甲醇及二甲醚的生产
二甲醚生产流程
二甲醚的生产方法最早是由高压甲醇生产中的副产品精馏后制得，随着低压合成甲醇技术的广泛应用，副反应大大减少，二甲醚的工业生产技术很快发展到甲醇脱水或合成气直接合成工艺。
甲醇脱水法包括液相甲醇法和气相甲醇法，前者的反应在液相中进行，甲醇经浓硫酸脱水而制得，但因该法存在装置规模小、设备易腐蚀、环境污染、操作条件恶劣等问题，逐步被淘汰。
近年来，二甲醚的需求量增长较大，各国又相继开发投资省、操作条件好、无污染的新工艺，主要包括二步法和一步法。
二步法先由合成气制取甲醇，然后将甲醇在催化剂下脱水制取二甲醚。
以前主要采用硫酸作催化剂，现在大多采用由γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作催化剂，性能优良，选择性好，故能制备出高纯的二甲醚，还能避免污染。
一步法由合成气直接制取二甲醚，包括合成气进入反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应和水-煤气变换反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏分离得二甲醚，未反应的甲醇返回反应器。
一步法多采用双功能催化剂，一般由两类催化剂混合而成，其中一类为合成甲醇催化剂，另一类为甲醇脱水催化剂。
合成甲醇催化剂包括Cu-Zn-Al (O)基催化剂，如BASF、S3-85和I-CI-512等。
甲醇脱水催化剂有氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
一步法根据反应器类型分为固定床和浆态床两种。
一步法制二甲醚的反应可分为以下几步：CO+H2—>CH3OH -ΔH=90.7kJ/mol (1)2CH3OH—>CH3OCH3+H2O -ΔH=23.5kJ/mol (2)CO+H2O—>CO2+H2 -ΔH=41.2kJ/mol (3)总反应式：3CO+3H2—>CH3OCH3+CO2 -ΔH=246.1kJ/mo l (4)一步法与二步法相比较，各有优势。
一步法中CO的转化率远高于二步法，但在一步法中，由于三个反应必须同时发生，且三个反应均为放热反应，这就要求所用的催化剂有很好的耐热性，在高温下具有高选择性。
年产10万吨甲醇合成二甲醚工艺设计
年产10万吨甲醇合成二甲醚工艺设计1. 引言甲醇是一种重要的化工原料，在许多工业领域都有广泛的应用，比如作为燃料、溶剂和合成其他化学品的中间体。
而二甲醚（DME）是一种重要的替代燃料和清洁能源，在汽车和家庭用品等方面具有潜在应用价值。
为了满足市场需求，在本文中，我们将设计一种工艺，以每年产出10万吨的甲醇，并利用甲醇合成二甲醚。
2. 工艺图下图展示了年产10万吨甲醇合成二甲醚的工艺图：工艺图工艺图3. 工艺步骤3.1 甲醇生产首先，我们需要生产甲醇。
这可以通过对天然气进行蒸汽重整反应来实现。
该反应将天然气中的甲烷转化为一氧化碳和氢气。
然后，将一氧化碳和氢气在催化剂的存在下进行合成反应，生成甲醇。
3.2 甲醇净化生产的甲醇需要经过净化步骤，以去除杂质。
这包括使用吸附剂和分离技术，如蒸馏和结晶，将甲醇中的杂质去除，提高甲醇的纯度。
3.3 甲醇合成二甲醚在甲醇净化后，我们将进行甲醇合成二甲醚的反应。
该反应将甲醇与催化剂一起加热，生成二甲醚。
这是一个可逆反应，所以我们需要对反应条件进行控制，以提高二甲醚的产率。
3.4 二甲醚净化生产的二甲醚需要经过净化步骤。
这包括使用分离技术，如蒸馏和结晶，将二甲醚中的杂质去除，提高二甲醚的纯度。
4. 工艺参数为了实现年产10万吨甲醇合成二甲醚的目标，我们需要考虑以下工艺参数：•甲醇生产装置的产能•甲醇净化装置的效率•甲醇合成二甲醚反应的温度和压力•甲醇合成二甲醚反应的催化剂选择和用量•二甲醚净化装置的效率这些参数将直接影响到工艺的效果和产量。
5. 结论通过设计合理的工艺步骤和参数，我们可以实现每年产10万吨甲醇合成二甲醚的目标。
这有望满足市场需求，并为清洁能源领域做出贡献。
然而，需要注意的是，实际生产中可能会受到许多因素的影响，包括原材料供应、设备故障等等。
因此，需要进行全面的工艺设计和风险评估，以确保工艺的可行性和稳定性。
参考文献•Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2005). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (7th ed.). McGraw-Hill.。
