二甲醚的生产工艺
二甲醚生产流程

二甲醚的生产方法最早是由高压甲醇生产中的副产品精馏后制得,随着低压合成甲醇技术的广泛应用,副反应大大减少,二甲醚的工业生产技术很快发展到甲醇脱水或合成气直接合成工艺。
甲醇脱水法包括液相甲醇法和气相甲醇法,前者的反应在液相中进行,甲醇经浓硫酸脱水而制得,但因该法存在装置规模小、设备易腐蚀、环境污染、操作条件恶劣等问题,逐步被淘汰。
近年来,二甲醚的需求量增长较大,各国又相继开发投资省、操作条件好、无污染的新工艺,主要包括二步法和一步法。
二步法先由合成气制取甲醇,然后将甲醇在催化剂下脱水制取二甲醚。
以前主要采用硫酸作催化剂,现在大多采用由γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作催化剂,性能优良,选择性好,故能制备出高纯的二甲醚,还能避免污染。
一步法由合成气直接制取二甲醚,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和水-煤气变换反应,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。
一步法多采用双功能催化剂,一般由两类催化剂混合而成,其中一类为合成甲醇催化剂,另一类为甲醇脱水催化剂。
合成甲醇催化剂包括Cu-Zn-Al (O)基催化剂,如BASF、S3-85和I-CI-512等。
甲醇脱水催化剂有氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
一步法根据反应器类型分为固定床和浆态床两种。
一步法制二甲醚的反应可分为以下几步:CO+H2—>CH3OH -ΔH=90.7kJ/mol (1)2CH3OH—>CH3OCH3+H2O -ΔH=23.5kJ/mol (2)CO+H2O—>CO2+H2 -ΔH=41.2kJ/mol (3)总反应式:3CO+3H2—>CH3OCH3+CO2 -ΔH=246.1kJ/mo l (4)一步法与二步法相比较,各有优势。
一步法中CO的转化率远高于二步法,但在一步法中,由于三个反应必须同时发生,且三个反应均为放热反应,这就要求所用的催化剂有很好的耐热性,在高温下具有高选择性。
二甲醚生产工艺

二甲醚生产工艺二甲醚是一种无色、无味的液体,化学式为 CH3OCH3,是一种重要的有机化学品。
它具有很高的燃烧热值,被广泛应用于化工领域。
下面我们来介绍一下二甲醚的生产工艺。
目前,二甲醚的主要生产工艺是通过甲醇脱水制备而成。
其具体的生产过程如下:首先,将甲醇加入至醇解器中,然后加入一定量的硫酸作为酸催化剂。
醇解器采用浸没式加热,在适宜的温度下进行反应。
甲醇与硫酸反应生成甲基甲醚,反应方程式为:CH3OH + H2SO4 → CH3OCH3 + H2O其中,甲醇为脱水剂,而硫酸则起催化剂的作用,加快反应速率。
随着反应的进行,甲基甲醚会沉淀形成液相和固相两个分离层。
液相中的甲基甲醚通过分离装置进行分离,然后经过净化处理,去除其中的杂质和有害物质。
固相中的硫酸则需要进行再生利用。
接下来,对液相中的甲基甲醚进行精馏操作,将其中含有的杂质分离出来,以提高二甲醚的纯度。
精馏塔通常采用连续操作,通过控制温度和压力来实现分馏。
分馏过程中,高纯度的二甲醚会在顶部的冷凝器中凝结成液体,然后被收集起来,而杂质则会在底部的渣油中积聚。
最后,经过精馏处理后得到的二甲醚为产品,可以通过灌装或其他方式包装出厂。
产生的废气和废水通过处理设备进行处理,以减少对环境的影响。
二甲醚的生产工艺需要一定的设备和化学药剂的投入,同时也需要进行精确的操作和控制。
在生产过程中,要注意安全生产,避免发生事故和意外,确保工作人员的人身安全。
总结起来,二甲醚的生产工艺主要包括甲醇脱水反应、分离和净化处理、精馏操作等步骤。
通过这些步骤,可以得到高纯度的二甲醚产品。
生产过程中需要考虑资源利用和环境保护等因素,以实现可持续发展。
5万吨年二甲醚生产工艺设计

二甲醚(Dimethyl Ether,简称DME)是一种无色、易挥发液体。
由于其高效燃烧、无毒、低排放以及适应性广等特点,DME已经成为一种具有广泛应用前景的清洁燃料。
