RU2282613C2 - High-purity dimethyl ether production process - Google Patents

High-purity dimethyl ether production process Download PDF

Info

Publication number
RU2282613C2
RU2282613C2 RU2004124475/04A RU2004124475A RU2282613C2 RU 2282613 C2 RU2282613 C2 RU 2282613C2 RU 2004124475/04 A RU2004124475/04 A RU 2004124475/04A RU 2004124475 A RU2004124475 A RU 2004124475A RU 2282613 C2 RU2282613 C2 RU 2282613C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zone
methanol
catalyst
reaction
dimethyl ether
Prior art date
Application number
RU2004124475/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004124475A (en
Inventor
Владимир Александрович Смирнов (RU)
Владимир Александрович Смирнов
хилева Маргарита Николаевна Стр (RU)
Маргарита Николаевна Стряхилева
пников Алексей Михайлович Шл (RU)
Алексей Михайлович Шляпников
Ирина Александровна Бубнова (RU)
Ирина Александровна Бубнова
Людмила Федоровна Титова (RU)
Людмила Федоровна Титова
Марина Робертовна Размолодина (RU)
Марина Робертовна Размолодина
Светлана Александровна Глазунова (RU)
Светлана Александровна Глазунова
Сергей Александрович Егоров (RU)
Сергей Александрович Егоров
Юрий Владимирович Бажанов (RU)
Юрий Владимирович Бажанов
Евгений Александрович Никифоров (RU)
Евгений Александрович Никифоров
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") filed Critical Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез")
Priority to RU2004124475/04A priority Critical patent/RU2282613C2/en
Publication of RU2004124475A publication Critical patent/RU2004124475A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2282613C2 publication Critical patent/RU2282613C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis.
SUBSTANCE: high-purity dimethyl ether is obtained via dehydration of methanol in presence of sulfo-ionite catalyst at 110-150°C and pressure 4.9-13.2 atm gauge in combined reaction-rectification apparatus composed of two rectification zone and one middle reaction zone filled with catalyst. Methanol is fed to catalyst zone or to lower rectification zone. It is possible to dispose reaction and rectification zone both inside the same apparatus and separately in two or three apparatuses so to conduct a single reaction-rectification process. Desired ether is recovered from the top of apparatus. A part of dimethyl ether containing impurities is discharged from lower part of higher reaction zone in side withdrawal point corresponding to 1-10 theoretical plate (going from the bottom of rectification column).
EFFECT: improved quality of product.
2 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области получения диметилового эфира, который находит применение в качестве хладоагента, экстрагента, как компонент дизельного топлива, бытовых и косметических средств.The present invention relates to the field of production of dimethyl ether, which finds application as a refrigerant, extractant, as a component of diesel fuel, household and cosmetic products.

Известно, что диметиловый эфир (ДМЭ) высокой чистоты является отличным пропеллентом, широко используемым в аэрозольных упаковках. Обязательным требованием для диметилового эфира, используемого в бытовых и косметических аэрозолях, является его высокая концентрация (выше 99,99%), присутствие метанола не более 0,0001% и в определенных случаях отсутствие любого постороннего запаха.High purity dimethyl ether (DME) is known to be an excellent propellant widely used in aerosol containers. A mandatory requirement for dimethyl ether used in household and cosmetic aerosols is its high concentration (above 99.99%), the presence of methanol not more than 0.0001% and, in certain cases, the absence of any foreign smell.

В настоящее время основным источником диметилового эфира являются производства метанола из синтез-газа, где диметиловый эфир образуется как побочный продукт в количестве 2-5% мас. Такие процессы описаны в патентах DE 2362944, DE 2757788 и DE 3220547.Currently, the main source of dimethyl ether is the production of methanol from synthesis gas, where dimethyl ether is formed as a by-product in the amount of 2-5% wt. Such processes are described in patents DE 2362944, DE 2757788 and DE 3220547.

Процессы очистки ДМЭ от метанола, воды и примесей путем ректификации описаны в патентах ЕР-А 0124078, ЕР-А 0270852, US 4802956, US 5037511.Processes for the purification of DME from methanol, water and impurities by rectification are described in patents EP-A 0124078, EP-A 0270852, US 4802956, US 5037511.