二甲醚生产工艺
二甲醚生产工艺二甲醚是一种无色、无味的液体，化学式为 CH3OCH3，是一种重要的有机化学品。
它具有很高的燃烧热值，被广泛应用于化工领域。
下面我们来介绍一下二甲醚的生产工艺。
目前，二甲醚的主要生产工艺是通过甲醇脱水制备而成。
其具体的生产过程如下：首先，将甲醇加入至醇解器中，然后加入一定量的硫酸作为酸催化剂。
醇解器采用浸没式加热，在适宜的温度下进行反应。
甲醇与硫酸反应生成甲基甲醚，反应方程式为：CH3OH + H2SO4 → CH3OCH3 + H2O其中，甲醇为脱水剂，而硫酸则起催化剂的作用，加快反应速率。
随着反应的进行，甲基甲醚会沉淀形成液相和固相两个分离层。
液相中的甲基甲醚通过分离装置进行分离，然后经过净化处理，去除其中的杂质和有害物质。
固相中的硫酸则需要进行再生利用。
接下来，对液相中的甲基甲醚进行精馏操作，将其中含有的杂质分离出来，以提高二甲醚的纯度。
精馏塔通常采用连续操作，通过控制温度和压力来实现分馏。
分馏过程中，高纯度的二甲醚会在顶部的冷凝器中凝结成液体，然后被收集起来，而杂质则会在底部的渣油中积聚。
最后，经过精馏处理后得到的二甲醚为产品，可以通过灌装或其他方式包装出厂。
产生的废气和废水通过处理设备进行处理，以减少对环境的影响。
二甲醚的生产工艺需要一定的设备和化学药剂的投入，同时也需要进行精确的操作和控制。
在生产过程中，要注意安全生产，避免发生事故和意外，确保工作人员的人身安全。
总结起来，二甲醚的生产工艺主要包括甲醇脱水反应、分离和净化处理、精馏操作等步骤。
通过这些步骤，可以得到高纯度的二甲醚产品。
生产过程中需要考虑资源利用和环境保护等因素，以实现可持续发展。
二甲醚的生产工艺及其特点
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
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。
二甲醚的合成反应机理
二甲醚的合成反应机理引言二甲醚是一种常见的有机化合物，具有广泛的应用领域，包括作为溶剂、燃料和医药中间体等。
在工业上，二甲醚主要通过合成反应来制备。
本文将介绍二甲醚的合成反应机理，并深入探讨各个步骤的细节。
1. 甲醇脱水反应二甲醚的主要合成方法是从甲醇开始，通过脱水反应生成甲烷和水。
该反应需要使用催化剂，常见的催化剂包括氧化铝、硅铝酸盐等。
以下是该反应的机理：CH3OH → CH3OCH3 + H2O在这个反应中，甲醇分子首先吸附在催化剂表面上，并且与其他吸附在表面上的氢离子发生相互作用。
这个过程会导致一个质子被转移给甲基基团，形成一个CH3OCH3分子。
2. 甲烷氧化反应接下来，在脱水反应生成的甲烷基团上进行氧化反应，生成甲醇和水。
该反应需要使用氧气作为氧化剂，并在高温下进行。
以下是该反应的机理：CH4 + 1/2O2 → CH3OH + H2O在这个反应中，甲烷分子首先吸附在催化剂表面上，并且与其他吸附在表面上的氧离子发生相互作用。
这个过程会导致一个氧离子被转移给甲烷基团，形成一个CH3OH分子。
3. 甲醇缩合反应最后，通过甲醇缩合反应，将两个甲醇分子连接起来形成二甲醚。
该反应需要使用碱性催化剂，常见的催化剂包括碱金属和碱土金属等。
以下是该反应的机理：2CH3OH → CH3OCH3 + H2O在这个反应中，两个甲醇分子首先吸附在催化剂表面上，并且与其他吸附在表面上的氢离子发生相互作用。
这个过程会导致两个甲基基团连接起来形成一个CH3OCH3分子。
结论通过以上三步反应，我们可以得到二甲醚。
这一合成反应机理是工业上常用的方法，能够高效地制备二甲醚。
了解反应机理有助于优化反应条件，提高反应效率，并且为进一步研究提供基础。
以上就是二甲醚的合成反应机理的详细内容。
希望本文能够对读者了解该反应过程有所帮助，并促进相关领域的研究和发展。
参考文献： 1. Smith, M.B.; March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. Wiley-Interscience, 2007. 2. Bhanage, B.M.; Arai, M. Catalysis for Sustainable Energy Production. John Wiley & Sons, 2009. 3. U.S. Patent 5,767,242: Process for producing dimethyl ether from methanol.注：本文所述内容仅供参考，请勿用于非法用途或违反相关法律法规的行为。