本文将对5万吨年二甲醚生产工艺进行设计,从原料准备、合成反应、分离提纯等方面进行详细介绍。
一、原料准备二甲醚的主要原料是甲醇和氧气。
甲醇产量占到了总原料消耗的大部分,因此对甲醇的质量和稳定供应非常关键。
同时,氧气也是必不可少的原料。
除此之外,还需要一定量的催化剂和助剂。
因此,在生产之前,需要建设甲醇生产装置、气体供应装置以及配套的催化剂和助剂供应装置。
二、合成反应二甲醚的合成反应通常是通过甲醇脱水反应进行的。
该反应在一定的温度和压力下进行,常用的反应条件为350-450℃和1-1.5MPa。
反应中,甲醇和氧气经过氧化反应生成氢气和二甲醚,在此过程中需要催化剂的作用。
常用的催化剂有铜铝复合氧化物、金属纳米颗粒、以及酸催化剂等。
合成反应还需要关注反应速率、转化率等指标,并需要对反应产物进行实时监控和分析。
三、分离提纯合成反应得到的产物中,除了二甲醚还有一些杂质气体和液体,需要进行分离和提纯。
通常采用的分离方式有顺序蒸馏和精馏等。
首先,通过顺序蒸馏进行初步的分离,得到含有较高浓度的二甲醚液体。
然后,再通过精馏等工艺进行进一步的提纯,得到纯度较高的二甲醚产品。
在以上的工艺设计中,除了需要考虑生产原料的供应和质量,还需要关注反应条件、催化剂的选择以及分离和提纯过程中的操作条件。
同时,还需要关注工艺的安全性与环境友好性,通过合理设计和布置设备,采取相应的安全措施,以确保生产过程中的安全和环保。
此外,还应该对工艺进行经济性分析和评价。
包括对原料成本、设备投资、能耗等进行测算和评估,以求取到较为经济合理的工艺方案。
以上是对5万吨年二甲醚生产工艺设计的详细介绍。
通过对原料准备、合成反应和分离提纯等方面的设计和考虑,可以确保生产过程的稳定性和高效性,从而实现二甲醚的大规模生产。
二甲醚生产工艺规程及其操作

二甲醚生产工艺规程及其操作1. 简介二甲醚,学名双甲醚或甲氧基甲烷,是一种常见的有机化合物,化学式为CH3OCH3。
它可以用作溶剂、工业清洗剂和燃料添加剂。
本文将介绍二甲醚的生产工艺规程及其操作步骤。
2. 生产工艺规程2.1 原料准备二甲醚的生产原料包括甲醇和氢气。
甲醇可以通过甲烷加氧化反应得到,而氢气则通过氢气制备设备产生。
在生产过程中,需要确保原料的纯度和质量符合要求。
2.2 催化剂制备二甲醚的生产需要使用一种合适的催化剂,常用的催化剂有固体酸催化剂和金属催化剂。
催化剂制备过程包括催化剂的合成、活化和干燥等步骤。
2.3 反应装置生产二甲醚的反应装置主要包括反应釜、加热装置和冷却装置等。
反应釜应选用耐腐蚀性好、密封性能优良的材料制成。
2.4 反应条件二甲醚的生产反应通常在一定的温度和压力下进行。
反应温度和压力会影响催化反应的速率和产率。
合适的温度和压力应根据催化剂的性质和反应速率进行调整。
2.5 分离提纯反应结束后,得到的产物需要进行分离和提纯步骤。
分离步骤主要包括蒸馏和萃取等。
蒸馏过程中可以根据产物的沸点差异来实现分离。
2.6 产品储存最后,得到的二甲醚产品需要储存起来以备后续使用。
储存过程中需要注意防潮、防火和成品的质量控制等问题。
3. 操作步骤3.1 原料准备在进行二甲醚生产之前,需要准备好甲醇和氢气原料,并确保其质量合格。
同时,根据生产需要,准备好适量的催化剂。
3.2 反应装置准备将反应釜清洗干净,并确保其完好无损。
将催化剂加入反应釜中,并加入适量的溶剂和助剂。
3.3 反应操作启动加热装置,将反应釜加热至设定温度。
同时,通入氢气到反应釜中,控制压力在预设范围内。
开始加入甲醇原料,并保持反应温度和压力稳定。
3.4 反应结束根据实际反应情况,确定反应结束时机。
停止加热装置,停止氢气通入,并将反应釜冷却至室温。
3.5 分离和提纯将反应产物进行分离和提纯操作。
可以通过蒸馏、萃取等方法将二甲醚与其他组分分离开来,得到纯净的二甲醚产品。
二甲醚(DME)的主要用途和生产方法

二甲醚(DME)的主要用途1.1.1替代氯氟烃作气雾剂随着世界各国的环保意识日益增强,以前作为气溶工业中气雾剂的氯氟烃正逐步被其他无害物质所代替。
1.1.2.用作制冷剂和发泡剂由于DME的沸点较低, 汽化热大,汽化效果好,其冷凝和蒸发特性接近氟氯烃,因此DME 作制冷剂非常有前途。