Отсутствие постороннего запаха в очищенном ДМЭ является основным показателем его качества при использовании в изготовлении, например, косметических средств. Существует ряд примесей, присутствующих в ДМЭ на уровне одной десятитысячной процента, но придающих непригодный запах очищенному эфиру. Эти примеси имеют температуры кипения, близкие к температуре кипения ДМЭ, что в значительной степени затрудняет их отделение ректификацией. Так, в патенте US 5037511 отмечено присутствие в неочищенном ДМЭ таких примесей, как метилформиат, углеводороды, карбоновые кислоты, сложные эфиры, амиды, ацетали и др.The absence of extraneous odor in the purified DME is the main indicator of its quality when used, for example, in the manufacture of cosmetics. There are a number of impurities that are present in DME at the level of one ten thousandth percent, but give an unsuitable smell to the purified ether. These impurities have boiling points close to the boiling point of DME, which greatly complicates their separation by distillation. So, in the patent US 5037511, the presence of impurities such as methyl formate, hydrocarbons, carboxylic acids, esters, amides, acetals, etc. in the crude DME is noted.

Известно достаточно много процессов, в которых диметиловый эфир получают дегидратацией метанола с использованием различных катализаторов. Согласно патенту DE 680328 алифатические эфиры получены путем нагревания спиртов в присутствии хлористого цинка.Many processes are known in which dimethyl ether is obtained by the dehydration of methanol using various catalysts. According to DE 680328, aliphatic esters are obtained by heating alcohols in the presence of zinc chloride.

В патентах GB 322756, GB 350010, GB 403402, US 1873537 и FR 701335 заявлен целый ряд катализаторов для получения эфиров из спиртов, а именно составы на основе хлорного железа, хлористого олова, хлорида марганца, хлористого алюминия и сульфата алюминия, квасцов, окиси алюминия, окиси титана, окиси бария, кремнезема и фосфорнокислого алюминия.Patents GB 322756, GB 350010, GB 403402, US 1873537 and FR 701335 disclose a number of catalysts for the production of esters from alcohols, namely, compositions based on ferric chloride, tin chloride, manganese chloride, aluminum chloride and aluminum sulfate, alum, aluminum oxide titanium oxides, barium oxides, silica and aluminum phosphate.

Применение перечисленных выше катализаторов имеет целый ряд недостатков, основными из которых являются:The use of the above catalysts has a number of disadvantages, the main of which are:

- низкая технологичность процесса, связанная с необходимостью частой замены, добавления или регенерации катализаторов;- low processability associated with the need for frequent replacement, addition or regeneration of catalysts;

- применение высоких температур и давлений;- the use of high temperatures and pressures;

- необходимость использования дорогостоящего оборудования, рассчитанного на работу в условиях высоких температур и давлений.- the need to use expensive equipment designed to work in conditions of high temperatures and pressures.

В патентах DE 2818831, DE 3201155, ЕР-А 0124078, ЕР-А 0099676 заявлены более технологичные катализаторы на основе модифицированной окиси алюминия, легированных или нелегированных алюмосиликатов. Так, в патенте DE 2818831 указан алюмосиликатный катализатор для получения диметилового эфира из метанола. В патенте US 5037511 описан способ, согласно которому чистый ДМЭ получают каталитической дегидратацией в отдельном реакторе при температуре 140-500°С и давлении 1-50 ата с последующим выделением ДМЭ ректификацией.In patents DE 2818831, DE 3201155, EP-A 0124078, EP-A 0099676, more technologically advanced catalysts based on modified alumina, doped or undoped aluminosilicates are claimed. Thus, in patent DE 2818831 an aluminosilicate catalyst is indicated for producing dimethyl ether from methanol. US Pat. No. 5,037,511 describes a method according to which pure DME is obtained by catalytic dehydration in a separate reactor at a temperature of 140-500 ° C and a pressure of 1-50 ata, followed by isolation of DME by distillation.

К недостаткам указанных выше способов следует отнести необходимость иметь в реакторах синтеза ДМЭ высокую температуру (до 500°С) и давление (до 50 ата), а также склонность катализаторов к коксообразованию при рабочих температурах.The disadvantages of the above methods include the need to have a high temperature (up to 500 ° C) and pressure (up to 50 ata) in the DME synthesis reactors, as well as the tendency of the catalysts to coke formation at operating temperatures.

