二甲醚的生产

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了浆液鼓泡塔反应器。催化剂颗粒呈细粉状，用惰性矿物油与其形成浆液。高压合成气原料从塔底喷入、鼓泡，固体催化剂颗粒与气体进料达到充分混合。用矿物油可使混合更充分、易于温度控制。二甲醚合成反应器采用内置式冷却管换热，同时副产蒸汽。浆相反应器催化剂装卸容易，无须进行停工，由于反应过程是等温操作，反应器不存在热点问题，催化剂失活速率大大降低。
由国内开发的合成气一步气相法制二甲醚技术基本成熟，并已建成千吨级装置。但对于建设大型二甲醚装置，国内技术尚需实践验证。
合成气法制DME是在合成甲醇技术的基础上发展起来的，由合成气经浆态床反应器一步合成DME，采用具有甲醇合成和甲醇脱水组分的双功能催化剂。
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任务一生产方法选择
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任务一生产方法选择
2003年8月由沪天化工与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置试车成功。该装置工艺流程合理，操作条件优化，具有产品纯度高、物耗低、能耗低的特点，在工艺水平、产品质量和设备硬件自动化操作等方面均处于国内先进水平。
近年来，我国在合成气一步法制二甲醚方面的技术开发也很积极，而且一些科研院所和大学都取得了较大进展。、介化研究院、、介化化肥厂与、钊们化物所共同开展了合成气法制二甲醚的5 mL小试研究，重点进行工艺过程研究、催化剂制备及其活性、寿命的考察。试验取得良好结果:CO转化率大于85 %;选择性大于99 %。
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任务一生产方法选择
也可采用从化肥和甲醇生产装置侧线抽得合成气的方法，适当增加少量气化能力，或减少甲醇和氨的生产能力，用以生产DME 。
催化蒸馏法制DME到目前为止，只有上海石化公司研究院从事过这方面的研究工作。他们是以甲醇为原料，用H2SO4作催化剂，通过催化蒸馏法合成二甲醚的。由于H2SO4具有强腐蚀性，而且甲醇与水等同处于液相中，因此，该法的工业化前景一般。催化蒸馏工艺本身是一种比较先进的合成工艺，如果改用固体催化剂，则其优越性能得到较好的发挥。用催化蒸馏工艺可以开发两种DME生产技术:一种是甲醇脱水生产DME，一种是合成气一步法生产DME。从技术难度方面考虑，第一种方法极易实现工业化。
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。
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任务一生产方法选择
1.国外发展现状国外开发有代表性的一步法工艺有:丹麦TopsΦe工艺、美国Air
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任务一生产方法选择
(2)美国Air Products工艺在美国能源部的资助下，作为洁净煤和替代燃料技术开发计划的一部分，
Air Products公司成功开发了液相二甲醚新工艺，简记作LPDMETM . LPDMETM工艺的主要优势是放弃了传统的气相固定床反应器，而使用
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任务二生产准备
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。二甲醚还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
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任务一生产方法选择
典型的反应器操作参数为:压力2. 76~10. 34 MPa，推荐5. 17 MPa;温度 200℃~350℃，推荐250℃。催化剂用量为矿物油用量的5%~60%，最好在5%~25% 该工艺用富含CO的煤基合成气，比天然气合成气更具优势。
(3)日本NKK工艺除Air Products公司外，日本NKK公司也开发了采用浆相反应器由合成
项目三二甲醚的生产
1 任务一生产方法选择 2 任务二生产准备 3 任务三应用生产原理确定生产条件 4 任务四生产工艺流程的组织 5 任务五正常生产操作
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项目三二甲醚的生产
6 任务六异常生产现象的判断与处理
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任务一生产方法选择
二甲醚的生产工艺主要有两种:一种是甲醇脱水制二甲醚，称为两步法; 另一种是合成气(CO + H2)直接合成二甲醚，称为一步法。
2.国内发展现状我国在20世纪90年代前后开始采用气相甲醇法(两步法)生产二甲醚工艺
技术及催化剂的开发，很快建立起了工业生产装置。近年来，随着二甲醚建设热潮的兴起，我国两步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展，工艺技术已接近或达到国外先进水平。
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任务一生产方法选择
山东久泰化工科技股份有限公司(原临沂鲁明化工有限公司)成功开发了具有自主知识产权的液相法复合酸脱水催化生产二甲醚工艺，已经建成了5 000吨/年的生产装置，经一年多的生产实践证明，该技术成熟可靠。该公司的第二套3万吨/年装置一也将投产。
一、两步法
两步法生产二甲醚的关键为甲醇脱水反应的实现。根据参与反应时甲醇的状态，两步法又分为液相法和气相法。
1.液相甲醇脱水法制DME 甲醇脱水制DME最早采用硫酸作催化剂，反应在液相中进行，因此叫作
液相甲醇脱水法，也称硫酸法工艺。该工艺生产纯度为99. 6%的DME产品，主要用于一些对DME纯度要求不高的场合。
一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味;相对密度(20 ℃)为0. 666，熔点为-141. 5℃，沸点为﹣24. 9 ℃，室温下蒸气压约为0. 5 MPa，与石油液化气(LPG)相似。易溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂; 常温下DME具有J隋性，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。二甲醚为易燃气体，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热(气态)为1 455 kJ/mol;与空气混合能形成爆炸性混合物;