二甲醚 工艺流程
二甲醚生产工艺流程
甲醇催化脱水反应法合成二甲醚，主要包括原料甲醇汽化、脱水反应、冷凝洗涤、精馏提纯等四个阶段。
甲醇储罐中的原料甲醇经甲醇进料泵加压并计量后，在甲醇预热器预热，然后甲醇汽化塔汽化。
汽化后的气相甲醇经气体换热器与反应器换热后进入反应器（反应温度250-350℃，反应压力0.5-0.8MPa），第一股甲醇气体过热到反应温度从顶部进入反应器进行反应，第二股甲醇气体稍过热后作为调节气与过热甲醇气混合从顶部进入反应器。
从反应器出来的粗甲醚气体经气体换热器、精馏塔再沸器、甲醇预热器、粗甲醇预热器换热，再经粗甲醚冷却器冷却后进入粗甲醚储罐进行气液分离，分离后液相为粗甲醚，粗甲醚用精馏塔进料泵加压并计量，经粗甲醚预热器预热后进入精馏塔，经精馏分离从顶部得到二甲醚产品。
甲醛生产工艺流程
空气经空气过滤器过滤，经鼓风机鼓入甲醇蒸发器，空气在甲醇蒸发器的底部鼓泡。
在甲醇蒸发器中，甲醇与空气一起被热水加热鼓泡蒸发。
出甲醇蒸发器的空气－甲醇混合气体立即补入水蒸汽，使空气－甲醇离开爆炸范围。
空气－甲醇－蒸汽三元混合气体经过热器加热进三元阻火过滤器，然后进入氧化器。
三元混合气在630℃～670℃、银催化剂的作用下，甲醇发生氧化反应和脱氢反应生成甲醛。
反应后的气体立即进入氧化器的激冷段管程，被壳程的水立即冷却，反应气被激冷到200℃立即进入氧化器的冷却段管程，被壳程的热水冷却到80℃~100℃后由吸收塔底至塔顶与循环吸收液逆流接触，至塔底后，甲醛浓度达到37％以上，经冷却后得到产品甲醛。
二甲醚生产工艺及流程操作
第一节流程简述粗甲醇由原料槽经原料泵打入粗甲醇储槽 V107，再经甲醇中间泵P106 打入甲醇塔C103 中部（如原料是精甲醇，则直接进入精甲醇储槽V101）。
在甲醇塔分离出水，>95%的甲醇由塔顶经E106 甲醇冷凝器后，进入甲醇回流槽V103，部分甲醇回流入塔C103，部分进入精甲醇储槽V101，甲醇塔尾气排空。
V101 槽的甲醇由P101 精甲醇泵经E103 冷甲醇加热器进入E101 甲醇蒸发器，蒸发的甲醇蒸气经E102 甲醇气加热器与反应后气体再加热至200℃，进入C101 合成塔下部，在经中央管加热至270℃，从合成塔上部进入催化剂床层，合成反应为放热反应，合成塔温度由导热油冷却控制。
开车时由导热油加热至反应温度。
反应后的混合气在E102、E103 中与入塔的冷甲醇换热后，进入经合成气冷凝器冷凝后进入C102 二甲醚分离塔中部，从塔顶得到99%的二甲醚，它经E105二甲醚冷凝器冷凝后进入二甲醚塔回流槽V102，部分回流入塔，部分进入V106精二甲醚冷凝储槽再进入产口储槽。
在C101 及C102 塔中，操作压力为0.4～1.0Mpa，C102 塔底的甲醇水经减压后进入C103 塔中部，塔底水分析合格后排放。
第二章合成塔操作二甲醚由甲醇在催化剂作用下脱水来合成，反应为放热反应，方程式为：2CH3OH—CH3OCH3+H2O+5.5Kcal为严格控制反应温度应及时移走反应热，二甲醚合成设计为列管式，催化剂装于管内，管外用导热油强制换热。
导热油自下部加热合成塔壳程，上部引出至导热油加热炉，经导热油泵打循环。
为防止不凝气体在合成器壳程上部积聚影响传热效果，设有一导热油膨胀罐，导热油膨胀罐的主要作用是吸收导热油的热膨胀及排放不凝气体。
在开工阶段，导热油的升温由加热炉来完成，加热炉采用燃油炉形式。
通过改变导热油入合成塔壳程的温度来调节催化剂床层温度。
第一节合成原始开车步骤1）检查按照流程图核对各设备管道、阀门和各种仪表是否齐全，位置是否正确，按技术规程检查安装质量。
二甲醚生产工艺操作要点
二甲醚生产工艺操作要点山西省长子丹峰化工有限公司张永林我公司现有一套6.0万吨/年合成氨系统，联产甲醇1.5万吨/年，二甲醚1万吨/年。
二甲醚系统于2008年投入生产运行，主要为甲醇催化脱水精馏生产二甲醚工艺。
二甲醚生产工艺有四川天一公司设计，采用自动化操作系统。
热源采用导热油锅炉提供，减少了软化水设施建设和水处理的压力。
系统降温循环水采用闭路循环使用，循环水系统基本无污染物排放。
