[实用新型]一种制备聚甲氧基二甲醚的系统装置

说明书

技术领域

本实用新型属于新型燃料制备领域，涉及一种制备聚甲氧基二甲醚的系统装置。 

背景技术

聚甲氧基二甲醚(DMMn)是国际上公认的降低油耗和减小烟气排放的新型环保型燃油调和组分，十六烷值高，其物性与柴油相近，调和到柴油中使用不需要对车辆发动机供油系统进行改造。国外大公司相继对该生产技术进行开发和研究，通过试验和应用研究表明：添加20%的这种含氧化物，烟度最高可降低80%～90%，NOx可以降低50%，同时热效率也比现在单用柴油要高。 

目前多采用甲醇和三聚甲醛为原料，在催化剂的作用下缩醛化反应合成聚甲氧基二甲醚，中国发明专利CN102249869A公开了一种聚甲氧基二甲醚的工艺过程，如图1所示，包括一个反应区、一个分离区、一个催化剂再生区和一个产品脱水区。 

1)反应区：所述反应区包括单级或多级管式反应器和换热器，反应器与换热器循环连通，离子液体催化剂由管线4加入催化剂储罐V3，再经泵输送至反应器R1后，循环至整个系统；反应原料三聚甲醛经管线2、甲醇或甲缩醛经管线3，分别进入原料储罐V1、V2，反应原料通过液体质量流速计计量经管线5、循环来的轻组分经管线12、循环来的催化剂溶液经管线6计量连续流入缩醛化反应器R1；N₂通过净化单元净化，经管线1计量送入反应器R1，在一定的温度和压力下发生缩醛化反应。从反应器R1顶部流出的反应液由泵P1经管线7送入换热器V5，再经管线8返回反应器R1；反应器与换热器循环连通，反应液在反应器与换热器中循环。从反应器R1顶部排出的反应液包括催化剂、DMM_1-8、水、未反应甲醇和三聚甲醛，经管线9送入管式反应器R2，在一定的温度和压力下继续发生缩醛化反应。 

2)反应器流出液由反应器R2经管线10送到模式蒸发器V6。分离出的气相为DMM_1-2、部分水、未反应甲醇和三聚甲醛，经管线12通过冷却，返回反应系统；液相包括催化剂、DMM_3-8和水，经管线11送入相分离器V7。 

3)催化剂再生区及脱水区：在相分离器V7中下层包括离子液体、水和少量的DMM_3-8，经吸附塔V10脱水再生后经管线15由泵输送至催化剂储罐V4，再经管线6输送至反应器R1重复使用。上层粗产品主要包括DMM_3-8、水和少量离子液体催化剂，经管线13由泵输送至吸附塔V8，粗产品脱除水和酸后汇集到产品罐V9。 

聚甲氧基二甲醚的合成属于放热反应，通过外置换热器撤出反应热，很难对反应温度进行控制，容易造成局部过热，副反应增加，易生成大分子聚甲氧基二甲醚，且原料消耗增加，产品收率降低，增加动力的消耗。而且局部高温容易造成单体汽化，反应系统发生水锤，影响反应器的运行。同时原料和催化剂密度相差比较大，物料与催化剂容易发生分层，造成混合不均，催化效率降低，相应产物的收率也降低。 

通过简单蒸发和沉降分离，仅能获取DMM_3-8，其中有效组分DMM₂仍需要回收返回到反应器进一步反应生成DMM_3-8，因此该工艺过程DMM产品的收率比较低。 

为解决上述技术问题，一种散热性能好、物料无分层新型反应器以及一种新型分离工艺的制备聚甲氧基二甲醚的系统装置在新型能源的应用领域具有重要意义。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种制备聚甲氧基二甲醚的系统装置，采用一种反应物料散热性好、混合均匀、无分层、操作更加容易控制的新型反应器来生产聚甲氧基二甲醚，同时采用一种新型分离工艺实现聚甲氧基二甲醚产品的有效分离。 

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

一种制备聚甲氧基二甲醚的系统装置，包括：反应系统、减压闪蒸系统、萃取系统、碱洗系统、精馏分离系统；