国内外正在积极开发它在冰箱、空调、食品保鲜剂等方面的应用,以替代氟里昂。
DME作为作发泡剂,国外已相继开发出利用DME 作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、热塑聚酯泡沫的发泡剂。
发泡后的产品,孔的大小均匀,柔韧性、耐压性、抗裂性等性能都有所增强。
1.1.3.DME用作燃料由于DME具有液化石油气相似的蒸气压,在低压下DME 变为液体,在常温、常压下为气态,易燃、毒性很低,并且DME的十六烷值(约55) 高,作为液化石油气和柴油在汽车燃料方面的代用品,条件已经成熟。
由于它是一种优良的清洁能源,已日益受到国内外的广泛重视。
在未来十年里,DME 作为燃料的应用将有难以估量的潜在市场,其应用前景十分乐观。
可广泛用于民用清洁燃料、汽车发动机燃料、醇醚燃料。
1.1.4.DME用作化工原料DME 作为一种重要的化工原料, 可合成多种化学品及参与多种化学反应:与SO3 反应可制得硫酸二甲酯;与HCl 反应可合成烷基卤化物;与苯胺反应可合成N , N - 二甲基苯胺;与CO 反应可羰基合成乙酸甲酯、醋酐,水解后生成乙酸;与合成气在催化剂存在下反应生成乙酸乙烯;氧化羰化制碳酸二甲酯;与H2S 反应制备二甲基硫醚。
此外,利用DME 还可以合成低烯烃、甲醛和有机硅化合物。
目前合成DME有以下几种方法:(1)液相甲醇脱水法(2)气相甲醇脱水法(3)合成气一步法(4)CO2 加氢直接合成。
(5)催化蒸馏法。
其中前二种方法比较成熟,后三种方法正处于研究和工业放大阶段。
本设计采用气相甲醇脱水法。
下面对这几种方法作以介绍。
DME合成主要方法1)液相甲醇脱水法制DME甲醇脱水制DME 最早采用硫酸作催化剂, 反应在液相中进行, 因此叫做液相甲醇脱水法, 也称硫酸法工艺。
二甲醚的生产工艺及其特点

二甲醚的生产工艺及其特点目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有二步法和一步法两种,二步法是经过甲醇合成和甲醇脱水二步过程得到DME,一步法是合成气直接生产DME,新开发的工艺有二氧化碳加氢合成二甲醚和生物质间接液化制取二甲醚。
一、二步法合成工艺1、液相法最早采用的生产DME的方法是甲醇在浓硫酸中液相脱水,即将浓硫酸与甲醇混合,在低于100℃时加热制得。
台湾的ConsulChemical 公司早于1976年即用此法生产DME,该工艺过程具有反应温度低、甲醇转化率高(>80%)二甲醚选择性好(99%)等优点,但该方法由于使用腐蚀性大的硫酸,残液和废水对环境的污染大,国外现已不用此法,而国内仍有少数厂家用此法生产。
2、气一固相法目前,许多工业化装置是用甲醇气相脱水生产DME,意大利的ESSO公司用负载金属的硅酸铝作催化剂生产DME,其甲醇的转化率为70%,DME的选择性大于90%。
Mobil公司利用新型的ZSM-5分子筛作甲醇脱水的催化剂,在比较温和的反应条件下,获得了甲醇转化率为80%,DME的选择性>98%的好结果。
日本三井化学公司在1991年开发了一种寿命长、活性高、选择性好的氧化铝催化剂,使用寿命为半年,转化率可达74.2%,选择性为99%。
我国的西南化工研究院,采用ZSM-5分子筛,在200℃条件下,甲醇的转化率可达75%~80%,选择性大于98%,已先后在我国建立了数套2500t/a规模的生产装置。
浙江省化工研究院也开发了甲醇气相脱水制DME的催化剂,在江苏的吴县化工厂进行2500t/a规模的工业生产。
目前国内外采用甲醇脱水二步法工艺生产DME的较大企业有:美国杜邦公司、德国联合莱茵褐煤燃料公司、汉堡的DMA公司和荷兰的阿克苏公司,生产能力均达到万吨级以上;澳大利亚悉尼CSR公司、日本住友精细化工公司和我国的中山凯达精细化学品公司各具有5000t/a的生产能力。
由甲醇脱水生产二甲醚工艺的优点是工艺较为成熟,操作比较简单,能获得高纯度的二甲醚(最高可达99.99%)。
二甲醚生产工艺及设备介绍
Ⅰ气相甲醇脱水法制DME1.应用案例年产10万吨二甲醚工程项目应用于广东绿源化工有限公司。