Products工艺和日本NKK工艺。 (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。
该工艺造气部分选用的是自热式转化器(ATR)。自热式转化器由加有耐火衬里的高压反应器、燃烧室和催化剂床层3部分组成。二甲醚合成采用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得较高的CO和CO 2转化率。催化剂用甲醇合成和脱水制二甲醚的混合双功能催化剂。
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任务二生产准备
接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸;接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，二甲醚的毒性很低，气体有刺激及麻醉作用的特性，通过吸入或皮肤吸收过量的此物品，对中枢神经系统有抑制作用，麻醉作用弱，对皮肤有刺激性。
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任务一生产方法选择
两次长周期(500 h , 1 000 h)试验表明:研制的催化剂在工业原料合成气中有良好的稳定性;二甲醚对有机物的选择性大于97% ; CO转化率大于 75 %;二甲醚产品纯度大于99.5 %;二甲醚总收率为98. 45 % 。
对于两步法二甲醚工艺技术，无论是气相法还是液相法，国内技术均已经达到先进、成熟可靠的水平，完全有条件建设大型生产装置。
冷凝、气化特性，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利昂用作气溶胶喷射剂和制冷剂，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。
山东久泰二甲醚工艺技术已经通过了山东省科技厅组织的鉴定，已被认定达到国际水平。特别是液相法复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术，有针对性地克服了一步法合成中气相脱水提纯成本高、投资大的缺点，使反应和脱水能够连续进行，减少了设备腐蚀和设备投资，总回收率达到99. 5%以上，产品纯度不小于99.9 %，生产成本也较气相法有较大的降低。
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任务一生产方法选择
综上所述，目前合成DME有以下几种方法。 ①液相甲醇脱水法。 ②气相甲醇脱水法。 ③合成气一步法。 ④CO2加H2直接合成。 ⑤催化蒸馏法。
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任务二生产准备
一、二甲醚的性质
二甲醚(Dimethyl Ether, DME)又称作甲醚;氧代双甲烷，其分子式为 CH3-O-CH3，是最简单的脂肪醚，甲醇的重要衍生物之一。在常压下是
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任务一生产方法选择
二、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内。
一步法多采用双功能催化剂，该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，如Cu-Zn-Al(O)基催化剂，BASF”-85和ICI512等;另一类为甲醇脱水催化剂，如氧化铝。
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任务一生产方法选择
其工艺具有反应条件温和(130℃~160℃)、甲醇单程转化率高(>85%)、可间歇也可连续生产等优点，但是存在设备腐蚀、环境污染严重、产品后处理困难等缺点，国外已基本废除此法。我国仍有个别厂家使用该工艺生产DME，但在使用过程中对工艺有所改进。
2.气相甲醇脱水法制DME 气相甲醇脱水法是甲醇蒸气通过分子筛催化剂催化脱水制得DME。该工
艺的特点是:操作简单，自动化程度高，三废排放少，低于国家规定的排放标准。该技术生产DME采用固体催化剂，反应温度为200℃，甲醇转化率达到75 %~85% , DME选择性大于98 %，产品DME质量分数？ ≥ 99. 9%。甲醇制二甲醚的工艺生产过程包括甲醇加热、蒸发，甲醇脱水，甲醚冷却、冷凝及粗醚精馏，该法是日前国内外主要的生产方法。
二、二甲醚的用途
由于石油资源短缺，煤炭资源丰富及人们环保意识的增强，从煤转化成清洁燃料的二甲醚日益受到重视，成为国内外近年来竞相开发的性能优越的碳一化工产品。
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任务二生产准备
作为LPG和石油类的替代燃料，二甲醚是具有与LPG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。二甲醚作为一种新兴的基本有机化工原料，由于其具有良好的易压缩、
气一步合成二甲醚的新工艺。原料可选用天然气、煤、LPG等。工艺的第一步首先是造气，合成气经
冷却、压缩到5 ~7 MPa，进入CO2吸收塔脱除CO2 。脱碳后的原料合成气用活性炭吸附塔脱除硫化物后换热至200℃进入反应器底部。
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任务一生产方法选择
合成气在反应器内的催化剂与矿物油组成的淤浆中鼓泡，生成二甲醚、甲醇和CO2 。出反应器产物冷却、分馏，将其分割为二甲醚、甲醇和水。未反应的合成气循环后回反应器。经分馏，从塔顶可得到高纯度的二甲醚产品(95% ~ 99%，从塔底则可得到甲醇、二甲醚和水组成的粗产品。
因此，甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂的比例对DME生成速度和选择性有很大的影响，是其研究重点反应:
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任务一生产方法选择
在该反应体系中，由于甲醇合成反应和脱水反应同时进行，使得甲醇一经生成即被转化为DME，从而打破了甲醇合成反应的热力学平衡限制，使CO转化率比两步反应过程中单独甲醇合成反应有显著提高。由合成气直接合成DME，与甲醇气相脱水法相比，具有流程短、投资省、能耗低等优点，而且可获得较高的单程转化率。合成气法现多采用浆态床反应器，其结构简单，便于移出反应热，易实现恒温操作。它可直接利用 CO含量高的煤基合成气。因此，浆态床合成气法制DME具有诱人的前景，将是煤炭洁净利用的重要途径之一。合成气法所用的合成气可由煤、重油、渣油气化及天然气转化制得，原料经济易得，因而该工艺可用于化肥和甲醇装置适当改造后生产DME，易形成较大规模生产;