甲醇脱水制二甲醚固定床工艺技术研究
催化蒸馏甲醇制二甲醚技术
量 低 ，尾 气 中 的污染 物 含 量 低 于 美 国最严 格 的加
州排放标准要求。二 甲醚还是以煤 、天然气为原
料 合成 乙烯 、丙 烯 等 低碳 烯 烃 的 中 间产 物 。还 可
作 为气雾 推进 剂 、发泡 剂 ，并 可替 代氟 利 昂作环 保
型 制冷剂 。二 甲醚广 阔 的市 场前 景 已得 到世界 各
关键词 ：催化蒸馏 二 甲醚 甲醇 脱水反应 中 图分 类 号 ：ＴＱ２２３．２ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１００９—９８５９（２０１２）Ｏ１—０００９—０５
１ 概 述
·
二 甲醚 （ＤＭＥ）常 压下 是 一 种无 色 气 体 ，具 有
轻微 醚香 味 ，无 腐蚀 、无 致癌性 ，无 毒性 ，燃 烧效 率
国 的普遍 重视 。
我 国的能 源结 构 为 富煤 、贫 油 、少 气 ，二 甲醚
作 为 一种 以煤 、天然 气 为原料 的新 型清 洁能 源 ，在
替 代 液化石 油 气 、柴 油 以 及 合成 低 碳 烯 烃 方 面具
有 巨大 的市场潜 力 ，对我 国能 源结 构 的调整 、环境
保 护 等方 面有着 重要 的现 实 意义 。 国家 发 改委编
２ 甲醇制 二 甲醚技术 研 究现状 与趋 势 现有 甲醇脱 水制 二 甲醚技术 分 为液相 法和气
相 法 。 由于 液相 法 存 在腐 蚀 和污 染 问 题 ，目前 国 外 一般 应用 的是采 用气 相法 。国 内是 ２种方 法都 采用 ，以气相 法生 产装 置较 多 。
气相法采用氧化铝 、分子筛等 固体酸性催化 剂 ＿１ Ｊ，甲醇 在气 相状 态下 反应 。其工 艺流程 见 图１。
制 的《中 国 替 代 能 源 研 究 报 告 》、发 改 委 印 发 的
甲醇气相脱水制二甲醚合成反应的模拟研究_陈子颀
中国石油和化工2012·12Technology技术CPCI 摘要:以四川泸天化绿源醇业有限责任公司１０万吨／年二甲醚装置合成反应系统为研究对象，用ＡＳＰＥＮ ＰＵＬＳ流程模拟软件，建立二甲醚合成反应器模型模拟计算，在此基础上进行了灵敏性分析，研究影响二甲醚合成生产的关键变量及对甲醇转化率的影响，将模拟数据结果与设计值和生产实际操作数据进行对照比较，为当前生产优化操作提供参考。
１ 前言四川泸天化绿源醇业有限责任公司１０万吨二甲醚装置于２００６年３月建成投产，使用的二甲醚合成塔是一个固定床立式自热式反应器，内置上、中、下三组冷却盘管，每一组冷却盘管内的冷却介质为甲醇蒸汽。
由于是世界上第一套１０万吨级规模的装置，在实际生产运行操作过程中，无任何经验可以借鉴，特别是二甲醚合成反应系统的操作，对各种操作参数的调整正确与否无从验证。
本文采用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ过程稳态仿真软件，模拟一个二甲醚合成系统的化工单元对其作全流程模拟计算，选用平推流反应器模型，把甲醇直接合成二甲醚看作是一个绝热反应过程，运用能量和物料衡算，通过动力学方程，可以计算出产物组成。
２ 二甲醚合成过程模拟２．１动力学方程甲醇气相脱水法制二甲醚发生的主要反应如下：２ＣＨ３ＯＨ→（ＣＨ３）２Ｏ＋Ｈ２Ｏ＋５．６ｋｃａｌ／ｇ－ｍｏｌ ．．．．．．①作为符合以上反应平衡式的反应机理，提出的模式之一，就是决定二甲醚合成反应的速度，即吸附在催化剂表面的ＣＨ３ＯＨ 和ＣＨ３Ｏ－的反应。
甲醇脱水生成的水抑制了反应，因为生成的水吸附在催化剂的表面，从而阻断了催化剂对甲醇的吸附。
随着反应转化率的增加，反应速率减慢。
另一方面，因为二甲醚对催化剂的吸附能力相当弱，二甲醚对反应不产生抑制。
根据①反应的动力学表达式及参数如下：．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．②ｒ—反应速率 ，ｋ—反应速率常数，Ｐｉ—分子ｉ的分压力，Ｋｉ—吸附常数。
（注i ：M —甲醇，W —水）平衡状态下Ｋｐ表达式如下：ｌｎＫｐ＝－２．２０５＋２７０８．６３１７／Ｔ ．．．．．．．．．．．．．．．．．③甲醇转化为二甲醚的反应受平衡限制。
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。
气相甲醇脱水法制二甲醚的工艺流程
气相甲醇脱水法制二甲醚的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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大连化物所开发二步法甲醇脱水催化蒸馏制备二甲醚技术
ｔｔ蒸 汽 消耗 ０ ５ｔｔ二 甲醚 产 品纯 度 为 ９ ．％ 。 ／， ／ ． ／， ／ ９９ 催化 蒸馏 催化 剂具 有 很 好 的 稳 定 性 ， １０ｏ 在 ８ Ｃ以 下可 以长 期运 转 ， 甲醚 的 选择 性 高 达 ９ ．９ 。 二 ９９％ 与传 统 甲醇脱 水 技 术相 比， 新技 术 具 有 反 应 温 该 度易 于 控 制 、 化 率选 择 性 高 、 艺 流程 简 单 、 转 工 节 省投 资 和生 产成 本 （ 资约 为气 相 法技 术 的 ６ ％ 投 ０
中科 院大连 化学 物理 研究 所开发 出二 步法 甲
醚 固定 床技 术 的基 础 上 ， 据 甲醇 脱 水 反 应 的特 根 点 ， 发 了催化 蒸 馏 制 备 二 甲醚 新 型 催 化 剂 和 催 开 化 蒸 馏 技 术 。其 技术 指 标 为 ： 甲醇单 程 转 化 率 ≥
９ ％ ， 甲醚选 择性 ／９ ５ ．０
ｉ ｔｏ ｕｃ ｄ ｉ ｏ ｕ ｔｏ ｎ ｒ ｅ ｉｕ ｔｏ ｔｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒ ａ ｎｒ ｄ ｅ ｔ ｐｒ ｄ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｍａ ｋ ｔｓｔ ａｉｎ ａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｙ ｃ ｎ ｌ ｅ ｈ ｔＣｈ ｎ ｓ ｓ ｎ ｈ ｒ ｂ ｏ ｃｕｄ ｄ ｔ ａ ｉ ｅ ｅ ＭＭＡ ｍａ ｋ ｔｉ ｒ ｓ ｅ ｏ ｓ ｎ ｈ ｕ ｌ ｅ ｌ ｈ ｒ ｆ ｄ ｍａ ｄ． Ｂａ ｅ ｎ ｉ ｖ ｓｍｅ ｔ ａ ａｙ ｉ ｎ ｕ ｌ ｎ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｐ ｒ ｕ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｐｐｙ ｆｌ ｓ ｏ ｔ ｏ ｅ ｎ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ｔ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｂ ｉ ｄｉ ｇ ＭＭＡ