1.1 采用的工艺生产过程中二甲醚在催化剂作用下主要发生的主副反应为:主反应:2CH3OH=CH3OCH3+H2O副反应:CH3OH=CO+2H22CH3OH=CH4+2H2O+CCH3OH=CH4+H2+COCO+H2O=CO2+H2C+CO2=CO作为纯粹的 DME 生产装置而言,表 5.3-2 中列出3种不同生产工艺的技术经济指标。
由表1可以看出,由合成气一步法制 DME 的生产成本远较硫酸法和甲醇脱水法为低,因而具有明显的竞争性。
但相对其它两类方法,目前该方法正处于工业放大阶段,规模比较小,另外,它对催化剂、反应压力要求高,产品的分离纯度低,二甲醚选择性低,这都是需要研究解决的问题。
本设计采用汽相气相甲醇脱水法制DME,相对液相法,气相法具有操作简单, 自动化程度较高, 少量废水废气排放, 排放物低于国家规定的排放标准,DME选择性和产品质量高等优点。
同时该法也是目前国内外生产DME的主要方法。
表1二甲醚各种生产方法技术经济比较1.2 原料及产品规格原料:工业级甲醇甲醇含量≥99.5wt%水含量≤0.5 wt%产品: DME含量≥99.95wt%甲醇含量≤500ppmwt 水含量≤0.05ppm1.3 设计规模和设计要求设计规模:100,000吨DME/年,按照8000小时开工计算,产品流量12,500kg/h,合271.332kmol/h。
1.4 设计要求:产品DME:回收率为99.8%,纯度为99.95 wt%。
回收甲醇:回收率99.95%,纯度为99.0 wt%。
2 生产工艺及装置2.1 工艺流程本项目以甲醇为原料,经甲醇汽化、脱水反应、冷凝、精馏等工序,生产燃料级二甲醚。
其工艺流程见下图。
(1)汽化循环甲醇贮罐中的甲醇用甲醇进料泵加压并计量后,在甲醇换热器中与反应气换热,然后进入甲醇汽化塔;来自精馏塔的一部分釜液(甲醇水溶液)也经预热后进入汽化塔。
二甲醚 工艺流程
二甲醚生产工艺流程
甲醇催化脱水反应法合成二甲醚,主要包括原料甲醇汽化、脱水反应、冷凝洗涤、精馏提纯等四个阶段。
甲醇储罐中的原料甲醇经甲醇进料泵加压并计量后,在甲醇预热器预热,然后甲醇汽化塔汽化。
汽化后的气相甲醇经气体换热器与反应器换热后进入反应器(反应温度250-350℃,反应压力0.5-0.8MPa),第一股甲醇气体过热到反应温度从顶部进入反应器进行反应,第二股甲醇气体稍过热后作为调节气与过热甲醇气混合从顶部进入反应器。
从反应器出来的粗甲醚气体经气体换热器、精馏塔再沸器、甲醇预热器、粗甲醇预热器换热,再经粗甲醚冷却器冷却后进入粗甲醚储罐进行气液分离,分离后液相为粗甲醚,粗甲醚用精馏塔进料泵加压并计量,经粗甲醚预热器预热后进入精馏塔,经精馏分离从顶部得到二甲醚产品。
甲醛生产工艺流程
空气经空气过滤器过滤,经鼓风机鼓入甲醇蒸发器,空气在甲醇蒸发器的底部鼓泡。
在甲醇蒸发器中,甲醇与空气一起被热水加热鼓泡蒸发。
出甲醇蒸发器的空气-甲醇混合气体立即补入水蒸汽,使空气-甲醇离开爆炸范围。
空气-甲醇-蒸汽三元混合气体经过热器加热进三元阻火过滤器,然后进入氧化器。
三元混合气在630℃~670℃、银催化剂的作用下,甲醇发生氧化反应和脱氢反应生成甲醛。
反应后的气体立即进入氧化器的激冷段管程,被壳程的水立即冷却,反应气被激冷到200℃立即进入氧化器的冷却段管程,被壳程的热水冷却到80℃~100℃后由吸收塔底至塔顶与循环吸收液逆流接触,至塔底后,甲醛浓度达到37%以上,经冷却后得到产品甲醛。
二甲醚工艺流程说明
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一、二甲醚的性质和用途。
二甲醚(Dimethyl Ether,简称 DME)是一种无色、无味、无毒的气体,具有较高的燃烧效率和低污染排放特性。
二甲醚生产工艺及流程操作
第一节流程简述粗甲醇由原料槽经原料泵打入粗甲醇储槽 V107,再经甲醇中间泵P106 打入甲醇塔C103 中部(如原料是精甲醇,则直接进入精甲醇储槽V101)。
在甲醇塔分离出水,>95%的甲醇由塔顶经E106 甲醇冷凝器后,进入甲醇回流槽V103,部分甲醇回流入塔C103,部分进入精甲醇储槽V101,甲醇塔尾气排空。
V101 槽的甲醇由P101 精甲醇泵经E103 冷甲醇加热器进入E101 甲醇蒸发器,蒸发的甲醇蒸气经E102 甲醇气加热器与反应后气体再加热至200℃,进入C101 合成塔下部,在经中央管加热至270℃,从合成塔上部进入催化剂床层,合成反应为放热反应,合成塔温度由导热油冷却控制。