导热油炉烟囱设置了一次和二次除尘和净化装置，烟气达标排放。
下面就我公司二甲醚系统近年来的运行情况做一个简单的总结。
一、生产原理甲醇在催化作用下反应如下：主反应 2CH3OH=CH3OCH3+H2O二甲醚的生成是在催化剂的作用下，同时放出大量的热量伴随着还有副反应产生。
2CH3OCH3=C2H2+H2O CH3OCH3=CH4+H2+COCO+H2O=CO2+H2 2CH3OH=CO+2H2二、原料甲醇及产品二甲醚性质：1、原料甲醇的性质甲醇俗称酒精，有类似乙醇气味的无色透明易挥发液体，分子式为：CH3OH，密度：0.7913克/毫升（20℃），沸点：64.65℃，甲醇为有毒化工产品，有显著的麻醉作用，对视神经危害最为严重，吸入浓的甲醇蒸汽时出现沉醉、头痛、恶心、呕吐、流泪、视力模糊和眼痛等。
空气中允许浓度为0.05mg/l极限允许浓度在空气中为2000ppm，在空气中甲醇蒸汽的爆炸极限为 6.0～36.5%。
2、产品二甲醚的性质二甲醚为弱麻醉剂，它的迷麻效力只是乙醇的1/4左右，可以经呼吸道、消化道、皮肤侵入人体，对皮肤和呼吸有刺激作用，对神经系统有影响。
二甲醚在常温常压下是气体，有醚类特有的气味，密度为0.661kg/m3，蒸汽压低，爆炸极限为3.4～27%，空气中的允许浓度为400ppm。
三、二甲醚工艺流程叙述1、二甲醚合成精馏工艺流程来自合成氨系统的原料甲醇经计量后进入甲醇中间罐，甲醇中间罐的甲醇经甲醇进料泵、甲醇预热器汽化后，汽化甲醇经换热器换热后分两股进入反应器；第一股甲醇汽加热到反应温度从顶部进入反应器；第二股甲醇汽稍过热后作为冷激气经计量后从中部进入反应器。
二甲醚的生产工艺
二甲醚的生产工艺二甲醚是一种无色、易挥发的液体，也是一种重要的有机合成反应的溶剂。
二甲醚的生产工艺主要有普通工艺和新工艺两种。
本文将对二甲醚的生产工艺进行详细介绍。
一、普通工艺普通工艺是指采用甲醛与甲醇反应制备二甲醚的方法。
具体步骤如下：1.将甲醛和甲醇按一定比例混合，加入到反应釜中。
2.在适当的温度下，加入酸催化剂，例如硫酸、磷酸等，作为催化剂促进反应的进行。
3.反应开始后，采用搅拌的方式，持续搅拌反应物，保持反应的均匀性。
4.反应进行一段时间后，将产生的二甲醚以及副产物甲醛蒸馏出来。
5.将温度控制在适当的范围内，以保证二甲醚的生成率和纯度。
6.通过一系列的分离和精馏步骤，最终获得高纯度的二甲醚。
二、新工艺新工艺是指采用介质催化剂反应制备二甲醚的方法。
这种方法相比于普通工艺，具有工艺简单、操作方便、产品纯度高等优点，逐渐得到广泛应用。
具体步骤如下：1.将介质催化剂（如固体酸催化剂）加入到反应釜中，并加热至适当温度。
2.将甲醇加入到反应釜中，并通过加压的方式，控制甲醇的流速。
3.在适当的温度和压力下，甲醇与介质催化剂进行反应，生成二甲醚。
4.通过连续进料和连续蒸馏的方式，保持反应的稳定性和连续性。
5.根据需要，可以进行一系列的分离、净化和纯化操作，最终获得高纯度的二甲醚。
三、普通工艺与新工艺的对比1.工艺复杂性：普通工艺需要添加酸催化剂，而新工艺利用介质催化剂，工艺更加简单。
2.产物纯度：由于新工艺的技术进步，可以获得更高纯度的二甲醚。
3.产品收率：新工艺的二甲醚收率较高，可以达到90%以上。
4.安全性：普通工艺中使用的酸催化剂对设备腐蚀性较强，操作过程需要注意安全性。
而新工艺使用的介质催化剂较安全。
5.对环境的影响：新工艺相比于普通工艺，对环境的影响较小。
综上所述，二甲醚的生产工艺可以采用普通工艺和新工艺两种方案。
新工艺相比于普通工艺具有工艺简单、产品纯度高等优点，逐渐得到广泛应用。
随着科技的不断进步，更多高效、环保的工艺可能会被开发和应用于二甲醚的生产过程中。
二甲醚生产工艺流程
合成气制二甲醚工艺目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有两步法和一步法两种，两步法是经过甲醇合成和甲醇脱水两步过程得到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。
