[实用新型]一种具有混气功能的二甲醚制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种二甲醚的制备装置，尤其是涉及一种具有混气功能的二甲醚制备装置。

背景技术

通常，合成气一步法制二甲醚可分为气相法和液相法两大类。气相法中的合成反应在固体催化剂表面上进行，反应具有较高的 CO 转化率。液相法是将双功能催化剂悬浮在惰性溶剂中，在一定条件下通入合成气进行反应。由于惰性介质的存在，使反应器具有良好的传热性能，反应可以在恒温下进行。合成气直接制取二甲醚的技术已渐成熟，具有原料易得、流程短、设备规模小和能耗低等优点，更有利于实际应用。

合成气一步法直接制取二甲醚，包括合成气进入反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏分离得二甲醚，未反应的甲醇返回反应器。合成气在催化剂上使生成的甲醇马上转化为二甲醚，破坏了甲醇合成反应的平衡，反应得以向生成甲醇的方向移动，提高了合成气的转化率，基本化学反应式如下：

CO+2H₂→CH₃OH

2CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂O

CO+H₂O→CO₂+H₂

总反应式：

3CO+3H₂→CH₃OCH₃+CO₂。

发明内容

本实用新型设计了一种具有混气功能的二甲醚制备装置，其解决的技术问题是：（1）制备二甲醚使用到多种原料气，不同类型的气体进行混合时容易出现爆炸的危险；（2）现有二甲醚的制备装置需要多个反应器，并且转化率不高，温度也不易控制。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案： 

一种具有混气功能的二甲醚制备装置，包括固定床反应器（4），H₂和CO分别进入气体混合罐（16）混合后进入固定床反应器（4），固定床反应器（4）出口通过管道依次连接闪蒸罐（6）、冷凝罐（7）以及缓冲罐（10），所述固定床反应器（4）上下设有多层不同的催化剂层，其特征在于：气体混合罐（16）的混合罐体（161）顶部设有混合气体出气口（163），混合气体出气口（163）通过管道与固定床反应器（4）连接，混合罐体（161）的下部设有多个进气管，混合罐体（161）的上部设有惰性物质填料层（164）。

进一步，进气管包括比重大气体进气管（162）和比重小气体进气管（165），比重大气体进气管（162）中输送CO，比重小气体进气管（65）中输送H₂，比重大气体进气管（162）的设置位置高于比重小气体进气管（165）的设置位置，比重大气体进气管（162）和比重小气体进气管（165）之间设有多层惰性材料板层（166）。

进一步，所述惰性材料板层（166）固定在混合罐体（61）内壁上，惰性材料板层（166）轴向截表面积小于混合罐体（161）的横截面积。

进一步，还包括一回流管（12），所述回流管连接在闪蒸罐（6）与固定床反应器（4）之间。

进一步，所述闪蒸罐（6）中包括一喷头。

进一步，所述固定床反应器（4）上还设有控温热电偶（5）。该具有混气功能的二甲醚制备装置具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过在混合罐体的上部设有惰性物质填料层，惰性物质填料层避免了不同类型的气体进行混合时容易出现爆炸的危险，可以实现多种气体安全混合的目的。

（2）本实用新型由于在比重大气体进气管和比重小气体进气管之间设有多层惰性材料板层，因而混合气体在惰性材料板处进行第一次混合，惰性物质填料层进一步均匀混合，使得混合更加均匀，对气体安全进行进一步的保障。

（3）本实用新型由于在固定床反应器上下设有多层不同的催化剂层，因而可以实现在一个反应器完成两个化学反应过程，合成气进入反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏分离得二甲醚，未反应的甲醇返回反应器。合成气在催化剂上使生成的甲醇马上转化为二甲醚，破坏了甲醇合成反应的平衡，反应得以向生成甲醇的方向移动，提高了合成气的转化率。

（4）本实用新型由于在闪蒸罐中设一喷头，由于液滴喷洒分布均匀，所以甲醇在闪蒸罐内会迅速沸腾分离从蒸汽入口分离使得甲醇分离效率高，并且原料液对罐体冲击力度小，延长闪蒸罐的实用寿命。