中国石油 自主知识产权 己烯 一１ 工业化试 验装置建成
甲醇制备二甲醚固定床反应器的设计
目录摘要 (III)Abstract (V)第1章绪论.............................................................................................................................. - 1 -1.1课题的背景及意义...................................................................................................... - 1 -1.2二甲醚的性质与作用.................................................................................................. - 1 -1.2.1二甲醚的性质................................................................................................... - 1 -1.2.2二甲醚的作用................................................................................................... - 2 -1.3课题的主要内容.......................................................................................................... - 2 -1.4二甲醚的生产工艺...................................................................................................... - 3 -1.4.1一步法生产工艺............................................................................................... - 3 -1.4.2两步法生成二甲醚........................................................................................... - 3 -1.4.3甲醇气相脱水制二甲醚工艺........................................................................... - 4 -1.5甲醇气相脱水制二甲醚催化剂的选取...................................................................... - 4 -1.6甲醇气相脱水制二甲醚工艺流程概述...................................................................... - 5 -1.7总结.............................................................................................................................. - 6 - 第2章五段绝热段间间接换热反应器的设计.................................................................... - 7 -2.1 基础数据分析与计算................................................................................................. - 7 -2.1.1混合气体的定压热容....................................................................................... - 7 -2.1.2反应热............................................................................................................... - 7 -2.1.3反应的平衡常数............................................................................................... - 8 -2.1.4气体混合物的粘度........................................................................................... - 8 -2.1.5气体的导热系数............................................................................................... - 8 -2.2五段绝热段间间接换热反应器模拟........................................................................ - 10 -2.2.1数学模型推导................................................................................................. - 10 -2.2.2原料甲醇流量对反应的影响......................................................................... - 15 -2.2.3进口温度对反应的影响................................................................................. - 15 -2.2.4催化剂颗粒大小对反应的影响..................................................................... - 17 -2.3总结............................................................................................................................ - 17 - 第3章三段绝热段间冷激式与内冷管式反应器的设计.................................................... - 19 -3.1三段绝热段间冷激式反应器数学模型推导............................................................ - 19 -3.2各参数对反应的影响................................................................................................ - 21 -3.2.1进口温度对反应的影响................................................................................. - 21 -3.2.2 操作压力对反应的影响................................................................................ - 22 -3.2.3进料量对反应的影响..................................................................................... - 23 -3.3 三段绝热段间内冷管式反应器数学模型推导....................................................... - 25 -3.4各参数对反应的影响................................................................................................ - 27 -3.4.1床层进口温度对反应的影响......................................................................... - 27 -3.4.2操作压力对反应的影响................................................................................. - 28 -3.4.3进料量对反应的影响..................................................................................... - 28 -3.5总结............................................................................................................................ - 29 - 第4章管壳式固定床反应器................................................................................................ - 31 -4.1管壳式固定床反应器的模拟............................................................................................ - 31 -4.2各参数对反应的影响................................................................................................ - 33 -4.2.1入口流量对反应的影响................................................................................. - 33 -4.2.2入口温度对反应的影响................................................................................. - 34 -4.2.3进口压力对反应的影响................................................................................. - 35 -4.2.4沸腾水温度对反应的影响............................................................................. - 36 -4.3总结............................................................................................................................ - 37 - 第5章二甲醚的储存............................................................................................................ - 39 -5.1确定参数.................................................................................................................... - 39 -5.2储罐公称直径的确定................................................................................................ - 39 -5.3壁厚设计.................................................................................................................... - 