1、两步法制二甲醚两步法制二甲醚是以合成气为原料由低压法制得甲醇后,甲醇再经脱水制得DME，其主要过程如图1所示：图1两步法合成二甲醚流程简图其中甲醇脱水制二甲醚的方法又包括液相甲醇脱水法和气相甲醇脱水法液相甲醇脱水是将甲醇与浓硫酸混合加热使甲醇脱水得到二甲醚,浓硫酸起到催化剂的作用该工艺具有反应温度低,原料转化率和二甲醚的选择性高的优点,但是产品后处理比较困难,而且浓硫酸的存在使设备腐蚀严重,并且产生大量的废液,带来很大的环境污染,限制了此工艺的发展"目前国内仅有武汉硫酸厂和山东久泰化工科技有限公司开发此工艺。
在液相脱水制DME基础上，为了避免液体酸作为甲醇脱水剂时产生的设备腐蚀问题,美孚公司和意大利的ESSO公司开发了以固体酸为催化剂的甲醇气相脱水技术，气相甲醇脱水法的基本原理是将甲醇蒸汽通过固体酸催化剂脱水生成二甲醚，目前常用的催化剂主要有沸石、氧化铝、二氧化硅/氧化铝、阳离子交换树脂等，由于甲醇脱水反应是放热反应，因此维持适宜的反应温浙江大学博士学位论文合成气合成二甲醚和乙二醇研究综述度是气相甲醇脱水法的关键，两步法制二甲醚的反应条件温和，副反应少，二甲醚的选择性和产品的纯度高，但是由于需要从合成气开始生产甲醇，导致合成气的转化率低，生产流程长，并且需要经过甲醇分离精制过程，使得整个工艺的成本增加，即使购买成品甲醇直接脱水制得二甲醚，也容易受到甲醇价格的影响，而使成本难以控制。
2、一步法制二甲醚合成气直接制二甲醚被称为“一步法”，一步法合成二甲醚由甲醇合成和甲醇脱水两个过程组成，同时还存在水汽变换反应，由于受到热力学的限制，甲醇合成反应的单程转化率一般较低，而由合成气一步法合成二甲醚，采用具有合成甲醇和甲醇脱水两种功能的复合催化剂，由于催化剂的协同效应，反应系统内各个反应相互祸合，生成的甲醇不断转化为二甲醚，合成甲醇不再受热力学的限制，与传统的经甲醇合成和甲醇脱水两步得到DME两步法，相比，一步法具有流程短、操作压力低、设备规模小、单程转化率高等优点，经济上更加合理，但缺点在于二甲醚的选择性低，产物的纯度不高。
二甲醚的工艺流程 和 用途
2 工艺技术分析二甲醚的生产方法有一步法和二步法。
一步法是指由原料气一次合成二甲醚，二步法是由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。
● 一步法该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后，合成气进入合成反应器内，在反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏装置分离得二甲醚，未反应的甲醇返回合成反应器。
一步法多采用双功能催化剂，该催化剂一般由2类催化剂物理混合而成，其中一类为合成甲醇催化剂，如Cu-Zn-Al(O)基催化剂，BASFS3-85和ICI-512等；另一类为甲醇脱水催化剂，如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
● 二步法该法是分两步进行的，即先由合成气合成甲醇，甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚。
国内外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。
反应温度控制在280~340℃，压力为0.5-0.8MPa。
甲醇的单程转化率在70-85%之间，二甲醚的选择性大于98%。
一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程，与两步法相比，其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低，从而使二甲醚生产成本得到降低，经济效益得到提高。
因此，一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。
国外开发的有代表性的一步法工艺有：丹麦Topsφe工艺、美国Air Products工艺和日本NKK工艺。
二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，该法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度达99.9%，工艺成熟，装置适应性广，后处理简单，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。
但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资较大。