Описан способ получения диметилового эфира в реакционно-ректификационном реакторе (статья «Получение диметилового эфира с использованием совмещенной хеморектификационной технологии» Химическая технология, №2, 2004, с.34-41). Согласно способу для дегидратации метанола в ДМЭ используют низкотемпературные катализаторы типа Amberlyst-15W, составы на основе Al2О3 и соединений меди. Максимальное давление в колонном аппарате заявлено 3500 мм рт. столба (4,6 ата), что соответствует температуре куба 145-148°С, реакционной зоны 105-109°С, верха - около 15°С. Общее число ступеней разделения, включая катализаторную зону, не превышает 20, а флегмовое число - 2,6. Верхом отводят целевой продукт концентрации 97% мол. (98% мас.). Указанный продукт предназначен к использованию в качестве моторного топлива.A method for producing dimethyl ether in a reactive distillation reactor is described (article “Obtaining dimethyl ether using the combined chemorectification technology” Chemical technology, No. 2, 2004, p. 34-41). According to the method, low-temperature catalysts of the Amberlyst-15W type, compositions based on Al 2 O 3 and copper compounds are used to dehydrate methanol in DME. The maximum pressure in the column apparatus is declared 3500 mm RT. column (4.6 ata), which corresponds to a cube temperature of 145-148 ° C, a reaction zone of 105-109 ° C, and a top of about 15 ° C. The total number of stages of separation, including the catalyst zone, does not exceed 20, and the reflux ratio is 2.6. On top of the target product concentration of 97 mol%. (98% wt.). The specified product is intended for use as motor fuel.

Недостатком способа является низкая чистота получаемого ДМЭ, что ограничивает области его применения.The disadvantage of this method is the low purity of the obtained DME, which limits the scope of its application.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения диметилового эфира из метанолсодержащего потока путем контактирования его с дегидратирующим катализатором (Заявка РФ №2002132017, опубл. 10.07.2004 г.). Способ осуществляют в реакционно-ректификационной системе, в которой реакционная зона соединена противоточными потоками жидкости и пара с исчерпывающей и укрепляющей ректификационными зонами. Метанолсодержащий поток подают в реакционную зону, и/или в верхнюю часть исчерпывающей ректификационной зоны, и/или в нижнюю часть укрепляющей ректификационной зоны. Сверху указанной укрепляющей зоны выводят поток, содержащий преимущественно ДМЭ, а снизу указанной исчерпывающей зоны выводят поток, содержащий преимущественно воду. В качестве катализатора используют сульфоионитный катализатор с размером частиц не менее 3 мм, предпочтительно имеющий форму цилиндров или массообменной насадки, в частности колец. Дегидратацию ведут при температуре от 100 до 160°С и поддерживают концентрацию воды в возвращаемом в реакционную(ые) зону(ы) метанольном потоке менее 12% мас, предпочтительно менее 5%.Closest to the proposed technical solution is a method for producing dimethyl ether from a methanol-containing stream by contacting it with a dehydrating catalyst (RF Application No. 20022132017, published on July 10, 2004). The method is carried out in a reactive distillation system in which the reaction zone is connected by countercurrent flows of liquid and steam with exhaustive and strengthening distillation zones. The methanol-containing stream is fed to the reaction zone, and / or to the upper part of the exhaustive distillation zone, and / or to the lower part of the strengthening distillation zone. A stream containing predominantly DME is discharged from above the reinforcing zone, and a stream containing predominantly water is discharged from below the specified exhaustive zone. As the catalyst, a sulfonic ion catalyst is used with a particle size of at least 3 mm, preferably in the form of cylinders or mass transfer nozzles, in particular rings. Dehydration is carried out at a temperature of from 100 to 160 ° C and the concentration of water in the methanol stream returned to the reaction zone (s) is less than 12 wt%, preferably less than 5%.

