二甲醚生产工艺及设备介绍

    1.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+2H2 

    2CH3OH=CH4+2H2O+C 

    CH3OH=CH4+H2+CO 

    CO+H2O=CO2+H2 

       C+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。

   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≤0.05ppm 

    1.3 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。汽化塔塔釜排水经汽提回收甲醇后排放。汽提塔再沸器也用导 热油加热，控制汽提温度为 130～140℃。 

    (2)反应合成、冷凝 

    汽化后的汽相甲醇经气体换热器与反应气换热后分两段进入反应器；一股被 

过热到 240℃，从顶部进入反应器进行反应；另一股被加热到 145℃，作为冷激 

气从催化剂层的上部进入反应器。控制反应温度  300～350℃，甲醇脱水反应生 

成二甲醚（DME），同时发生一系列副反应。从反应器出来的反应气体经换热器 

与甲醇蒸汽换热后进入粗甲醚冷凝器。粗甲醚冷凝器用冷却水间接冷却。 

   (3)气液分离 

   从粗甲醚冷凝器出来的物料约30～40℃，进入粗甲醚贮罐进行气液分离。 液相为粗甲醚，气相为氢、一氧化碳等不凝性气体和 DME 蒸汽。 

   （4）喷淋吸收 

气相物料进入洗涤塔用来自精馏塔塔釜的釜液（甲醇水溶液）吸收回收其中 

的 DME，吸收液返回粗甲醚贮罐，吸收尾气经燃料管网输送至锅炉房作为锅炉 

燃料。 

本项目工艺为连续式生产，甲醇的单程转化率为 80％，DME 选择性为１， 

反应压力 13.9MPa，生产的产品燃料级二甲醚产品设计质量指标为二甲醚≥99%。 

     2.2 主装置及占地  

     项目总用地面积 19096.5m2，装置占地面积 9567m2，建筑面积 1788 m2， 主要建设主装置区、甲醇储罐区、锅炉房、分析控制室、循环水站和空压站等。 预计在2009年初可建成投产。

3  主要设备

3.1 主要装置、设备

Ⅱ 气相甲醇脱水法制DME

   1 应用案例

   年产20万吨二甲醚项目应用在东莞市九丰能源有限公司。

   1.1 工艺流程示意图

    甲醇储罐→输送泵→甲醇净化塔或预热器→甲醇气化器→合成塔进出口换热器→二甲醚合成塔→冷却器→二甲醚净化塔→二甲醚罐区

   1.2 工艺流程简述

     从甲醇储罐来的原料甲醇先进入甲醇净化塔经甲醇净化塔回流罐，缓冲后由甲醇泵加压，经含醇废水和出塔合成气预热后进入甲醇气化器。在甲醇气化器中由蒸汽冷凝提供甲醇气化的热量，气化后的甲醇经合成塔进出口换热器加热后进入二甲醚合成塔（开车时入塔气经开工加热器由高压蒸汽加热）。气相甲醇在催化剂的作用下，发生脱水反应，生成二甲醚和水，同时生成少量的CO，CO2，H2，CH4和其他副产物。出塔的合成气经进出塔换热器预热入塔原料甲醇回收热量后，再进入甲醇净化塔再沸器进一步回收热量。出再沸器的合成气经循环水冷却器后进入二甲醚净化塔进料罐，气相直接进入二甲醚净化塔，液相经给料泵进入。二甲醚净化塔以中压蒸汽为再沸器热源，塔顶不凝气体由二甲醚净化塔回流罐经净化塔冷却冷凝器用循环水冷却回收二甲醚后排出，去甲醇装置作燃料。二甲醚从二甲醚净化塔出口抽出，去二甲醚罐区。

    二甲醚净化塔塔底主要为甲醇和水，靠压差进入甲醇净化塔，从塔顶得到未反应的甲醇，回到甲醇泵的入口作为原料甲醇。甲醇净化塔塔底排出的含醇废水预热原料甲醇后，经废液泵加压，去甲醇装置，再经工艺冷凝汽提塔汽提后去脱盐水装置回收利用。

   2 主要装置

主要装置设备一览表