但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术，说明两步法有较强的综合竞争力。
2.1 国外主要工艺技术（1）Topsφe工艺Topsφe的合成气一步法工艺是专门针对天然气原料开发的一项新技术。
二甲醚生产工艺概述
二甲醚生产工艺概述二甲醚（Methyl ether）是一种常用的有机合成化工产品，广泛应用于柴油机、汽车发动机及锅炉等领域。
下面以二甲醚的生产工艺为例，对其进行概述。
二甲醚的生产工艺一般可以从甲醇出发，通过水蒸汽催化裂化反应制备得到。
具体步骤如下：1. 蒸馏提纯甲醇：将原料甲醇进行蒸馏，以提高其纯度。
2. 气相氧化制取甲醛：将高纯度的甲醇与空气或氧气混合，经过一系列催化剂的作用，形成甲醛。
此反应需要在较高温度（300-400℃）下进行。
3. 甲醛脱水生成甲醚：将甲醛与少量的甲醇在催化剂的作用下，进行脱水反应生成甲醚。
常用的催化剂有高纯度的活性炭或固体酸催化剂。
4. 分离纯化：通过进一步的蒸馏、溶剂抽提或吸附等工艺，对二甲醚进行分离纯化，使其达到工业级标准。
5. 贮存及包装：将二甲醚进行贮存，并根据客户需求进行包装。
相比于其他合成工艺，二甲醚的生产工艺具有以下优点：1. 原料丰富：甲醇是广泛存在的有机化合物，能够通过化石能源或生物质进行制备，供应相对容易。
2. 反应条件温和：相比于直接脱水生成甲醚的工艺，甲醛脱水生成甲醚的反应条件较温和，对设备要求低，操作简单。
3. 产物纯度高：通过多级分离纯化工艺，可以使得二甲醚的纯度达到工业级标准，满足不同应用领域的需求。
然而，二甲醚的生产工艺也存在一定的挑战：1. 催化剂选择：甲醛脱水生成甲醚的催化剂需要具备高催化活性和较长的服务寿命。
2. 产品分离：甲醛脱水生成甲醚的反应中，会产生一些副产物，如炭酸甲酯等，需要通过合适的分离工艺进行去除。
3. 环保要求：生产过程中需要处理产生的废气、废水和废渣等，需要符合环保要求。
总的来说，二甲醚的生产工艺相对较为成熟，已经实现了工业化生产。
随着环保要求的提高和技术的发展，未来二甲醚的生产工艺可能会进一步优化，提高产物纯度和产率，并降低能耗和废物排放。
甲醇制造二甲醚(DME)
甲醇制二甲醚(DME)摘要：综述了二甲醚的性质、用途、生产方法及使用二甲醚时候的注意事项。
关键词：二甲醚化工产品合成气一步法甲醇液相法甲醇气相法一、产品说明1、二甲醚的基本概况二甲醚别名：甲醚英文名称：methyl ether；dimethyl ether；DMECAS编号：115-10-6分子式：C2H6O结构式：CH3—O—CH3二甲醚又称甲醚，简称DME。
二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。
相对密度（20℃）0.666，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。
溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。
常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低；能溶解各种化学物质；由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。
2 生产原理2.1 生产方法简介目前国内外二甲醚生产方法主要有合成气一步法和甲醇法。
甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。
合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验;②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法2.2 反应方程式甲醇液相法：甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130 ～130 ℃下进行。
其化学反应式如下:2CH3OH =H3COCH3 +H2O甲醇气相法：催化剂为ZSM分子筛、磷酸铝或γ2Al2O3。
甲醇脱水反应的化学反应式如下。
主反应:2CH3OH =H3COCH3 +H2O主要副反应:CH3OH =CO + 2H2H3 COCH3 =CH4 +H2 +COCO +H2O =CO2 +H23 工艺过程及流程图3.1工艺过程甲醇液相法甲醇液相法由硫酸法发展而来,而硫酸法生产二甲醚工艺是硫酸法生产硫酸二甲酯生产流程中的前半段生产工艺。