Недостатком способа является, как и в описанном выше способе, низкое содержание ДМЭ (не выше 99,5%) при содержании метанола 0,5%. Кроме того, указанный способ предполагает двухреактороную схему для дегидратации (фиг.3 и 4), выделенный поток диметилового эфира предполагается подвергать водной отмывке от метанола и водно-метанольную смесь подавать в зону ректификации от воды и/или в исчерпывающую ректификационную зону реакционно-ректификационной системы (п.13). Кубовый продукт реакционно-ректификационного аппарата, содержащий до 5-12% мас. метанола, потребует выделения из него метанола, что также приведет к усложнению технологической схемы.The disadvantage of this method is, as in the above method, a low content of DME (not higher than 99.5%) with a methanol content of 0.5%. In addition, this method involves a two-reactor scheme for dehydration (Figs. 3 and 4), the selected stream of dimethyl ether is supposed to be subjected to water washing from methanol, and the water-methanol mixture is fed into the distillation zone from water and / or into the exhaustive distillation zone of the reaction-distillation system (item 13). VAT product of the distillation apparatus containing up to 5-12% wt. methanol, will require the separation of methanol from it, which will also lead to a complication of the technological scheme.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества ДМЭ, что позволит расширить область его использования: от моторных топлив до косметических средств. В последнем случае к ДМЭ предъявляются повышенные требования как по чистоте (выше 99,99%), так и по отсутствию посторонних непригодных запахов. Особенно жестко регламентируется содержание метанола - менее 0,0001%. Кроме того, достигается упрощение технологии при одновременном сохранении высокого качества целевого продукта.The present invention is to improve the quality of DME, which will expand the scope of its use: from motor fuels to cosmetics. In the latter case, increased requirements are imposed on DME both in terms of purity (above 99.99%) and in the absence of extraneous unsuitable odors. The methanol content is especially tightly regulated - less than 0.0001%. In addition, simplification of the technology is achieved while maintaining the high quality of the target product.

Указанный результат достигается способом получения диметилового эфира высокой чистоты дегидратацией метанола в присутствии сульфоионитного катализатора при повышенной температуре и давлении в совмещенном реакционно-ректификационном аппарате, состоящем из трех зон: двух ректификационных и средней - реакционной, заполненной катализатором, и выводом целевого эфира сверху совмещенного реактора, согласно которому дегидратацию осуществляют с боковым отбором части диметилового эфира, обогащенной примесями, из нижней части верхней ректификационной зоны с 1-10 теоретической тарелки (счет с низа указанной ректификационной зоны), лучше с 3-5 теоретической тарелки.The indicated result is achieved by the method of producing high purity dimethyl ether by methanol dehydration in the presence of a sulfoionite catalyst at elevated temperature and pressure in a combined reaction-distillation apparatus, which consists of three zones: two distillation and a middle one — reaction, filled with a catalyst, and the target ether is removed from the top of the combined reactor, according to which dehydration is carried out with lateral selection of a portion of dimethyl ether enriched in impurities from the lower part of the upper rectum fication zone from 1-10 theoretical plates (counting from the bottom of the specified distillation zone), preferably from 3-5 theoretical plates.

На фиг.1 представлен концентрационный профиль реакционно-ректификационного аппарата по примесям. Для получения ДМЭ использовался метанол концентрации 99,96%, содержание «легких» примесей - 0,007773%, «тяжелых» - 0,001685%, воды - 0,03%. Результаты обследования концентрационного профиля реакционно-ректификационного аппарата указывают на концентрирование так называемых «легких» примесей, кипящих в интервале температур выше температуры кипения ДМЭ и ниже температуры кипения метанола, в нижней части верхней ректификационной зоны. «Тяжелые» примеси, выкипающие выше температуры кипения метанола, концентрируются в области, принадлежащей реакционной (катализаторной) зоне. Данные по распределению примесей по высоте реакционно-ректификационного аппарата позволяют определиться с позициями для вывода накапливающихся примесей, чтобы избежать их поступления в отбираемый ДМЭ и таким образом обеспечить его высокую чистоту и отсутствие запаха.Figure 1 shows the concentration profile of the reaction-distillation apparatus for impurities. To obtain DME, methanol of a concentration of 99.96% was used, the content of “light” impurities was 0.007773%, “heavy” was 0.001685%, and water was 0.03%. A survey of the concentration profile of the reaction-distillation apparatus indicates the concentration of so-called “light” impurities boiling in the temperature range above the boiling temperature of DME and below the boiling temperature of methanol in the lower part of the upper distillation zone. “Heavy” impurities boiling above the boiling point of methanol are concentrated in the region belonging to the reaction (catalyst) zone. The data on the distribution of impurities along the height of the reaction-distillation apparatus make it possible to determine the positions for removing accumulated impurities in order to avoid their entry into the selected DME and thus ensure its high purity and lack of smell.