40 -5.4附件的选取................................................................................................................ - 40 -5.5人孔的补强................................................................................................................ - 42 -5.6鞍座的选取................................................................................................................ - 44 - 第6章结论............................................................................................................................ - 45 - 参考文献.................................................................................................................................. - 47 - 致谢.......................................................................................................................................... - 49 - 附录一外文文献.................................................................................................................... - 51 - 附录二外文文献翻译............................................................................................................ - 57 -摘要二甲醚(DME)，一种新型的化工基础原料，在化工领域有着举足轻重的地位，二甲醚不仅可以作为液化石油气的替代品，还可以用于做制冷剂等多种用途。
甲醇催化脱水生产二甲醚工艺设计-荆洁302
化学工程学院新产品开发训练报告2011-12课题名称：甲醇催化脱水生产二甲醚工艺设计课题类型：设计班级：姓名：学号：指导教师：第一部分文献综述一、二甲醚用途及研究背景1.1二甲醚性质及其用途简介二甲醚又称甲醚，简称DME，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。
二甲醚作为新兴的基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。
如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。
由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。
代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。
作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。
也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。
它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
由于石油资源短缺、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强，二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视，成为近年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。
作为LPG和石油类的替代燃料，二甲醚是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。
与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。
1.2研究背景二甲醚特有的理化性能奠定了其在国际、国内市场上的基础产业地位，可广泛应用于工业、农业、医疗、日常生活等领域。
甲醇气相脱水制二甲醚工业实践
（ ｉ ｉ ｇ ｎｒ Ｃ ｅ ｉ ｌｎ ｕｔ ｄＣ ｅ ｉ ｒ ｅｓ ｇ ｆ ｏｌ ｒ ｅｔ ｏｓ ｃｔｎＣ ｎ ｒ ｆ ａｋ ａｇ ｒ ｐ Ｔ ｎｚｏ ２ ７ ２ ， ｈ ａ Ｓ ｋ ｎ ｅ ｎ ａ Ｅ ￣ ｈ ｍｃ ｄ ｓ ｙ ｎ ｈｍｃ Ｐｏ ｓ ｎ ａ Ｐｏ ｃ Ｃ ｎｔ ｕ ｏ ｅｔ ｎ ｕｎ ｏ ， ｅｇｈｕ ７ ５ ７ Ｃ ｉ ） ａＩ ｒ ａ ｌ ａ ｃ ｉ ｏＣ ｊ ｒ ｉ ｅｏＹ Ｇ ｕ ｎ
／Ｊ． 一／Ｊ． ｏ 一 ｋ Ｉ ｋ ｔｌ１ ｏ
９Ｘ１ ２ ９ｘ ０～ ２ ． ７０ ０— ２５ ｌ １１
． ．
（ ａ ）０ ｃ ３２
ｎ０ ２
—８ １ １． ４
— ４． ２ １８
—１６ １． ２
— ２． ２８６
１ ０ １ ９ １— ５ ３ ｌ ～ 一 ＿ ６ ｌ 一 ７ ． × ０ ２— ． ｘ０ ． ７ ２ ｌ １ ｘ０ ９
１ １ 热力学数据与计算 ．
甲醇 脱水 生成 二 甲醚 的反应 式为 ：
２ Ｈ３ Ｈ（ ）－ － Ｈ Ｏ ３ （ ）＋Ｈ Ｏ ｇ Ｃ Ｏ ｇ ｖ－＊ ３ Ｈ Ｃ ｇ －Ｃ ２ （） Ｃ Ｏ ｇ 、 Ｃ ３ ２ ｇ 、 Ｏ（ ）的热力 学 Ｈ３ Ｈ（ ） （ Ｈ ）Ｏ（ ） Ｈ２ ｇ
步法即合成气直接合成二 甲醚 的方法 ， 二步法即由
摘■要 过对 １ ｔ・ 甲醇气相脱水制二 甲醚工业装置 的模拟计算 ， 万 ａ 在装置不做大 的改 动的情况 目■： ■●通
关键词 ： 甲醇 ； 甲醚 ； 二 工业实践 中图分类号 ．Ｑ ５ ．７ Ｔ ３ １２ ■ ■ ｒ －● 文献标识码 ： Ａ
下 ， 用粗 甲醇代替精 甲醇为原料生产二 甲醚 ， 使 装置达 到了同等 的生产规模 。