甲醇脱水制二甲醚过程设计
甲醇分离塔
经过Aspenplus模拟，塔采用严格的计 算有： 回流比R＝1.90000 塔板数N＝23 冷凝器热负荷Q冷凝器＝98829.2 watt 再沸器热负荷Q再沸器＝99732.6 watt
谢谢
欢迎批评指正
性质
用途
主要用于气雾剂、燃料、制冷剂、化学中间体和 发泡剂等。
一.背景介绍
2. 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。
二、生产过程设计
2.3 浆态床 结构示意图
特点： 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。 图2 浆态床结构示意图
二、生产过程设计
3. 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 分的混合三种物质分离。 根据“排定塔序的推理法则”，三组分中的二甲 醚的流量最大，而且也最轻，所以本设计中先分离二 甲醚，然后再分离甲醇。
二生产过程设计二生产过程设计流程设计模块示意图反应器分离系统甲醇循环甲醇二甲醚水图1流程模块图进料基本流程基本流程图1甲醇气相脱水生产二甲醚流程图1精馏塔
甲醇脱水制二甲醚过程设计
化工学院03博： 李 璐 田 勇 王斋民
指导教师：
钱 宇 陆恩锡
教授 教授
本设计的主要内容
甲醇气相脱水制二甲醚的基本原理
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甲醇气相脱水制二甲醚的基本原理 单击此处编辑母版标题样式 甲2C醇H气3O相H脱水制－速yD率yw／Kp yM2 ) 三温、度影 升响高甲，醇平衡转常化数率减的小因，素甲醇平衡转化率降低 甲yM醇2脱(1水－生yD成y二w甲／醚Kp的y化M学2反) 应式为
单第击二此处节编甲辑母醇版气标相题脱样水式制二甲醚的基本原理
一、化学平衡 甲醇脱水生成二甲醚的化学反应式为
2CH3OH CH3OCH3＋H2O
平衡转化率：
可逆、放热、 等体积
副反应：
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CH3OH 2CH3OH 2CH3OH CH3OCH3 CO＋H2O
CO＋2H2 C2H4＋2H2O CH4＋2H2O＋C CH4＋H2＋CO CO2＋H2
单甲击醇此气处相编脱辑水母制版二标甲题醚样的式基本原理
3．反应压力与甲醇转化率的关系
结论：温度的提高、压力的增大、空速的减小，催化剂的 活性增加、反应速率加快、反应时间变长，甲醇的转化率高，产 物中的二甲醚量增加
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C甲y三MH醇、23气 影(O1C相响2－H脱甲．y3D水醇反y制转w化二C／应H率甲K4p醚的温＋y的因HM度2基素2＋本与)C原O理甲醇转化率的关系
三甲、醇影 气响相甲脱醇水转制化二率甲醚的的因基素本原理 e二／、R反TP应2速3y率(1－yD yw／Kp yM2 ) 甲yM醇2脱(1水－生yD成y二w甲／醚Kp的y化M学2反) 应式为 21．质反应量温空度速与甲醇转化率的关系 甲温醇度气 升相高脱，水平衡制常二数甲醚减的小基，本甲原醇理平衡转化率降低 二yM、2反(1应－速yD率yw／Kp yM2 ) 甲50醇× 气10相1脱0×水e制12二2甲86醚7R的T基本原理 二甲、醇反 脱应水速生率成二甲醚的化学反应式为 C2COH＋3HO2HO CHO32O＋CHH23＋H2O 三甲、醇影 气响相甲脱醇水转制化二率甲醚的的因基素本原理 C二H、3反OC应H速3率 CH4＋H2＋CO 5三0、× 影10响1甲0×醇e转12化2率86的7R因T素 甲醇脱 气水相生脱成水二制甲二醚甲的醚化的学基反本应原式理为 2．反应温度与甲醇转化率的关系 甲e／醇R气TP相2脱3y水(1制－二y甲D 醚yw的／基K本p 原yM理2 ) 三2C、H影3O响H甲醇转C2化H率4＋的2因H素2O 2CCHH33OOHPHage CC3O2＋H42＋H22H2O
二甲醚工艺流程图
二甲醚工艺流程图二甲醚工艺流程图是对生产二甲醚的整个过程进行可视化展示的一种工具，用于指导工程师和操作人员进行生产操作。
