[发明专利]一种甲醇脱水制备二甲醚的工艺及其专用设备

权利要求书

1.一种甲醇脱水制备二甲醚的工艺，其特征在于：其步骤如下：将液态甲醇汽化，接着进热交换器预热，然后再进行脱水反应，得二甲醚气体粗品，再将二甲醚气体粗品进热交换器换热后，然后将其与二甲醚精馏塔的塔釜盘管加热器和/或甲醇回收塔的塔釜盘管加热器进行换热再次热能回收，然后冷凝分离，得粗品二甲醚和不凝气体，之后将粗品二甲醚送入精馏塔精馏，侧线出料或塔顶气体冷凝分离得冷凝液，即为产品二甲醚；同时二甲醚精馏塔塔釜的甲醇粗品送至甲醇回收塔精馏，从塔顶得到气体，再经冷凝分离，冷凝液即为回收的甲醇，作为原料再参与反应。

2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的液态甲醇汽化之前进行预热；所述的预热为将二甲醚精馏塔塔釜再沸器的蒸汽冷凝液与液态甲醇热能交换，预热液态甲醇。

3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的粗品二甲醚送入精馏塔精馏之前进行预热；所述的预热是通过将甲醇回收塔精馏后塔釜含甲醇的高温废水与粗品二甲醚热能交换，预热粗品二甲醚。

4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的二甲醚气体粗品冷凝后的不凝气体，二甲醚精馏塔塔顶气体冷凝分离后的不凝气体，以及甲醇回收塔塔顶冷凝分离后的不凝气体中的一种或多种，送入醇洗塔吸收甲醇和二甲醚，余下气体火炬焚烧。

5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的液态甲醇汽化之前进行预热，其中预热为将二甲醚精馏塔塔釜再沸器的蒸汽冷凝液与液态甲醇热能交换，预热液态甲醇；所述的粗品二甲醚送入精馏塔精馏之前进行预热，其中预热是通过将甲醇回收塔精馏后塔釜含甲醇的高温废水与粗品二甲醚热能交换，预热二甲醚粗品冷凝液；所述的二甲醚气体粗品的不凝气体，二甲醚精馏塔塔顶气体冷凝分离后的不凝气体，以及甲醇回收塔精馏塔顶冷凝分离后的不凝气体中的一种或多种，送入醇洗塔吸收甲醇和二甲醚，余下气体火炬焚烧。

6.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的脱水反应使用的脱水反应器，其包括一上部带有一进料口、下部设有一出料口的筒体，该筒体内装盛有若干用于脱水反应的催化剂，其中，该筒体包含上下相连的第一段筒体和第二段筒体，该两段筒体间的筒体段内还设有一温度调节装置，用于对脱水反应后的物料冷却降温。

7.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的脱水反应使用的分子筛催化剂为含有质量百分比0.5～5％的硝酸镁和质量百分比0.5～5％的稀土Ce的ZSM-5沸石分子筛。

8.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的脱水反应的条件为：反应压力0.6～1.2MPa，反应温度为260～380℃，液空速为1.00～2.00hr^-1。

9.如权利要求1或5所述的工艺，其特征在于：所述的液态甲醇汽化所使用的汽化器，其包括一至少带有一进料管、一出料管的容器，以及设于该容器内的一加热装置，其特征在于，该加热装置上还带有一组换热件。

10.如权利要求1或5所述的工艺，其特征在于：所述的二甲醚精馏塔的理论塔板数为14～18；所述的二甲醚精馏塔的进料口为从塔顶算起第9～14块塔板；所述的二甲醚精馏塔的出料口为从塔顶算起第2～6块塔板。

11.如权利要求1或5所述的工艺，其特征在于：所述的甲醇回收塔的理论塔板数为16～28；所述的甲醇回收塔的进料口为从塔顶算起第10～15块塔板；所述的甲醇回收塔的出料口为从塔顶算起第1～3块塔板。

12.一种如权利要求5所述的工艺中所使用的专用设备，其特征在于：其包括一连接于一原料口的进料泵(1)，一含有一热流体入口、一热流体出口、一冷流体入口和一冷流体出口的甲醇预热器(2)、一含有至少一个入口和一出口的甲醇汽化器(3)，一含有一热流体入口、一热流体出口、一冷流体入口和一冷流体出口的热交换器(4)，一脱水反应器(5)，一含有至少一个进料口、一侧线出料口、一冷凝液体回流入口和一气体出口的一二甲醚精馏塔(6)，一含有一进料口、一冷凝液体回流入口的一气体出口的甲醇回收塔(7)，一含有一醇洗剂入口、至少一个气体进口、一塔釜产品出口和一塔顶气体出口的醇洗塔(8)，一含有一入口、一液体出口和一气体出口的二甲醚精馏塔塔顶冷凝分离器(9)，一含有一入口、一液体出口和一气体出口的甲醇回收塔塔顶冷凝分离器(10)，一二甲醚精馏塔塔釜再沸器(11)，一甲醇回收塔塔釜再沸器(12)，一含有一热流体入口、一热流体出口、一冷流体入口和一冷流体出口的废水冷却器(13)，一含有一入口、一液体出口和一气体出口的二甲醚粗品冷凝分离器(14)，一废水汽提装置(15)，一二甲醚精馏塔塔釜盘管加热器(16)，一甲醇回收塔塔釜盘管加热器(17)，一产品储槽(18)，一去火炬装置(19)和一出口连接于一废水排放口的废水排放装置(20)；其各设备的连接方式为：