开车时由导热油加热至反应温度。
反应后的混合气在E102、E103 中与入塔的冷甲醇换热后,进入经合成气冷凝器冷凝后进入C102 二甲醚分离塔中部,从塔顶得到99%的二甲醚,它经E105二甲醚冷凝器冷凝后进入二甲醚塔回流槽V102,部分回流入塔,部分进入V106精二甲醚冷凝储槽再进入产口储槽。
在C101 及C102 塔中,操作压力为0.4~1.0Mpa,C102 塔底的甲醇水经减压后进入C103 塔中部,塔底水分析合格后排放。
第二章合成塔操作二甲醚由甲醇在催化剂作用下脱水来合成,反应为放热反应,方程式为:2CH3OH—CH3OCH3+H2O+5.5Kcal为严格控制反应温度应及时移走反应热,二甲醚合成设计为列管式,催化剂装于管内,管外用导热油强制换热。
导热油自下部加热合成塔壳程,上部引出至导热油加热炉,经导热油泵打循环。
为防止不凝气体在合成器壳程上部积聚影响传热效果,设有一导热油膨胀罐,导热油膨胀罐的主要作用是吸收导热油的热膨胀及排放不凝气体。
在开工阶段,导热油的升温由加热炉来完成,加热炉采用燃油炉形式。
通过改变导热油入合成塔壳程的温度来调节催化剂床层温度。
第一节合成原始开车步骤1)检查按照流程图核对各设备管道、阀门和各种仪表是否齐全,位置是否正确,按技术规程检查安装质量。
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二甲醚及生产工艺摘要:综述了二甲醚的性质、用途、生产方法及使用二甲醚时候的注意事项。
关键词:二甲醚化工产品合成气一步法甲醇液相法甲醇气相法一、产品说明1、二甲醚的基本概况二甲醚别名:甲醚英文名称:methyl ether;dimethyl ether;DMECAS编号:115-10-6分子式:C2H6O结构式:CH3—O—CH3二甲醚又称甲醚,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。
相对密度(20℃)0.666,熔点-14 1.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。
溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为1455kJ/mol。
常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,毒性极低;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
2 生产原理2.1 生产方法简介目前国外二甲醚生产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。
合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验; ②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法2.2 反应方程式合成气一步法以合成气(CO + H2 )为原料,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成,同时伴随CO的变换反应。
其反应式如下。
2CO + 4H2 = 2CH3OHCO +H2O =CO2 +H22CH3OH =CH3OCH3 +H2O总反应: 3CO + 3H2 =H3COCH3 +CO2甲醇液相法:甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130 ~130 ℃下进行。
其化学反应式如下:2CH3OH =H3COCH3 +H2O甲醇气相法:催化剂为ZSM分子筛、磷酸铝或γ2Al2O3。
甲醇脱水反应的化学反应式如下。
主反应:2CH3OH =H3COCH3 +H2O主要副反应:CH3OH =CO + 2H2H3 COCH3 =CH4 +H2 +COCO +H2O =CO2 +H23 工艺过程及流程图3.1工艺过程合成气一步法合成气一步法的主要特点在于反应的优势,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成。