以下是一个例子，展示了一个常见的二甲醚工艺流程。
二甲醚（dimethyl ether，DME）工艺流程图1. 原料准备：- 甲醇（methanol）：作为主要原料，经过净化和预处理后，进入反应器。
- 催化剂：通常使用一种硅铝比较高的ZSM-5型催化剂。
- 水：作为反应副产物，需要尽量从反应体系中去除。
2. 压缩：- 经过预处理的甲醇，通过泵被压缩到一定的压力，以满足反应器的需要。
3. 加热：- 压缩后的甲醇经过加热，提高其温度，以便进入反应器。
4. 反应：- 加热后的甲醇进入反应器，反应器中存在的催化剂促使甲醇进行脱水反应，产生二甲醚和水，化学反应方程式为2CH3OH → CH3OCH3 + H2O。
- 确保反应器内的反应温度和压力控制在适宜的范围内，以保证反应的高效性和安全性。
5. 分离：- 反应结束后，反应器内的产物被送入分离装置。
- 首先，通过降温和压力释放，使得从反应器内蒸发出的二甲醚气体被冷凝成液体，形成初级产品。
- 然后，使用精馏柱进行进一步的分离，将甲醇、水和其他杂质从二甲醚中分离出来，得到高纯度的二甲醚。
6. 净化：- 高纯度的二甲醚需要经过一系列净化工序，以去除残留的杂质。
- 常见的净化方法包括吸附、膜分离和固体吸附等。
7. 再循环：- 在分离和净化过程中产生的甲醇和水，可以通过相应的处理步骤得到回收利用，达到资源的合理利用和提高工艺经济性的目的。
以上是一个常见的二甲醚工艺流程图，它展示了从原料准备到最终产品的整个生产过程。
在实际应用中，具体的工艺流程可能会因为不同的工艺条件、催化剂选择和设备设计而有所不同，但总体上基本原理是相似的。
通过工艺流程图的指导，工程师和操作人员可以更加清晰地了解生产过程，并根据需要对工艺进行优化和改进。
二甲醚的生产工艺
二甲醚的生产工艺
二甲醚的生产工艺一般有以下几种：
1. 甲醇脱水法：
该方法主要通过将甲醇与过量的蒸汽氧气作为氧化剂，在一定的催化剂存在下，进行反应生成二甲醚。
反应中首先将甲醇气体与过量的蒸汽氧气混合，然后通过特定催化剂（一般为硅铝杂多氧碱催化剂）的作用，使甲醇气体氧化生成甲醛，然后进一步进行缩合反应，生成二甲醚。
最后通过冷却、凝结、分离等步骤，将二甲醚纯化。
2. 甲醇脱水换接法：
该方法主要是通过将甲醇与过量的烷碳烯（比如丁烯）进行反应，通过酸性阳离子交换树脂催化剂，使甲醇与烷碳烯在固相条件下进行缩合反应生成二甲醚。
反应完成后，再通过蒸馏、纯化等步骤将二甲醚分离得到纯品。
3. 原油降粘剂法：
该方法是通过原油提炼工艺中的降粘剂脱除原油中的蜡状物质，并将降粘剂中的二甲醚通过脱除、提纯等工艺得到二甲醚产品。
以上是三种常见的二甲醚生产工艺，不同的工艺适用于不同的生产情况和资源条件。
甲醇生成二甲醚反应热
甲醇生成二甲醚反应热甲醇是一种常见的有机化合物，它具有多种用途。
其中一个重要的应用是作为二甲醚的前体，用于生产二甲醚。
二甲醚是一种无色、易挥发的液体，具有广泛的工业用途。
甲醇生成二甲醚的反应热是指在反应过程中释放出的热量。
这个反应过程可以通过催化剂的存在来实现。
一般来说，铝酸盐类催化剂在该反应中具有良好的活性和选择性。
具体而言，该反应可以通过以下步骤进行。
首先，将甲醇和二甲醚催化剂放置在反应器中。
然后，加热反应器以提高反应速率。
在适当的温度下，甲醇会与催化剂发生反应，生成二甲醚和水。
反应热是在这个过程中释放的热量。
甲醇生成二甲醚的反应热对于工业生产非常重要。
首先，它可以被用作反应过程的热源，提供反应所需的能量。
其次，反应热可以被利用来加热反应器，提高反应速率和产量。
此外，反应热还可以被收集和利用，以提高能源利用效率。
然而，反应热的释放也会带来一些问题。
首先，高温和高压条件下的反应可能会导致催化剂的失活和降解，从而降低反应效率。
其次，反应热的释放可能会导致反应器过热，增加了操作的困难和风险。
为了解决这些问题，工程师们通常采取一些措施。
例如，他们可以优化反应条件，使反应在较低的温度和压力下进行，以减少催化剂的失活和降解。
此外，他们还可以设计高效的热交换系统，以控制反应器的温度，避免过热。
甲醇生成二甲醚的反应热是一个重要的工业过程。
它不仅提供了反应所需的能量，还可以被用作能源的来源。
然而，它也带来了一些挑战，需要工程师们采取适当的措施来解决。
通过优化反应条件和设计高效的热交换系统，可以提高反应效率，降低能源消耗，并确保安全运行。