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。
年产15万吨甲醇合成二甲醚工艺设计毕业论文
年产15万吨甲醇合成二甲醚工艺设计The Process Design of 150kt/a Dimethyl Ether Preparedby Methanol目录摘要 ..................................................................................................I矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
Abstract........................................................................................... II聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
引言 ............................................................................................... 1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
第一章文献综述.. (3)1.1 二甲醚概况 (3)1.1.1 二甲醚的发展状况 (3)1.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展............................................. 4酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
1.2 国内二甲醚市场简况 (5)1.2.1 现状 (5)1.2.2 国内市场预测 (7)1.3 国外二甲醚市场简况 (8)1.3.1 现状 (8)1.3.2 国外市场预测 (10)1.4 原料说明.......................................................................................... 12彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
1.4.1 物理性质 (11)1.4.2 化学性质....................................................................................... 12謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
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
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
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
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。
固定床一步法合成二甲醚的催化剂研究
二 甲醚（ ｉ ｔ ｙ Ｅ ｈ ｒ 写为 Ｄ ） Ｄ ｍｅｈ ｌ ｔ ｅ 简 ＭＥ 是 剂的活性和选择性 就不同 ， 在诸 多种制备 二甲 计算 二 甲醚的 选 择性 和收 率 。 重 要的化 工产品 ， 可以做 卤代烃的替 代品用于 醚催化 剂的方 法 中共沉 淀浸 渍法能 有效 的改 催化 剂活性 评价 实验 在气相 色谱 仪 系统 Ｊ Ｃ一１ ４Ｃ气相 色谱仪 ） 、热导检 测器（ ＨＰ一 气雾 剂行业 ， 可替 代液化气做分散型 的民用 善 现 有双 功能 催 化 剂 中存 在的 反应 温 度 高 ． （ 也 燃料 ， 近年来的研究表 明二 甲醚是柴油 的合适 氧 化碳转化率或 二 甲醚选择 性低的 问题 ， 具 ５ ８ Ａ 炼厂 气分 析仪 ） ０ ８ 检测上 进行 。采用二 替 代品 ， 又是 制备低碳 烯烃的 重要原料 ， 因此 有反应温 度低 ， 一氧 化碳 转化率 高 ， 甲醚选 甲醚 合成前后碳 ／氢 比恒定 以及碳 平衡计算 二 潜 在市场 的 巨大 需求 使得二 甲醚 合成的研 究 择 性 好 的 优 点 。 ‘ ｃ０ 转化率 和产 物选择 性 。
维普资讯
！
： Ｔｅｃｈｎ ｏｇ Ｉｎｏｖａｔｏｎ ｏｌ ｙ ｎ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｉ
固定床 一步法合 成＝ 甲醚 的催化 剂研 究
王承志 张海燕 （ 大庆石 油学院 １ ３ １ ） ３ ６ ８ 摘 要： 通过共沉淀浸渍法， 制备 出合成气一步法制二甲醚 的具有甲醇合成功能和 甲醇脱水功 能的双功 能催化剂 ， 加入助剂硼酸对其进行改性， 并在 固定床连续反应器 内进行 实验 。确定 了舍硼量对催化 剂催化效果的影响 ， 舍硼量增大 ， 转化率。选择性呈先增大后减小的趋势 ， 舍硼 ０ 。
一
本文采用共沉淀浸渍 法制备 ＤＭＥ的催化 剂， 体步骤 如下 ： 铜 、锌的硝 酸盐 用去离 具 将 子水将 其配成浓度为 ｌ ｏ／ 地混 合硝酸盐溶 ｍ ｌＬ 液； 将此溶液与 Ｉ ｌ Ｌ碳 酸钠溶液 同时滴加 ／ ｍｏ 到 盛有 Ｙ— ， Ａｌ 的烧 杯中进行 共沉淀 浸渍 ， ０ Ｙ— ， Ａｌ 的用量 符合催化 剂 中铝的含量 ， ０ 浸 渍前 被少量去离子水 浸润 ； 共沉淀 在不断搅拌 下进行 ， 温度为 ７ ￣ ｐ ０ Ｃ， Ｈ值在 ６ 之 间 ， ～８ 由两 种溶液 的相对流速加 以控制 ； 停止加料 后继续 搅拌所 得的沉淀物并保持恒温 以老化 ３ 分钟 ； ０ 过滤 老化 后的沉淀物并 用去离子水 洗涤 ； 将洗 涤后 的沉淀 物放入烘箱 中在 ８ ～１０Ｃ下干燥 ０ ２￣ １ ２小时 ； 再放 人马弗炉 中于 ３ ０ ５ ℃下煅烧 ８ 小 时； 将获 得 的固体 物 用压 片机 成 型 。还 可 以 在铜 、锌混 合硝 酸盐 中加 入 硼酸 ， 其催 化 使 剂 中硼的含 量为 ０． ％ ～２ 。 ５ ％ 当制取 其他 硼酸 含量 的催 化剂 的步 骤 同 上 ， 改性 二 甲醚 催化 剂 。 得 １ 催化剂反应性 能评价 ３ 采 用流 动 固定床 管式 反应 装置 对催 化剂 进行 评价 ， 将催化 剂片剂 粉碎至 ２ － ０目， ０４ 取 ５ 称 重后 装入反应器 ， ｍｌ 在常压下用含 Ｈ 体积 分数 ５ 的 Ｈ， 混 合气进行还 原 。还 原结束 ％ Ｎ， 后， 切入合成 气 ， 缓慢升 压至 ４． ＭＰａ 调整空 ０ ， 速至 １０ － ０ ０ ， 别测定 ２ ０３ ０ ００３０ｈ 分 ６ －２ ℃时催化 剂的 活性 ， 即首 先分析 进 出 口 ＣＯ 含量 ， 计算 ＣＯ转化率 ， 同时分析 出 口气中二 甲醚 的含量 ，
