[发明专利]一种甲醇多段脱水联合烃类催化转化生产二甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从醇生产醚的方法，更具体地说，本发明属于一种从甲醇联合烃类催化转化生产生产二甲醚的流化催化方法。

背景技术

二甲醚(DME)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。

二步法分两步进行，即先由合成气合成甲醇，甲醇在酸催化下脱水制二甲醚。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，二甲醚纯度高，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。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％。

CN1180064A公开了一种二甲醚的生产方法，以甲醇为原料，在较低温度(100至125℃)、常压(0-0.05MPa表压)和新的催化剂作用下进行反应脱水，即可产出二甲醚气体。

CN1125216A公开了一种由甲醇生产二甲醚的方法，该方法是甲醇先进入汽化分离塔，除去高沸点物及杂质后，在多段冷激式反应器内，复合固体酸催化剂存在下进行催化脱水反应，脱水产物进入高效填料精馏塔内进行精馏，根据不同需要，选择不同操作回流比，制得纯度为90-99.99％的二甲醚产品。

CN1368493A公开了一种甲醇催化脱水制备二甲醚的方法，涉及一种甲醇催化脱水制二甲醚的方法，其中脱水是在含SO₄^2-的固体酸催化剂存在下进行的。催化剂中SO₄^2-含量优选为2-25W％，优选的催化剂载体选自γ-Al₂O₃，η-Al₂O₃和SiO₂。

CN1301686A公开了一种甲醇脱水制二甲醚的方法，该方法是以高岭土为原料，经硫酸改性后作为催化剂，用于甲醇脱水制二甲醚。

US2004/0034255A1公布了一种利用活性氧化铝催化甲醇气相脱水制备二甲醚的方法，所述活性氧化铝的孔径为2.5nm到8.0nm，其中氧化钠的含量低于0.07％。

上述方法主要利用复合固体酸、酸改性高岭土、活性氧化铝等催化甲醇脱水制备二甲醚，且主要利用固定床反应器，生产的二甲醚多用作精细化学品，生产规模小，生产成本较高。另外，甲醇的脱水反应需要在一定温度下完成，反应过程中甲醇汽化热很大，甲醇本身放出的热量不足以维持甲醇脱水工艺过程的热量平衡。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种甲醇多段脱水联合烃类催化转化生产二甲醚的方法，以提高甲醇转化率和二甲醚的选择性。

本发明提供的方法甲醇多段脱水单元是在提升管和流化床反应器中进行，流化床反应器位于提升管的顶部，催化剂混合器位于提升管的底部，该方法包括下列步骤：

(1)、甲醇原料从催化剂混合器、提升管、流化床反应器床层中的两个以上的任意部位进入，与含Y系列沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到积炭催化剂和目的产物二甲醚；

(2)、烃类原料与流化的含Y系列沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到待生催化剂和油气，油气进一步分离得到气体等产品；

(3)、步骤(1)的积炭催化剂部分返回步骤(3)的再生器，步骤(2)的待生催化剂全部或部分进入所述再生器进行烧焦再生，再生催化剂部分或全部返回步骤(2)。

本发明所述甲醇原料中甲醇的含量为5-100重％优选50-100重％更优选90-100重％，可以含有少量杂质如水等。所述甲醇原料来自各种化石燃料如天然气、煤、油砂、石油等经气化、合成制得的粗甲醇，也可以是其它来源的甲醇。本发明中甲醇可以液相进料，也可以与反应产物、其它热源热交换后进行气相进料。

步骤(1)的甲醇原料优选从催化剂混合器底部、提升管下部、提升管中部、提升管上部、流化床反应器床层中的两个以上(包括两个)的任意部位进入，更优选甲醇原料从上述两至四个部位进入。甲醇原料分段进料的各段甲醇原料相对比例不限，步骤(1)中所述甲醇原料分段进料时可以使用喷嘴、分布管和/或分布环。