[发明专利]一种二甲醚合成反应器及二甲醚合成工艺

说明书

本发明公开了一种二甲醚合成反应器及二甲醚合成工艺，所述二甲醚合成反应器，所述反应器的顶部开设有甲醇进料口和人孔；所述反应器的下部侧壁设置有导出催化剂的第一出口，所述反应器的底部设置有导出混合物的第二出口；所述反应器的腔室中由上而下间隔设置含有固体催化剂的填料层；所述反应器的腔室中设置有换热组件，所述换热组件的进口和出口通过所述反应器的侧壁分别与甲醇气相和所述甲醇进料口连通，其中，所述填料层设置于所述第一出口的上方。本发明通过在反应器的腔室内设置换热组件，占用空间少，具有反应器的进出口温度低、以及热量充分利用的优点。

技术领域

本发明涉及二甲醚的制作工艺，更具体地，涉及一种二甲醚合成反应器及二甲醚合成工艺。

背景技术

二甲醚又称甲醚，简称DME。二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。目前，国内外生产二甲醚的方法主要有合成气一步法和甲醇法，甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。然而，现有通过甲醇气相法生产二甲醚的工艺中，主要反应物甲醇在进入反应器之前需将温度提升至280℃左右，需要大量的热量来进行加热，以使甲醇脱水反应的转化率更高。此外，在反应器中进行甲醇脱水反应后，因反应放热，反应器内出现超温情况，且从反应器中输出的混合物温度过高，极大的增加了后续冷却的难度，同时成本也明显增加，热量的利用效率低下。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种二甲醚合成反应器及二甲醚合成工艺，具有反应器的进出口温度低、以及热量充分利用的优点。

本发明的技术方案是：

一种二甲醚合成反应器，所述反应器的顶部开设有甲醇进料口和人孔；所述反应器的下部侧壁设置有导出催化剂的第一出口，所述反应器的底部设置有导出混合物的第二出口；所述反应器的腔室中由上而下间隔设置含有固体催化剂的填料层；所述反应器的腔室中设置有换热组件，所述换热组件的进口和出口通过所述反应器的侧壁分别与甲醇气相和所述甲醇进料口连通，其中，所述填料层设置于所述第一出口的上方。

上述技术方案的工作原理如下：初始时，通入一段时间温度为250℃-300℃的甲醇气相，使得甲醇在反应器中进行脱水反应，当反应器的腔室内达到预设温度时，直接将温度为130℃-160℃的甲醇气相通入换热组件中进行换热，换热后甲醇的温度能够基本达到270℃-310℃，然后将其从甲醇进料口通入反应器中进行普遍的脱水反应，无需再进行初始的加热，而是直接利用甲醇脱水反应的放热的特点，从而提升进入甲醇进料口的甲醇气相的温度，实现热量的充分利用，温度波幅小，且换热组件设置于反应器的内部，节省了空间，同时，与换热组件进行换热后，保持反应器内的温度稳定，避免出现超温的情况，也降低了导出的混合物的温度，降低了后续冷却的成本和难度。

与现有技术相比，本发明通过在反应器的腔室内设置换热组件，使得在初始阶段需要使用外热将130℃-160℃的甲醇气相加热到250℃-300℃以外，其余正常工作阶段均可利用甲醇脱水反应放出的热量实现甲醇气相的加热，使得进入甲醇进料口的温度在270℃-310℃，且温度波幅小，节约能源，实现热量的充分利用，同时，与换热组件进行换热后，保持反应器内的温度稳定，避免出现超温的情况，也降低了导出的混合物的温度，降低了后续冷却的成本和难度，再者，换热组件设置于反应器的内部，明显节省了空间，减少了设备投入和维护费用。

在进一步的技术方案中，所述换热装置包括设置于所述第一出口上方的第一换热单元，所述第一换热单元包括多组自上而下间隔布置的甲醇换热管，所述甲醇换热管的进口和出口通过所述反应器的侧壁分别与甲醇气相和所述甲醇进料口连通。

通过在第一出口的上方设置第一换热单元，且填料层也设置在第一出口的上方，使得脱水反应放出热量后，甲醇换热管马上就可将热量带走，实现热量充分利用的同时，进一步避免反应器内出现超温的情况。

在进一步的技术方案中，所述甲醇换热管在所述反应器的腔室中呈从上至下的螺旋缠绕形状。