反应平衡常数大,合成气单程转化率高,达到40. 0% ~75. 0%。
合成气一步法以合成气(CO+H2)为原料,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成,同时伴随CO的变换反应。
合成气一步法的主要特点在于化学反应的优势。
合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成,反应平衡常数大。
由于反应生成的甲醇立即进行脱水反应生成二甲醚,从而克服了合成甲醇反应转化率低的弱点。
合成气中CO单程转化率高,可达到40. 0% ~75. 0%。
甲醇液相法甲醇液相法由硫酸法发展而来,而硫酸法生产二甲醚工艺是硫酸法生产硫酸二甲酯生产流程中的前半段生产工艺。
甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130~130℃下进行。
甲醇经预热后进入反应器,在无机酸的催化作用下进行脱水反应。
通过加热,将反应生成的二甲醚、水以及相平衡的甲醇蒸发气化送出反应器。
反应产物经冷凝分离,未冷凝的气相经压缩液化即为产品二甲醚。
冷凝液经精馏分离,水从塔釜排出,甲醇返回做原料。
甲醇气相法甲醇气相催化脱水法是目前国外使用最多的二甲醚工业生产方法。
其特点是技术成熟可靠、投资低、产品调整灵活、工艺简单、生产成本低等。
反应压力为0. 5~1. 5MPa,温度为230~400℃。
甲醇经汽化在换热器中与反应器出来的反应产物换热后进入反应器进行气相催化脱水反应,反应产物经换热后用循环水冷却冷凝。
反应器结构有绝热式固定床、换热式固定床、多段冷激式固定床和等温管式固定床等。
冷却冷凝后的物料在粗甲醚中间罐进行气液分离。
气相为副反应产生的不凝气和二甲醚、甲醇的饱和蒸气,送入洗涤塔用甲醇或甲醇-水溶液吸收回收其中二甲醚。
吸收液返回粗甲醚中间罐,吸收尾气送出装置。
粗甲醚中间罐的粗二甲醚用精馏塔进行精馏分离,从精馏塔顶出来的二甲醚蒸汽经精馏塔冷凝器冷凝后一部分回流入塔,一部分作为产品送产品贮罐。
从二甲醚精馏塔釜得到的甲醇-水溶液送入甲醇提浓塔精馏提浓甲醇,提浓后的甲醇返回作为反应原料。
从甲醇提浓塔塔釜排出含醇废水。
3.2工艺流程图合成气一步法工艺流程图甲醇液相法工艺流程图甲醇气相法工艺流程图4 主要设备选择本生产过程的主要设备有二甲醚精馏塔、甲醇精馏塔、二甲醚反应器、进料蒸发罐、甲醇缓冲罐、高压蒸汽冷凝罐、闪蒸槽、二甲醚回流槽。
5 主要用途及注意事项5.1 主要用途二甲醚是一种新兴的基本化工原料,由于其具有良好的易压缩、冷凝、汽化特性,在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。
随着石油资源的紧缺及价格上涨,清洁环保理念的深入,作为柴油替代资源的清洁燃料——二甲醚得到大力推广,并逐渐进入了民用燃料市场和汽车燃料市场。
二甲醚具有燃料的主要性质,其热值约为64.686MJ/m3,且其本身含氧量为34.8%,能够充分燃烧,不析碳、无残液,是一种理想的清洁燃料。
以前主要由于其成本较高、生产及应用研究深度以及替代积极性等问题限制了在燃料领域的应用。
在民用方面:二甲醚是一种无色、无毒、无致癌性、腐蚀性小的产品,并且燃烧性能好,热效率高,燃烧过程中无残渣、无黑烟,CO、NO 排量低,二甲醚还可掺入石油液化气、煤气或天然气混烧并能提高热量,≥95%二甲醚可直接作为替代液化气的燃料使用。
所以,它将可能是取代液化气的一种理想的清洁燃料。
二甲醚可替代煤气、液化石油气用于民用燃料。
二甲醚常温下蒸气压力为0.5MPa,同等温度下,二甲醚的饱和蒸气压低于液化气,储存运输比液化石油气更安全,若二甲醚单独用作燃料,其压力等级符合液化气要求,可用现有的液化气罐集中统一罐装,灶具也可与液化气灶具通用。
二甲醚还可以以一定比例掺入到城市煤气或天然气中作为调峰之用,并可改善煤气质量,提高热值。
