[发明专利]纯二甲醚的制备方法

说明书

本发明涉及由合成气制备二甲醚的方法。特别地，本发明涉及一种改良的 二甲醚合成方法，该方法通过对醚合成步骤粗产物流出物进行物理洗涤，以除 去粗产物中的二氧化碳，从而提高所产生的二甲醚的反应产率和最终纯度。

背景技术

本发明方法涉及由包含碳氧化物和氢气的合成气制备的二甲醚的纯化。

合成气转化为二甲醚是在一个或多个反应釜中进行的，其中，如反应式(1) 所示，合成气被催化转化为甲醇，以及如反应式(2)所示，被转化为二甲醚。 同时还会发生迁移反应，如反应式(3)所示。

CO+2H₂→CH₃OH                (1)

2CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂O          (2)

CO+H₂O→CO₂+H₂               (3)

当在氢气与一氧化碳的化学计量比等于1的条件下制备二甲醚时，得到合 成气的最大转化率。当化学计量比大于或小于1时，制得的二甲醚减少。在最 大转换率时(H₂/CO≈1)，总体反应基本上按照反应式(4)进行：

3H₂+3CO→CH₃OCH₃+CO₂         (4)

二氧化碳可溶于二甲醚，为了获得所需纯度的二甲醚产物，必须除去所生 成的二氧化碳。另外还有一个好处，当除去二氧化碳后，被回收到二甲醚合成 釜中的未反应的合成气的组分接近于通常制备二甲醚合成气的成分。从反应釜 中流出的二甲醚产物中除去二氧化碳变得很有价值。

已知有三种处理二氧化碳的基本方法。在第一种方法中，二甲醚是通过上 述反应(1)～(3)制备得到的。然后从仍然包含未反应甲醇的二甲醚产物中 分离包含未反应的合成气和任何存在的二氧化碳的混合流体。分离的合成气和 二氧化碳流被循环至进入反应釜中的合成气工艺物流中。该反应过程可以在富 含氢气的合成气(例如氢气和一氧化碳比例大于5)中很方便的进行。

在第二种已知的方法中，从二甲醚产物中分离包含未反应的合成气和二氧 化碳的混合流出物流。但随后从合成气中分离二氧化碳。上述分离可例如用适 当的胺类化合物(例如甲基二乙醇胺、MDEA)冲洗该流体来完成。然后将不 含二氧化碳的合成气流回收至合成气反应流中进入反应釜。得到的二氧化碳会 被用于其他反应过程(例如通过自热二氧化碳重整由天然气制备合成气)中。

在第三种已知的方法中，仅有合成气从二甲醚产物和二氧化碳中分离。因 此二甲醚产物中含有甲醇和二氧化碳。分离后的合成气被回收到合成气反应流 中进入反应釜。

在现有技术中已知有多种溶剂用于除去与合成气的混合物中的二氧化碳。 溶剂的选择取决于溶解二甲醚和二氧化碳的能力，理想的溶剂应该对二氧化碳 具有高溶解性和低挥发性。

美国专利US5908963公开了一种由合成气制备二甲醚的方法，其中，从二 甲醚产物中分离合成气，然后合成气被回收至合成气反应流中进入二甲基醚合 成循环。该方法的焦点是二甲醚产物中存在过量的甲醇，且没有提到除去二氧 化碳。

美国专利US6458856公开了一种一步催化转化制备二甲醚的方法。当合成 气被催化转化成二甲醚后，反应釜中的流出物被分离为含有二甲醚、二氧化碳 和未转化的合成气的气体混合物。用洗涤溶剂纯化该气体混合物，从未转化的 合成气中除去二甲醚和二氧化碳。洗涤溶剂中含有二甲醚和甲醇的混合物。未 转化的合成气被回收到二甲基反应釜中。

该文献也公开了其中使用洗涤溶剂(例如甲醇，水，甲醇/水混合物，二 甲醚或者乙醇)的现有技术。

二甲醚是二氧化碳的优良溶剂，但是挥发性很强，而甲醇对二氧化碳的溶 解性比二甲醚差，但具有挥发性小的优点。因此需要使用对二氧化碳具有高溶 解性且挥发性低的溶剂由合成气制备二甲醚的方法。

发明简述

总的来说，本发明通过在醚合成过程中物理洗涤除去产物中的二氧化碳和 其它杂质来制备纯二甲醚。