[发明专利]一种二甲醚、合成气和氨气一步法制乙胺并联产甲胺的方法

说明书

本发明涉及一种二甲醚、合成气和氨气一步法制乙胺并联产甲胺的方法，以二甲醚(DME)、合成气(H₂₊CO)和氨气(NH₃)为反应原料，经过新型多床层分步式进料固定床反应器内进行接触反应，一步制得乙胺、甲胺。本发明设计科学合理、工艺高效，结合一种新型分步式进料固定床反应器，甲催化路线不使用贵金属催化剂，反应条件温和，二甲醚的转化率由18％提高到23％，乙胺选择性由25％提高到38％，甲胺选择性由26％提高到45％，提供了一种具有良好的工业应用前景且极具潜力的乙胺合成新路径，适用于大力推广使用。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及合成技术，尤其是一种二甲醚、合成气和氨气一步法制乙胺并联产甲胺的方法。

背景技术

乙胺(EA)是重要的有机化工原料。目前工业以乙醇催化胺化法制备乙胺，原料丰富，收率较高，副产物生成水，易于实现清洁化生产。然而，所用原料乙醇，主要由糖质、淀粉原料发酵获得，或乙烯水合法制得。第一个途径由于糖类发酵可能会加剧食品危机，面临产品分离能耗高、成本高的问题；第二个途径中所用原料乙烯，主要来源于石油裂解气，易受原油价格波动影响。

甲胺也是一类重要的有机化工原料，广泛用于制造染料、农药、医药、炸药、表面活性剂、防腐剂等。包括一甲胺(MMA)、二甲胺(DMA)与三甲胺(TMA)。工业上采用甲醇胺化法，以甲醇和氨为原料，在高温、高压、硅铝酸盐催化剂存在下合成一甲胺、二甲胺和三甲胺粗产物，然后经分离纯化，得到纯相产物。

综上，选择一种甲胺选择性较高，催化路线不使用贵金属催化剂，反应条件温和，具有良好的工业应用前景且极具潜力的乙胺合成新路径具有重要的研发意义，本发明在实际研发过程中，创新了一种新型多床层分步式进料固定床反应器，结合催化合成方法，使用高效便捷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，以现有合成气制乙醇技术为基础，发展一种DME、合成气和NH₃一步法选择性制乙胺并联产甲胺的方法，该技术在分段进料式固定床反应器中实现，DME与CO发生羰基化反应生成MA，然后MA加氢生成乙醇与甲醇，最后乙醇和甲醇与氨气反应生成乙胺、甲胺。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种二甲醚、合成气和氨气一步法制乙胺并联产甲胺的方法，以二甲醚(DME)、合成气(H₂₊CO)和氨气(NH₃)为反应原料，经过新型多床层分步式进料固定床反应器内进行接触反应，一步制得乙胺、甲胺，具体的方法步骤如下：

⑴取MOR、FER分子筛中的一种，在空气中550℃下煅烧3h，造粒至20-40目，用石英棉将其限定在固定床反应器的顶部第一催化床层中；

⑵取20-40目Cu基催化剂用石英棉将其限定在固定床反应器的中部第二催化床层中；

⑶取20-40目酸性分子筛用石英棉将其限定在固定床反应器的底部第三催化床层中；

⑷在反应之前，将Cu基催化剂在纯氢气流中250-350℃下原位还原5-10h；

⑸随后通入二甲醚、合成气和氨气混合气体，进行反应。

而且，所述的新型多床层分步式进料固定床反应器包括空腔壳体，该空腔壳体的上部开设有第一气体入口，第一气体入口的一侧开设有第二气体入口，在所述空腔壳体内，与所述的第一气体入口连接处，同轴可拆卸插装有不锈钢制气管，所述的空腔壳体内由上至下依次设置有第一催化床层、第二催化床层和第三催化床层，所述的不锈钢制气管依次穿装过第一催化床层、第二催化床层和第三催化床层。

而且，在所述不锈钢制气管的末端均布开设有若干个出气孔，该出气孔通入所述的第三催化床层中。

而且，所述空腔壳体的下部开设有产物出口。