Заявляемый способ поясняется вариантом технологической схемы, представленной на фиг.2.The inventive method is illustrated by a variant of the technological scheme shown in figure 2.

Исходный метанол подогревается в теплообменнике 1 и подается в аппарат 2. Реакционно-ректификационный аппарат 2 включает три зоны:The source methanol is heated in the heat exchanger 1 and fed to the apparatus 2. The reaction-distillation apparatus 2 includes three zones:

- верхнюю ректификационную зону для отделения диметилового эфира от метанола;- the upper distillation zone for the separation of dimethyl ether from methanol;

- среднюю реакционную зону, заполненную катализатором;- the average reaction zone filled with catalyst;

- нижнюю ректификационную зону для отделения метанола от образующейся в результате реакции воды.- a lower distillation zone for separating methanol from water formed as a result of the reaction.

В аппарате 2 происходит синтез диметилового эфира и выделение продуктов. С верха аппарата выводятся пары чистого ДМЭ, которые конденсируются в конденсаторе 3. Конденсат частично возвращается в аппарат 2 в качестве флегмы, а балансовый избыток выводится на склад. Боковой отбор части ДМЭ, обогащенной примесями, содержащимися в метаноле и образующимися в процессе, осуществляют по линии 4. Из куба аппарата 2 отбирается вода. Реакционно-ректификационный аппарат обогревается через выносной кипятильник 5.In apparatus 2, dimethyl ether is synthesized and products are isolated. Pairs of pure DME are removed from the top of the apparatus, which are condensed in the condenser 3. The condensate is partially returned to the apparatus 2 as reflux, and the balance surplus is removed to the warehouse. Lateral sampling of a part of DME enriched with impurities contained in methanol and formed in the process is carried out along line 4. Water is taken from the cube of apparatus 2. The reaction-distillation apparatus is heated through a remote boiler 5.

Подача метанола осуществляется либо под слой катализатора, либо в верхнюю часть нижней ректификационной зоны.Methanol is supplied either under the catalyst bed or in the upper part of the lower distillation zone.

Возможно размещение реакционной и ректификационных зон как внутри одного колонного аппарата, так и раздельно в двух или трех аппаратах таким образом, что в них совокупно осуществляется единый реакционно-ректификационный процесс.It is possible to place the reaction and distillation zones both inside one column apparatus, and separately in two or three apparatuses in such a way that they together carry out a single reaction-distillation process.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.The proposed method is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

Синтез диметилового эфира проводился в непрерывном режиме в реакционно-ректификационном аппарате, выполненном в виде царговой колонны. Колонна состояла из 6 царг внутренним диаметром 32 мм и была снабжена обогреваемым кубом и дефлегматором. Две нижние и две верхние царги были заполнены нерегулярной насадкой в виде спирали диаметром 2 мм, выполненной из нихромовой проволоки. Эффективность каждой царги составляла около 10 теоретических тарелок. Две средние царги были заполнены катализатором КИФ, который является продуктом сульфирования формованной смеси полиэтилена и сополимера стирола с дивинилбензолом, взятых в соотношении 30 к 70. Катализатор был изготовлен в виде цилиндров диаметром 2 мм и длиной 2÷5 мм.The synthesis of dimethyl ether was carried out in a continuous mode in a reaction-distillation apparatus, made in the form of a collet column. The column consisted of 6 tsars with an inner diameter of 32 mm and was equipped with a heated cube and a reflux condenser. The two lower and two upper drawers were filled with an irregular nozzle in the form of a spiral with a diameter of 2 mm, made of nichrome wire. The effectiveness of each drawer was about 10 theoretical plates. The two middle shells were filled with a KIF catalyst, which is the product of sulfonation of a molded mixture of polyethylene and a copolymer of styrene with divinylbenzene, taken in a ratio of 30 to 70. The catalyst was made in the form of cylinders with a diameter of 2 mm and a length of 2 ÷ 5 mm.

