[发明专利]二甲醚的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从合成气制备二甲醚的方法。特别地，本发明涉及 一种改善的二甲醚合成方法，其利用化学洗涤来自醚合成步骤的粗产品 流出物以从粗产品中除去二氧化碳，从而提高生成的二甲醚的工艺产率 和最终纯化。

发明背景

本发明的方法涉及由包含碳氧化物和氢的合成气生产的二甲醚的 纯化。

在一个或多个反应器中进行合成气向二甲醚的转化，其中合成气催 化转化成方程(1)所示的甲醇和如方程(2)所示的二甲醚。转移反应 同样发生并显示在方程(3)中。

CO+2H₂→CH₃OH                           (1)

2CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂O                     (2)

CO+H₂O→CO₂+H₂                          (3)

当氢和一氧化碳之间以等于1的化学计量比率制备二甲醚的时候， 可获得合成气的最大转化。以高于或低于1的比率制备的二甲醚量较少。 在最大转化(H₂/CO≈1)，整个反应基本按照方程(4)发生：

3H₂+3CO→CH₃OCH₃+CO₂                    (4)

二氧化碳可溶解在二甲醚中，为了获得具有要求纯度的二甲醚产 品，有必要除去形成的二氧化碳。此外，当二氧化碳被除去时未转化合 成气，其再循环到二甲醚合成反应器，的组成接近用于制备二甲醚的补 充(make up)合成气，这是一种额外的优点。从合成反应器下游的二 甲醚产品中除去二氧化碳会变得非常昂贵。

已知三种除去二氧化碳的基本方法。在第一种方法中，按照上面反 应(1)到(3)合成二甲醚。然后，包含未反应合成气以及任何存在的 二氧化碳的混合流出物流从二甲醚产品中分离出，其也含有一些未反应 的甲醇。经分离的合成气和二氧化碳物流再循环到进入到反应器中的合 成气工艺物流。这种方法可方便地应用于氢气丰富的合成气，其具有例 如大于5的氢气和一氧化碳之间的比率。

在第二种已知方法中，包含未反应合成气以及二氧化碳的混合流出 物流从二甲醚产品中分离出。但是，二氧化碳随后从合成气分离。这可 以通过采用例如合适的胺化合物比如甲基二乙醇胺(MDEA)洗涤这一 物流(stream)来进行。然后，没有二氧化碳的合成气物流再循环到进 入反应器的合成气工艺物流。得到的二氧化碳可用于其它工艺，例如由 天然气经自热二氧化碳重整制备合成气中。

在第三种已知方法中，仅有合成气从二甲醚产品和二氧化碳中分离 出。这样的二甲醚产品因此含有甲醇和二氧化碳。经分离的合成气再循 环到进入反应器的合成气工艺物流。

用于从具有合成气的混合物中除去二氧化碳的各种溶剂在现有技 术中是已知的。溶剂选择依赖于溶解二甲醚和二氧化碳的能力，并且理 想的溶剂应该具有高的二氧化碳溶解性和低的挥发性。

美国专利No.5908963公开了一种从合成气制备二甲醚的方法，其 中合成气从二甲醚产品中分离并再循环到进入二甲醚合成循环的合成 气工艺物流。在二甲醚产品中过量甲醇的存在是所公开方法的焦点，而 没有解决二氧化碳的除去。

美国专利No.6458856公开了一种用于制备二甲醚的一步催化转化 方法。合成气催化转化成二甲醚后，来自反应器的流出物被分离成包含 二甲醚、二氧化碳和未转化的合成气的蒸汽混合物。使用涤气溶剂涤气 蒸汽混合物以从未转化的合成气除去二甲醚和二氧化碳。涤气溶剂包含 二甲醚和甲醇的混合物。未转化的合成气再循环到二甲醚反应器。

这一参考文献也公开了现有技术，其中涤气溶剂比如甲醇、水、甲 醇/水混合物、二甲醚或乙醇被使用。

二甲醚是二氧化碳的优良溶剂但很容易挥发，而甲醇对于二氧化碳 是比二甲醚更差的溶剂但具有较小挥发的优点。因此，期望一种利用具 有高二氧化碳溶解性且同时具有低挥发性的溶剂，由合成气制备二甲醚 的方法。

发明内容