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甲醇制丙烯物流中二甲醚的脱除方法朱蓉

发表时间：2020/9/29 来源：《基层建设》2020年第17期作者：朱蓉

[导读] 摘要：人类对于能源的需求。在许多国家的政府大力开发石化能源的可替代产品的同时，二甲醚作为一种近年来受到普遍关注的新能源正是现阶段解决能源替代问题的最佳手段之一。

        南京诚志清洁能源有限公司江苏南京 210047
        摘要：人类对于能源的需求。在许多国家的政府大力开发石化能源的可替代产品的同时，二甲醚作为一种近年来受到普遍关注的新能源正是现阶段解决能源替代问题的最佳手段之一。作为二甲醚尤为显著的两大特性，绿色清洁和可再生，引起了全球重视，这种现象在一些极度缺乏能源的发达国家表现得更为突出。几十年来，二甲醚工业的迅猛扩大使之成为全球新兴的能源资源工业之一。此外，二甲醚燃料来源广泛，可以从煤、天然气、煤层气、生物有机物等为原料来大量制取。
        关键词：甲醇制丙烯物流；二甲醚；脱除方法
        1二甲醚合成一步法
        DME生产制作的一步法则是由煤气或者天然气合成混合气后，将混合的合成气进入合成反应器内，经过甲醇合成和甲醇脱水这两个反应过程和交换反应来形成甲醇和DME的混合物，混合物经蒸馏装置分离得到DME，未参与反应的甲醇则返回反应器。混合气在催化剂的催化下生成的甲醇则会马上转化为DME，这样破坏了甲醇合成反应的平衡，使整个反应则向生成甲醇的方向发展，于是这样就可以提高合成气的转化率。浆态床将复合催化剂磨细悬浮于惰性介质溶液中，合成气首先溶解于惰性介质溶液，然后通过扩散作用与催化剂颗粒接触，发生甲醇合成与脱水的反应生产二甲醚，因此反应是在气、液、固三相中进行。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。
        DME合成一步法一般可以分为气相发和液相法两种。液相一步法工艺通常运用的是浆态床将复合催化剂磨细悬浮于惰性介质溶液中，合成气首先溶解于惰性介质溶液，然后通过扩散作用与催化剂颗粒接触，发生甲醇合成与脱水的反应生产二甲醚，因此反应是在气、液、固三相中进行。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。相一步法是一种固定床生产方式，合成气在固体催化剂表面上进行反应生成二甲醚。
        DME一步法一般都采用双功能的催化剂，此种催化剂一般是由两种催化剂通过物理混合而成的，其中一类是甲醇脱水催化剂，而另一类是合成甲醇催化剂。目前国外开发具有代表性的一步法工艺有：美国AirProducts工艺、丹麦Topsφe工艺和日本NKK工艺。
        2甲醇或二甲醚生产丙烯的方法
        本发明介绍了一种甲醇或二甲醚生产丙烯的方法，包括将二甲醚或者甲醇通入裂解反应器的二甲醚甲醇裂解区进行催化反应，二甲醚甲醇裂解区由多段床层组成；反应产物从中心管由下部导出，进入分离系统；丙烯产品移出装置，含C4烃物流循环进入C4裂解床层；含C5烃物流进入C5裂解床层；产物进入分离系统进行分离；丙烯移出装置。本发明的工艺裂解反应器的各段床层均采用具有高效取热设备，解决了反应放热问题；采用径向床反应器降低了催化剂床层的压降，反应产物快速脱离反应器，减少烯烃聚合几率，降低了生焦速度，可提高烯烃产率，保持催化剂催化活性的稳定性；裂解反应器占地面积小、投资少。
        3甲醇制丙烯的经济分析
        3.1甲醇制丙烯路线是以石油化工原料制备
        制作丙烯还存在其他的替代方式，例如我们可以以煤和天然气为主要原料，然后经整合由气体转换为甲醇，最后再转换为丙烯。不仅如此，化学家们正在积极探索其他的替代方式，力求减少成本，提高其转化效率，甲醇制丙烯的技术也会日渐趋于成熟，甲醇制丙烯的经济效益也会愈发显著。
        3.2水资源的获得性
        由于环境污染的不断加重，近年来，我国已经开始实行了提高废水回收利用率、节能减排及增产不增污等一系列环保政策，这在一定程度上制约了甲醇制丙烯的发展，所以，节能减排、减少生产过程中的污染便是十分需要解决的问题。而在此过程中水资源的获得性便成为我们现在的前提。
        3.3学会转换资源
        众所周知，我国有较丰富的煤炭资源，但这些资源分布的地区十分不均衡，且很多分布在交通十分不便、地理位置十分偏僻、運输条件极差的偏远地区。而运输过程中高额的运输费用便成为了十分需要我们解决的问题，所以，如果我们能够将煤炭、天然气等资源通过甲醇转化成丙烯，或再转化成高附加值的丙烯衍生物，这些难动用储量就可转化成可动用储量。
        3.4以煤或天然气为原料的甲醇制丙烯技术
        上面我们也曾提过，为了更好的提高甲醇制丙烯的经济效益，我们可以拓宽生产丙烯的原料来源，从而降低对与甲醇资源的紧张，同时也要不断改进生产的技术，提高转换效率。所以说，对于当前我国节约资源的角度来看，MTP技术具有重要的战略意义和经济意义。
        4甲醇制丙烯物流中二甲醚的脱除方法
        本发明涉及一种甲醇制丙烯物流中二甲醚的脱除方法，主要解决现有技术中微量二甲醚难以脱除、丙烯损失大的问题，本发明采用一种甲醇制丙烯物流中二甲醚的脱除方法，包括以下几个步骤：反应物I流在蒸馏塔A中分离成物流II和物流III；蒸馏塔A中侧线采出物流IV经过泵B加压后，送入含有吸附物质的容器B，二甲醚被选择吸附在吸附物质上，提纯过的物流VI返还至蒸馏塔A；物流II在经压缩机P加压后进入蒸馏塔D中分离成VIII和IX；物流IX在蒸馏塔G中分离成含有丙烯的X和含有丙烷和二甲醚物流i的技术方案，较好的解决了该问题，可用于甲醇制丙烯的工业生产中。