Количество загруженного катализатора - 250 мл. Количество подаваемого метанола определялось по наступлению состояния равновесия в колонне, не допуская его вывода с кубовым продуктом.The amount of loaded catalyst is 250 ml. The amount of methanol supplied was determined by the onset of equilibrium in the column, preventing its withdrawal from the bottom product.

Метанол в количестве 60 мл/ч подавался в нижнюю часть третьей царги (счет от куба). Синтез проводился при следующих условиях:Methanol in an amount of 60 ml / h was supplied to the lower part of the third drawer (score from the cube). The synthesis was carried out under the following conditions:

- давление верха - 8,7 ата;- top pressure - 8.7 ata;

- температура верха - 39°С;- top temperature - 39 ° C;

- температура слоев катализатора - 133÷127°С;- the temperature of the catalyst layers is 133 ÷ 127 ° C;

- температура куба - 174°С.- the temperature of the cube is 174 ° C.

С верха колонны отбирался чистый диметиловый эфир с концентрацией основного вещества более 99,99% мас., содержанием метанола менее 0,0001% мас. в количестве 41,6 мл/ч. Из куба колонны отбиралась вода в количестве 13,5 мл/ч. Из нижней части шестой царги (счет с куба) осуществлялся боковой отбор ДМЭ, обогащенного нежелательными примесями. Количество отбора составляло 10 мл/ч. Боковой отбор содержал следующие примеси (% мас.): ацетон - 0,00126; метилэтилкетон - 0,00070; метанол - 0,0010; метилизопропилкетон - 0,00040; этанол - 0,00017.Pure dimethyl ether was selected from the top of the column with a basic substance concentration of more than 99.99% wt., Methanol content less than 0.0001% wt. in the amount of 41.6 ml / h. 13.5 ml / h of water was taken from the cube of the column. From the lower part of the sixth drawer (counting from a cube), lateral selection of DME enriched with undesirable impurities was carried out. The amount of selection was 10 ml / h. Lateral selection contained the following impurities (% wt.): Acetone - 0.00126; methyl ethyl ketone - 0,00070; methanol - 0.0010; methyl isopropyl ketone - 0,00040; ethanol - 0.00017.

Срок службы катализатора около 5000 часов.The service life of the catalyst is about 5000 hours.

Пример 2.Example 2

Синтез диметилового эфира проводился в реакционно-ректификационной системе, описанной в примере 1. В качестве катализатора использовался сульфокатионит Amberlyst-15. Количество загруженного катализатора - 250 мл.The synthesis of dimethyl ether was carried out in the reaction-distillation system described in example 1. Amberlyst-15 sulfocationion was used as a catalyst. The amount of loaded catalyst is 250 ml.

Метанол в количестве 60 мл/ч подавался в нижнюю часть второй царги (счет от куба). Синтез проводился при следующих условиях:Methanol in an amount of 60 ml / h was supplied to the lower part of the second drawer (score from the cube). The synthesis was carried out under the following conditions:

- давление верха - 8,7 ата;- top pressure - 8.7 ata;

- температура верха - 39°С;- top temperature - 39 ° C;

- температура слоев катализатора -133÷127°С;- the temperature of the catalyst layers -133 ÷ 127 ° C;

- температура куба -174°С.- the temperature of the cube is -174 ° C.

