[发明专利]一种低能耗甲醇制二甲醚方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以甲醇为原料制备二甲醚的方法，属于化工生产技术领域。

背景技术

二甲醚生产方法主要包括合成气一步法合成二甲醚和甲醇脱水制二甲醚二步法。一步法由于目前尚存许多技术问题还未能工业化，因此目前工业上大规模的二甲醚生产普遍采用的是甲醇气固催化脱水法；该方法具有生产流程简单，设备投资较小的特点，但同时也存在能耗较高的缺陷。

现有甲醇脱水制二甲醚的方法，主要特点是设有甲醇回收塔，用精馏的方法将二甲醚精馏塔塔釜中的甲醇水溶液进行分离，提纯其中的甲醇，并将提纯后的甲醇再返回做原料，而其中的水分(包括来源于原料甲醇带来的水和脱水反应产生的水)则从甲醇回收塔塔釜排出系统。因为回收的甲醇是从甲醇加压精馏塔塔顶蒸发后再冷凝得到的，而且需要一定的回流比，因此需要消耗大量的热能；而所回收的甲醇为液相，返回做原料时还需要加热汽化，也需要消耗大量的热能。再加上作为原料的甲醇(包括甲醇回收塔回收的甲醇)，不管含水量多少，均在汽化器或汽化塔全部汽化，其中的水分也就全部汽化进入气相脱水反应系统，这样不但增加了水汽化所需热能，而且由于水是脱水反应的产物，水分进入反应系统既使反应速度降低，同时也降低了反应的平衡转化率。

公告号为CN1293029C的发明专利，公开了一种用甲醇生产二甲醚的方法。该方法将汽化提馏塔与二甲醚精馏塔进行组合，省去了用于分离提纯回收二甲醚精馏塔塔釜混合液中甲醇的甲醇回收塔，对装置的热量回收做了一些改进；但由于该方法对汽化提馏塔的底部排出的水仍需进一步处理，才能使甲醇的含量达到排放标准；同时仍然存在对整个二甲醚生产系统的热量回收不够充分的缺陷。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种既能对整个二甲醚生产系统的热量充分回收，减少反应所需热能，又能使底水中的甲醇含量达到排放标准的低能耗甲醇制二甲醚方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种低能耗甲醇制二甲醚方法，其方法步骤如下：

(1)原料甲醇分为两股物流，采用并联的方式引入甲醇加压精馏塔。

(2)第一股物流代替工艺冷却水作为冷却介质引入二甲醚精馏塔顶部的二甲醚回流冷凝器，带走二甲醚精馏塔顶气相二甲醚冷凝放出的热量，使第一股物流的温度得到提升；然后第一股物流进入甲醇加压精馏塔底部的底水换热器，带走甲醇加压精馏塔底排出的底水中的热量，使第一股物流的温度进一步提升；然后第一股物流作为热回流从甲醇加压精馏塔的上部进入塔内。以原料甲醇代替工艺冷却水作为冷却介质，既利用了二甲醚精馏过程冷却水所带走的能量，使第一股物流得到初步预热，又能够节约工艺冷却水。

(3)第二股物流作为冷回流从甲醇加压精馏塔的上部进入塔内。

(4)第一股物流和第二股物流与从二甲醚精馏塔底增压后进入甲醇加压精馏塔中部的甲醇水溶液物流相混合，进行加压精馏，在甲醇加压精馏塔底部的甲醇再沸器的作用下，进行热量交换转化成甲醇蒸汽，从甲醇加压精馏塔顶部引出。利用热负荷较大的甲醇再沸器，可以省去传统工艺中的甲醇蒸发器以及冷凝器；甲醇再沸器使原料甲醇大部分汽化，小部分进行回流，以保障甲醇加压精馏塔底排出的底水中甲醇含量符合排放标准。

(5)所述甲醇蒸汽经过甲醇加压精馏塔底部的底水换热器，带走甲醇加压精馏塔底排出的底水中的热量，使甲醇蒸汽的温度得到提升；然后再经过二甲醚反应器底部的反应产物换热器，带走二甲醚反应器底部出口的反应产物的热量，使甲醇蒸汽的温度进一步提升，满足二甲醚反应器对进料气的温度要求。

(6)所述甲醇蒸汽进入二甲醚反应器中，在催化剂的作用下，生成包含二甲醚、甲醇和水的混合气体反应产物。

(7)所述混合气体反应产物通过二甲醚反应器底部的反应产物换热器进入二甲醚精馏塔进行精馏，以使所述混合气体反应产物中的二甲醚与甲醇和水相分离并回收。

(8)将二甲醚精馏塔底部的甲醇水溶液增压后送入甲醇加压精馏塔中部，与第一股物流和第二股物流在甲醇再沸器的作用下，从甲醇加压精馏塔顶部引出甲醇蒸汽，从甲醇加压精馏塔底部并经底水换热器排出底水。