同等温度下,二甲醚饱和蒸气压低于液化石油气,因而其贮存、运输比液化石油气更安全;二甲醚在空气中爆炸下限比液化石油气高一倍,因此在使用过程中,也比液化石油气安全;虽然二甲醚热值比液化气低,但由于二甲醚自身含氧,在燃烧过程中所需空气远低于液化气,因此二甲醚预混气热值及理论燃烧温度均高于液化石油气。
除单独使用外,将二甲醚、甲醇、水(不外加,来自原料甲醇及甲醇制二甲醚反应)及其他组分混合可配成稳定燃料——醇醚燃料。
作为燃油的替代燃料:由于石油资源不可再生,世界围都在研究开发未来汽车代用燃料。
未来DME应用的最大的潜在市场是作为柴油代用燃料。
相比而言,常规发动机代用燃料如液化石油气、天然气、甲醇等的十六烷值都小于10,只适合于点燃式发动机。
十六烷值含量是柴油燃烧性能的重要指标,二甲醚的十六烷值高于柴油,具有优良的压缩性,非常适合压燃式发动机,二甲醚替代柴油可降低氮氧化物排放,实现无烟燃烧,是理想的柴油发动机洁净燃料。
使用二甲醚,尾气无需催化转化处理,氮氧化物及黑烟微粒排放就能满足美国加利福尼亚燃料汽车超低排放尾气的要求,并可降低发动机噪音。
研究表明,现有汽车发动机只需略加改造就能使用二甲醚燃料。
二甲醚成本虽高于柴油,但成本和污染都低于液态丙烷等低污染替代燃料。
使用二甲醚为燃料,仅需对原柴油机的燃油系统稍作改进。
在保持原柴油机效率、同样的输出功率、扭矩及燃油经济性的前提下,不用任何废气再循环系统和废气处理装置,氮氧化物就能大幅度降低,达到2.5g/(kW•h)以下,同时,控制氮氧化物和微粒排放的矛盾不复存在,碳烟排放为零,没有任何加速烟度,微粒排放也大幅降低。
二甲醚发电:DME也可以用于联合循环发电装置的燃料。
发电系统一般采用合成气做燃料。
在发电低负荷的时候,可以将合成气转化为DME产品,这样就可以方便地贮存以便高负荷时再用或外销出去。
其效果类似于联合循环发电用甲醇做燃料。
5.2 注意事项5.2.1 二甲醚的毒性健康危害侵入途径:吸入健康危害:对中枢神经系统有抑制作用,麻醉作用弱。
吸入后可引起麻醉、窒息感。
对皮肤有刺激性。
毒性:二甲醚的毒性很低,气体有刺激及麻醉作用的特性,通过吸入或皮肤吸收过量的此物品,会引起麻醉,失去知觉和呼吸器官损伤。
危险特性:易燃气体。
与空气混合能形成爆炸性混合物。
接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。
接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。
气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。
若遇高热,容器压增大,有开裂和爆炸的危险。
5.2.2 二甲醚的安全及处理措施泄漏应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。
尽可能切断泄漏源。
用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。
合理通风,加速扩散。
喷雾状水稀释、溶解。
构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。
漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
防护措施:呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:一般不需要特殊防护,但建议特殊情况下,戴化学安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴一般作业防护手套其它:工作现场严禁吸烟。
进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
急救措施:吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难,给输氧。
如呼吸停止,立即进行人工呼吸。
就医。
灭火方法:灭火方法:切断气源。
若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。
喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。