0 36 9 ( 0 2 0 —0 80
t r c s n v to f He n Tiny he p o e s i no a i n o na a iDM E e hn o y a le n t e p a ,a l o t e o r to t c ol g pp id i h l nt nd a s h pe a i n a t r t vie c m p e i fe he de c o l ton.
甲醇脱水制二甲醚过程设计
![甲醇脱水制二甲醚过程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/a7ccd63c814d2b160b4e767f5acfa1c7ab008219.png)
用途
主要用于气雾剂、燃料、制冷剂、化学中间体和发泡剂等。
1.二甲醚的应用
一.背景介绍
市场潜力 世界现有二甲醚总生产能力20万吨/年,中国国内总生产能力为2万吨/年,国内的需求量远远高于供给量。而据市场需求预测,仅中国国内2005年柴油消费量将达到9000万吨,按5%比例为二甲醚替代,需要二甲醚450万吨,由此可见二甲醚市场潜力巨大。
甲醇分离塔
谢谢 欢迎批评指正
Thanks
汇报人姓名
塔板数N=22
回流比R=0.70000
冷凝器热负荷Q冷凝器=177236 watt
05
再沸器热负荷Q再沸器=120730 watt
二甲醚分离塔
01
经过Aspenplus模拟,塔采用严格的计算有:
02
回流比R=1.90000
03
塔板数N=23
04
冷凝器热负荷Q冷凝器=98829.2 watt
05
再沸器热负荷Q再沸器=99732.6 watt
二、生产过程设计
二、生产过程设计
2.3 浆态床 结构示意图
01
图2 浆态床结构示意图
02
特点:混合均匀,可以在等温下操作,在较高的平均温度下运行,能获得较高的反应速率。其单位反应器体积的收率高,催化剂用量只是绝热固定床的20%~30 % ,造价低。
03
分离系统
从反应器中出来的气体含有二甲醚、未反应的甲醇、水等物质,它们都是以气体形式存在。在进入分离塔之前,要将气体冷却成液体或者气液两相共存。三组分的混合体系,采用两个精馏塔,即一个二甲醚塔和一个甲醇塔来将三种物质分离。
目前工业上采用的反应器是绝热固定床反应器。它的缺点是催化床下部温度高,催化剂易衰老,影响寿命;同时反应热也未得到充分利用。
甲醇气相催化脱水制二甲醚新技术
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甲醇气相催化脱水制二甲醚新技术
甲醇气相催化脱水制二甲醚是一种新技术,它可以高效地将甲醇转化为二甲醚。
这个
技术的主要原理是通过催化剂在高温高压下将甲醇分子分解成一氧化碳和氢气,然后再将
这些分子重新组合成二甲醚。
下面将更详细地介绍这个新技术。
甲醇气相催化脱水制二甲醚的工艺流程包括前处理、催化脱水反应、产品处理等几个
部分。
前处理:甲醇先要经过预处理,包括脱水、除氧等步骤,以达到对反应器的除氧和预
热要求。
催化脱水反应:反应器中的催化剂在高温高压下将甲醇分解成一氧化碳和氢气,然后
再将这些分子重新组合成二甲醚。
产品处理:经过反应生成的二甲醚,要进行分离、洗涤、干燥等处理,去除杂质,得
到纯度高的二甲醚。
该技术的优点是反应速度快,能够在短时间内高效转化甲醇,从而提高了产品的产率。
同时,该技术还能够节省能源,减少生产成本,并具有环保性。
该技术的主要催化剂是含铝的沸石催化剂,它具有良好的催化活性和稳定性。
总之,甲醇气相催化脱水制二甲醚是一种有前景的新技术,具有高效、低成本、环保
等优点,可以在化工、燃料等领域中得到广泛应用。