该连接于一原料口的进料泵(1)，通过一第一管道和一第二管道分流，该第一管道与该醇洗塔(8)的醇洗剂入口连接，该第二管道与该甲醇预热器(2)的冷流体入口连接；该甲醇预热器(2)的热流体入口通过一管道与该二甲醚精馏塔塔釜再沸器(11)连接；该甲醇预热器(2)的热流体出口通过一管道与该废水排放装置(20)连接；

该甲醇预热器(2)的冷流体出口通过一管道与该甲醇汽化器(3)的入口连接；

该甲醇汽化器(3)的出口通过一管道与该热交换器(4)的冷流体入口连接；该热交换器(4)的冷流体出口通过一管道与该脱水反应器(5)的入口连接，同时该脱水反应器(5)的出口通过一管道与该热交换器(4)的热流体入口连接；

该二甲醚精馏塔(6)和/或该甲醇回收塔(7)的塔釜装有该二甲醚精馏塔塔釜盘管加热器(16)和/或该甲醇回收塔塔釜盘管加热器(17)；其中，

该热交换器(4)的热流体出口，通过一管道与该二甲醚精馏塔塔釜盘管加热器(16)连接，再与该甲醇回收塔塔釜盘管加热器(17)连接，然后该甲醇回收塔塔釜盘管加热器(17)的出口通过一管道与该二甲醚粗品冷凝分离器(14)的入口连接；或者，该热交换器(4)的热流体出口，通过一管道与该二甲醚精馏塔塔釜盘管加热器(16)连接，然后该二甲醚精馏塔塔釜盘管加热器(16)的出口通过一管道与该二甲醚粗品冷凝分离器(14)的入口连接；或者，该热交换器(4)的热流体出口，通过一管道与该甲醇回收塔塔釜盘管加热器(17)，该二甲醚精馏塔塔釜盘管加热器(16)的出口通过一管道与该二甲醚粗品冷凝分离器(14)的入口连接；

该二甲醚粗品冷凝分离器(14)的气体出口通过一管道与该醇洗塔(8)的气体进口连接；该二甲醚粗品冷凝分离器(14)的液体出口通过一管道与该废水冷却器(13)的冷流体入口连接；

该废水冷却器(13)的冷流体出口通过一管道与该二甲醚精馏塔(6)的进料口连接；

该二甲醚精馏塔(6)的侧线出料口通过一管道与该产品储槽(18)连接；该二甲醚精馏塔(6)的进料口通过一管道与该醇洗塔(8)的塔釜产品出口连接；该二甲醚精馏塔(6)的气体出口通过一管道与该二甲醚精馏塔塔顶冷凝分离器(9)的入口连接；该二甲醚精馏塔塔顶冷凝分离器(9)的气体出口通过一管道与该醇洗塔(8)的气体进口连接；该二甲醚精馏塔塔顶冷凝分离器(9)的液体出口通过一第三管道和一第四管道分流，该第三管道连接至该二甲醚精馏塔(6)的冷凝液体回流入口，一第四管道与产品储槽(18)连接；该二甲醚精馏塔(6)的塔釜安装有该二甲醚精馏塔塔釜再沸器(11)；该二甲醚精馏塔(6)的塔釜通过一管道与该甲醇回收塔(7)的进料口连接；

该甲醇回收塔(7)的塔釜通过一管道与该废水冷却器(13)的热流体入口连接，该废水冷却器(13)的热流体出口通过一管道与该出口连接于一废水排放口的废水汽提装置(15)连接；该甲醇回收塔(7)的气体出口通过一管道与该甲醇回收塔塔顶冷凝分离器(10)的入口连接；该甲醇回收塔塔顶冷凝分离器(10)的气体出口通过一管道与该醇洗塔(8)的气体进口连接；该甲醇回收塔塔顶冷凝分离器(10)的液体出口通过一第五管道及一第六管道分流，该第五管道连接至该甲醇回收塔(7)的冷凝液体回流入口，该第六管道与该甲醇汽化器(3)的入口连接；该甲醇回收塔(7)的塔釜安装有该甲醇回收塔塔釜再沸器(12)；

该醇洗塔(8)的塔顶气体出口通过一管道与该去火炬装置(19)连接。