甲醇脱水制二甲醚的催化剂研究
２ ３因其 具 有独 特 的一 维 孔 道结 构 和 较 强 的 表
作 者 简 介 ： 虹 霞 （ ９ ８一） 女 ， 族 ， 程 师 。 东北 石 油 大 关 １７ ， 满 工
以碱 性硅溶胶 、 铝酸钠 、 氧化钠 和去离子 偏 氢
水为原料 ， 异丙 醇 （Ｐ 为模 板剂 ， 酸调 节 总碱 ｉＡ） 硫
度， 动态合成 Ｚ Ｍ 一 ３分 子筛 。配 比为 ： Ｓ ２
Ｗ Ｓ ２ ： Ａ２ ３ （Ｐ ： （ Ｈ一 ： （ ｉ ） Ｗ（ １ ）： ｉＡ） Ｏ ） Ｏ Ｏ
学管理学院硕士研究生。电话 ： ５ ４ ０ ９—６ ５６ 。 ７８１ ｌ
第 ３期
关 虹霞．甲醇脱水制二 甲醚 的催化剂研究
管的恒温区， 以石英砂填充 ， 隙处填 以石英棉 。 两端 间 石英砂预先 用２ Ｎ ３ Ｎ Ｈ Ｏ 酸洗 、 焙烧以除杂钝化。 甲醇 的脱 水反应 在 高 压微 反 色谱装 置 上进行 评 价 。装 置主 要 由不锈 钢 固 定 床 反应 器 （ ｍｍ Ｘ ５ ４ ０ｍｍ） 温 控 系 统 、 量 计 （ 量 流 量 计 和 转 、 流 质
率 为 ９ ． ％ ， 甲醚 选 择 性 为 ９ ％ 。 ７６ 二 ５ 关键 词 甲醇 二 甲醚 酸性 催化剂 工 艺条 件
中图分类号 ：Ｑ ２ ． Ｔ ２３２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ９—９５ （ ００）３— １４—０ １０ ８９ ２ １ ０ ０ ９ ４
二 甲醚是 一种 用 途广 泛 的化工 产 品 ， 可作 气 雾 剂 、 冷 剂 和发 泡剂 ， 成低 碳 烯烃 ， 是理 想 制 合 也
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。
甲醇脱水制二甲醚固定床工艺技术研究
Ｐｒ ｃ ｓ ｓ ａ ｃ ｏ ｏ ｕｃ ｉ ｎ ｏ ｍ ｅ ｈｙ ｈｅ ｙ ｏ ｅ ｓ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ Ｐｒ ｄ ｔｏ ｆ Ｄｉ ｔ ｌＥｔ ｒ ｂ Ｍ ｅ ｈａ ｌＤｅ ｙ ａ ｉ ｎ ｉ ｘ ｄ ｄ ｔ ｎｏ ｈ ｄｒ ｔｏ ｎ ａ Ｆｉ ｅ Ｂｅ
ｗ ｒ ｔ ｄ ｅ ｎ ａ ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｘ ｄ ｂ ｄ ｒ ａ ｔｒ Ｏ ｔ ｌｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｆｒ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｎ ｗｅ ｅ ｏ ｔｉ ｅ ． Ｔ ｅ ｅ ｅ ｓｕ ｉ ｄ ｉ ａ ｏ ａ ｏ ｙ ｆ ｅ ｅ ｅ ｃｏ ． ｐ ｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｈ ｅ ｃ ｉ ｒ ｂ ａｎ ｄ ｉ ｍａ ｉ ｏ ｈ
二 甲醚 （ ＭＥ） Ｄ 以其 优 良 的性 质 ， 称 为 ２ 被 １世
先 支 持二 甲醚 发 展替 代 能源 的战略 。根据 这一 替代 战略 ， 有预 测认 为 至 ２ １ 国 内二 甲醚需 求量将 达 ００年
到 １０ ６ ０万 ｔ 以上 。
纪 的新 型 ” 洁 能 源 ” 清 。它 的用 途 十 分 广 泛 。它 是
ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｆ ｍｅ ａ ｏ ｃ ｕｌ ｒ ａ ｈ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｏ ｔ ｎ ｌ ｏ ｄ ｅ ｃ ｍｏ ｅ ｈ ａ ５％ ｈ ｒ ｔ ｎ ６ ａ ｄ ｉ ｔ ｙ ｅｈｅ ｓ ｌｃ ｉｉｙ ｅ ｃ ｄ ０ ｎ ｄ ｍｅ ｈ ｌ ｔ ｒ ｅ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｈｅ １ ０％ ｖ ａ ｔ
近年 来 ， 甲醚 生 产 技 术 已成 为 国 内外 工艺 技 二 术 研究 的热 点 Ｊ 。二 甲 醚 的 生 产 方 法 通 常 有 两 种 ， 步法 和两 步 法 。一 步 法 是 指 合 成气 在 多 功 能 一 催 化剂作 用 下 直接 合 成 二 甲 醚 ， 步 法是 由合 成气 两 合 成 甲醇 ， 甲醇 再 脱 水 制 二 甲 醚 。两 步法 是 目前二
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如硫酸 、硫酸和磷酸混合物 ,存在腐蚀和污染问题 。
本实验选用固体离子交换树脂为催化剂 ,克服了腐
蚀和污染问题 。实验中考察了 A、B 两种树脂催化
剂催化甲醇脱水的效果 ,工艺条件为压力 1. 6M Pa
(表压 ) 、空速 1. 0h- 1 ,结果见表 1。由表 1 可见 , A
型树脂催化剂的催化活性要明显好于 B 型 。因此 ,
选择 A 型树脂催化剂作为本课题进行下一步研究
用的催化剂 。
表 1 催化剂评价结果
温度 / ℃ 转化率 A / % 转化率 B / %
130. 0 36. 74 11. 51
140. 0 51. 93 28. 12
145. 0 58. 71 40. 87
150. 0 66. 46 53. 29
155. 0 71. 36 58. 91
二甲醚在中国被称为 "第二代民用液体燃料 "。 它在替代 LPG、柴油以及氟里昂类制冷剂方面具有 巨大的市场潜力 ,对我国能源结构的调整 、环境保护 等方面有着重要的现实意义 [ 3, 4 ] 。国家发改委编制 的《中国替代能源研究报告 》、发改委办公厅关于二 甲醚产业发展座谈会会议纪要的通知 ,都明确了优
简化的优点 ,既克服了现有液相法的污染和腐蚀问
题 ,又克服了气相法生产成本高的缺点 。
本试验以甲醇为原料 ,离子交换树脂为催化剂 ,
进行甲醇脱水制二甲醚的固定床工艺技术研究 。
1 实验部分
1. 1 反应原理
甲醇在催化剂作用下脱水反应生成二甲醚 :
cat.
