[发明专利]合成气生产二甲醚的方法和设备

权利要求书

1. 一种合成气生产二甲醚的方法，其特征是加压合成气先在第一段至少有二个块区由各自可独立调节汽化压力和温度的换热管组的组合反应设备(401)中催化合成甲醇，再在甲醇催化脱水反应器(402)中甲醇脱水反应生成二甲醚，气体经换热分离二甲醚、甲醇和水后，除少量弛放外的循环气体与原料合成气汇合再进行甲醇二甲醚合成。

2. 根据权利要求1所述合成气生产二甲醚方法的设备，其特征是由甲醇合成反应器和甲醇脱水反应器串连组成，第一段甲醇合成反应器至少有二个换热管组区块的水冷组合反应器(401)，各换热管组(91)、(92)与各自可独立调节汽化压力的汽包(71)、(72)连结，构成不同汽化压力和冷却介质温度的循环回路，用调节不同换热管组(91)、(92)的汽化温度，降低甲醇合成催化剂床层温差，串连在后的第二段甲醇脱水采用气冷冷管型固定床反应器(402)，连续用进塔气通过换热管将甲醇脱水反应热换热，缩小脱水反应催化剂温差。

3. 根据权利要求1所述合成气生产二甲醚方法的设备，其特征是由甲醇合成反应器和甲醇脱水反应器串连组成，第一段甲醇合成反应器至少有二个换热管组区块的水冷组合反应器(401)，各换热管组(91)、(92)与各自可独立调节汽化压力的汽包(71)、(72)连结，构成不同汽化压力和冷却介质温度的循环回路，用调节不同换热管组(91)、(92)的汽化温度，降低甲醇合成催化剂床层温差，串连在后的第二段甲醇脱水反应器采用水冷管水冷反应器(402)，用调节换热水冷管组(93)相连的汽包(73)汽化压力，通过水管中的水吸热汽化移去催化剂层反应热，缩小脱水反应催化剂床层温差。

4. 根据权利要求1所述合成气生产二甲醚方法的设备，其特征是甲醇合成和甲醇脱水催化剂在同一壳体的反应器中，组合反应器壳体(1)内至少有三个换热管组(91)、(92)、(93)的催化反应区块(81)、(82)、(83)组成水冷组合反应区，由同一反应器壳体(1)内的上部反应区块(81)、(82)内有甲醇合成催化剂和下部反应区块(83)甲醇脱水催化剂层组成。

5. 根据权利要求2、3所述的合成气生产二甲醚的设备，其特征是第一段甲醇合成塔(401)和第二段甲醇脱水反应器(402)，两者前后串连组合，甲醇合成塔和甲醇脱水反应器之间串连脱水反应器进塔和出塔气的气-气换热器(202)。

6. 根据权利要求1所述的合成气生产二甲醚的方法，其特征是出甲醇脱水反应器的气体经回收热量和水冷器冷却到室温，在气液分离器(403)中分离液相产物甲醇、二甲醚和水后，气体到吸收塔(404)用水或甲醇吸收二甲醚和甲醇。

7. 根据权利要求1和6所述的合成气生产二甲醚的方法，其特征是气液分离器(403)和吸收塔(404)为上下组成同一壳体的分离塔，上部为吸收塔，下部为气液分离塔，气体先进下部气液分离塔经机械分离液相甲醇二甲醚产物，再到上部吸收塔用水或甲醇吸收气相中的甲醇和二甲醚。

8. 根据权利要求1所述的合成气生产二甲醚的方法，其特征是循环气和原料合成气量的分子数比小于4。

9. 根据权利要求1所述的合成气生产二甲醚的方法，其特征是合成气合成甲醇和二甲醚的压力高于5MPa。

10. 根据权利要求1所述的合成气生产二甲醚的方法，其特征是出第一段甲醇合成催化剂的合成气中，甲醇体积含量大于10％。