                                              图1
        4.1一种液相甲醇脱水生产二甲醚的工艺方法
        本发明提供一种甲醇脱水制二甲醚的方法，包括以下步骤：甲醇先经两级换热再经加热达到120~160℃，然后在催化剂作用下，脱水生成二甲醚、甲醇
        和水的混合物；生成的二甲醚混合物直接分离提纯，得到合格的二甲醚产品和含醇工艺水；得到的含醇工艺水直接分离提纯，得到合格的甲醇和合格的废水；得到的合格的甲醇加热至120~160℃，再次进行脱水反应，得到的二甲醚和水的混合物再次经分离提纯得到合格的二甲醚产品和合格的废水。本发明具有如下优点：（1）工艺流程简单，设备少，节省占地面积，投资小。（2）反应温度低、转化率高、选择性好、无副反应、物耗能耗低。

                                       图2
        4.2三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备方法
        本发明一种三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备方法，包括以下步骤：（1）将主料三羟甲基丙烷和甲基丙烯酸放入酯化反应容器中，加入溶剂，加入催化剂，加入阻聚剂A，搅拌反应，得到反应物料；（2）控制酯化反应容器内的压力为-0.04~-0.08MPa，升高酯化反应容器内的温度至有回流液流出，保温，直至无回流液流出或直到检测到反应溶液中的酸值为30~50mgKOH/g时，开始降温至常温；（3）将反应物料转移至水洗容器内，加入碱液，控制反应物料的pH值为7~8，静置待反应物料分层后，将下层的废水排出；（4）将除去废水的反应物料转移至蒸馏容器，加入阻聚剂B，蒸馏容器抽真空，蒸馏除去甲苯，
        即可得到产品。本发明产品纯度高，颜色好，收率高。
        4.3一种高纯度三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的制备方法
        本发明公开了一种高纯度三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的制备方法，以三羟甲基丙烷为原料，加入丙烯酸、带水剂、催化剂和阻聚剂，即获得本发明的目标产物。用本发明的制备方法得到的三羟甲基丙烷三
        丙烯酸酯，纯度达到98%以上，产率95%以上，反应简单、操作简便、收率高、能耗低、成本低、产物纯度。
        5结语
        针对目前日益严峻的环境问题和能源危机问题，二甲醚发动机研究无疑是热点话题，并且二甲醚发动机具有不需要对柴油机构造进行大改的极大优势。综上所述，二甲醚作为清洁替代燃料具有很强的优势和潜力。在很多先进国家和地区，二甲醚发动机技术已经有所建树，但在我国，该方面的研究还是相当欠缺的。寻找二甲醚的原料，实现清洁燃料代替化石燃料在内燃机上的使用，对于能源危机的缓解和环境问题的改进持有巨大的战略意义。
        参考文献
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