2CH3 - OH
CH3 - O - CH3 + H2 O
在压力为 1. 6M Pa (表 ) 、温度为 150℃条件下考 察了空速对甲醇转化率的影响 ,结果见图 3。由图 3 可知 ,当温度一定时 ,随着空速提高 ,物料在催化剂 床层中的停留时间减少 ,甲醇转化率降低 。在树脂 催化剂上发生的甲醇液相脱水反应的反应速率较 低 ,反应物料必须在催化剂床层中保证较长的停留
第 9期
何宗华 ,等 :甲醇脱水制二甲醚固定床工艺技术研究
甲醇脱水制二甲醚固定床工艺技术研究
何宗华 ,吕爱梅 ,郝兴仁 ,李玉田
(中国石化齐鲁分公司研究院 ,山东 淄博 255400)
·3·
摘要 :以甲醇为原料 ,采用阳离子交换树脂为催化剂 ,对甲醇脱水制二甲醚的工艺技术进行了研究 。在固定床反应器中考察了压 力 、温度 、空速等工艺条件对甲醇转化率的影响 ,取得了适宜的工艺参数 :空速 1. 0h - 1 ,压力 1. 6MPa (表 ) ,温度 150 ～155℃,在此 工艺条件下甲醇转化率达 65%以上 ,二甲醚选择性为 100%。 关键词 :甲醇 ;醚化 ;二甲醚 ;固定床 中图分类号 : TQ223. 2 + 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1008 - 021X (2008) 09 - 0003 - 03
图 4 压力对甲醇转化率的影响 表 2 气相产物色谱分析数据示例
序号
甲醇
含量 w / % 水
二甲醚
1
1. 3915
0. 9927
97. 6158
2
1. 3856
0. 9529
97. 6615
3 平均
1. 3879 1. 3883
0. 9728 0. 9728
97. 6393 97. 6389
综上所述 ,甲醇脱水制二甲醚适宜的工艺条件 是空速 1. 0h- 1 、压力 1. 6M Pa (表 压 ) 、温度 150 ～ 155℃,此时甲醇转化率在 65%以上 ,二甲醚的选择 性为 100%。 3 结论
Process Research on Production of D im ethyl Ether by M ethanol D ehydra tion in a F ixed Bed
HE Z ong - hua, LV A i - m ei, HAO X ing - ren, L I Yu - tian (Research Institute of Q ilu Co. , L td. , SINOPEC, Zibo 255400, China)
(1) 以阳离子交换树脂为催化剂 ,甲醇脱水制 二甲醚工艺可行 、方法简便 。
( 2 ) 适 宜 的 工 艺 条 件 是 空 速 1. 0 h- 1 、压 力 1. 6M Pa (表 ) 、温度 150～155℃,此时甲醇转化率在 65%以上 ,二甲醚的选择性为 100%。
(3) 本工艺反应温度低 ,无副反应产生 ,无有毒 有害废料排放 。
压力对甲醇转化率的影响 ,结果见图 4。由图 4 可 见 ,在保证甲醇为液相的条件下再升高压力对转化 率的影响并不明显 ,但压力太高会使二甲醚在液相 中的溶解度增大 ,这样会使转化率受平衡因素的影 响加大 ,所以应控制压力不要过高 。但压力太小 ,如 接近泡点压力 ,则会使甲醇挥发量加大 ,造成浪费 , 并使压力波动厉害较难控制 。总体来说 ,压力对于 转化率的影响很小 。根据实验结果 ,反应压力保持 在大于甲醇泡点压力 0. 2～0. 3M Pa较为合适 。 2. 3 二甲醚的选择性
第 9期
何宗华 ,等 :甲醇脱水制二甲醚固定床工艺技术研究
时间才能得到较高的转化率 。这是因为树脂催化是 一种离子交换反应 ,反应发生在固 、液相之间 ,反应 速 度 一 般 较 慢 。工 业 生 产 中 需 将 空 速 控 制 在 1. 0h- 1左右 。
·5·
2. 2. 3 压力对反应的影响 在空速为 1. 0h- 1、温度为 155℃条件下考察了
体阳离子交换树脂做催化剂 ,甲醇在液相状态下反
应 ,采用先进的固定床与催化蒸馏相结合的工艺 ,反
应温度在 110～160℃,甲醇在固定床反应器中转化
率可达 60%以上 ,经过催化蒸馏塔的深度转化 ,甲
醇单程转化率可达 90%以上 ,二甲醚选择性 100%。
具有反应温度低 、转化率高 、选择性好 、能耗低 、流程
参考文献
1. 2 实验原料
甲醇 : 市售桶装甲醇 , 纯度大于 99. 5% ; 催化
剂 :固体离子交换树脂 。
1. 3 试验方法
反应器为内径 10mm 的器中进行脱水反应 ,反应温度通
过恒温油浴控制 ,反应压力用压力调节阀控制 ,以保
证甲醇在液相状态下反应 。反应产物冷凝后进入气
酸做催化剂 ,甲醇以液相状态通入装有液体酸的反
应釜 ,反应温度一般在 110 ～160℃,甲醇单程转化
率可达 90%以上 ,选择性可达 99%。该技术反应温
度低 ,转化率较高 ,流程简化 ,能耗低 ,因此生产成本
大大降低 。但它存在腐蚀设备 、污染环境的缺点 。
本技术是一种全新的甲醇液相法工艺 ,采用固
液分离器进行气 、液相分离 ,分别取气相 、液相产物
进行分析 。
1. 4 分析方法
试样分析采用 GC - 14B 型气相色谱仪进行定
量分析 ,数据由 HP3396 积分仪面积归一并计算打
印分析结果 。热导池检测器 ,不锈钢毛细管柱 ,用氢
气作载气 。
1. 5 计算方法
根据文献 ,甲醇转化率的计算可以忽略挥发到
Abstract: The p rocesses for p roducing dimethyl ether from methanol w ith cation exchange resin as catalyst was investigated. Effects of p ressure , temperature and space velocity on conversion of methanol were studied in a laboratory fixed bed reactor. Op tim al conditions for the reaction were obtained. The conversion of methanol could reach more than 65% and dimethyl ether selectivity reached 100% at conditions of space velocity 1. 0h- 1 , p ressure 1. 6M Pa and temperature 150～155℃. Key words: methanol; etherification; dim ethyl ether; fixed bed
二甲醚 (DM E)以其优良的性质 ,被称为 21 世 纪的新型 "清洁能源 "。它的用途十分广泛 。它是 一种重要的化工原料 ,可作为气雾推进剂 、发泡剂 等 ,并可替代氟利昂作环保型制冷剂 ,高纯度的二甲 醚可用作麻醉剂 。二甲醚在合成低碳烯烃方面也具 有重要用途 。二甲醚最主要的用途是用作民用燃 气 、汽车燃料 。作为民用燃料时 ,燃烧充分 ,无残液 , 不析碳 。二甲醚作为汽车燃料时 ,汽车尾气排放量 低 ,它在尾气中的污染物含量低于美国最严格的加 州排放标准要求 。二甲醚广阔的市场前景已得到世 界各国的普遍重视 [ 1, 2 ] 。
·4·
山 东 化 工 SHANDONG CHEM ICAL INDUSTRY 2008年第 37卷
～85% ,二甲醚选择性大于 98%。气相甲醇脱水技
术的优点是无腐蚀无污染 ,缺点是反应温度高 ,转化
率低 ,选择性不高 ,能耗高 ,因此生产成本较高 。
现有的液相甲醇脱水法采用硫酸 、磷酸等液体
气相的甲醇 ,根据冷凝的液相中的甲醇与水的相对
百分含量来计算 。
甲醇转化率 XM
XM
= 2Cw
2Cw /18 /18 + CM
/32
其中 , CW :冷凝液中水的质量分数 , % ;
CM :冷凝液中甲醇的质量分数 , %。