С верха колонны отбирался диметиловый эфир с концентрацией основного вещества более 99,99% мас. и отсутствием постороннего запаха (содержание метанола менее 0,0001% мас.) в количестве 41,6 мл/ч. Из куба колонны отбиралась вода в количестве 13,5 мл/ч. Из нижней части шестой царги (счет с куба) осуществлялся боковой отбор ДМЭ, обогащенного нежелательными примесями. Точка бокового отбора соответствовала десятой теоретической тарелке верхней ректификационной зоны. Количество отбора составляло 10 мл/ч. Боковой отбор содержал следующие примеси, % мас.: ацетон - 0,00128; метилэтилкетон - 0,00065; метанол - 0,0098; метилизопропилкетон - 0,00039; этанол - 0,00018.From the top of the column was taken dimethyl ether with a concentration of the main substance of more than 99.99% wt. and the absence of extraneous odor (methanol content less than 0.0001% wt.) in the amount of 41.6 ml / h. 13.5 ml / h of water was taken from the cube of the column. From the lower part of the sixth drawer (counting from a cube), lateral selection of DME enriched with undesirable impurities was carried out. The lateral selection point corresponded to the tenth theoretical plate of the upper distillation zone. The amount of selection was 10 ml / h. Lateral selection contained the following impurities,% wt .: acetone - 0.00128; methyl ethyl ketone - 0,00065; methanol - 0.0098; methyl isopropyl ketone - 0,00039; ethanol - 0.00018.

Срок службы катализатора около 5000 часов.The service life of the catalyst is about 5000 hours.

Пример 3.Example 3

Синтез диметилового эфира проводился в реакционно-ректификационной системе, описанной в примере 1. В качестве катализатора использовался сульфокатионит Amberlyst - 15. Количество загруженного катионита - 250 мл.The synthesis of dimethyl ether was carried out in the reaction-distillation system described in Example 1. Amberlyst sulfocationion - 15 was used as a catalyst. The amount of loaded cation exchange resin was 250 ml.

Метанол в количестве 40 мл/ч подавался в верхнюю часть второй царги (счет от куба). Синтез проводился при следующих условиях:Methanol in an amount of 40 ml / h was fed into the upper part of the second drawer (count from the cube). The synthesis was carried out under the following conditions:

- давление верха - 4,9-5,0 ата;- top pressure - 4.9-5.0 at;

- температура верха - 20°С;- top temperature - 20 ° C;

- температура слоев катализатора -115÷110°С;- the temperature of the catalyst layers -115 ÷ 110 ° C;

- температура куба - 157°С.- cube temperature - 157 ° C.

С верха колонны отбирался диметиловый эфир с концентрацией основного вещества более 99,99% мас., содержанием метанола менее 0,0001% мас. в количестве 29,4 мл/ч. Из куба колонны отбиралась вода в количестве 9 мл/ч. Из нижней части пятой царги (счет с куба) осуществлялся боковой отбор ДМЭ, обогащенного нежелательными примесями. Точка бокового отбора соответствовала первой теоретической тарелке верхней ректификационной зоны. Количество отбора составляло 5 мл/ч. Боковой отбор содержал следующие примеси, % мас.: ацетон - 0,00214; метилэтилкетон - 0,00126; метанол - 1,58; метилизопропилкетон - 0,00097; танол - 0,00032.Dimethyl ether was selected from the top of the column with a basic substance concentration of more than 99.99% wt., Methanol content of less than 0.0001% wt. in an amount of 29.4 ml / h. Water was taken from the cube of the column in an amount of 9 ml / h. From the bottom of the fifth drawer (counting from the cube), lateral selection of DME enriched in undesirable impurities was carried out. The side sampling point corresponded to the first theoretical plate of the upper distillation zone. The amount of selection was 5 ml / h. Lateral selection contained the following impurities,% wt .: acetone - 0.00214; methyl ethyl ketone - 0.00126; methanol - 1.58; methyl isopropyl ketone - 0,00097; Thanol - 0.00032.

Срок службы катализатора около 5000 часов.The service life of the catalyst is about 5000 hours.

Пример 4.Example 4

Синтез диметилового эфира проводился в реакционно-ректификационной системе, размещенной в трех отдельных аппаратах, соединенных так, что они составляли единую реакционно-ректификационную систему. Технологическая схема представлена на фиг.3. Каждый из аппаратов состоял из двух царг. Два аппарата (1 и 3) использовались в качестве нижней и верхней ректификационных зон и были заполнены нерегулярной насадкой в виде спирали диаметром 2 мм, выполненной из нихромовой проволоки. Третий аппарат (2) использовался в качестве реакционной зоны. В качестве катализатора использовался сульфокатионит Purolite С-275. Количество загруженного катионита - 250 мл.The synthesis of dimethyl ether was carried out in a reactive distillation system, placed in three separate apparatuses, connected so that they formed a single reactive distillation system. The technological scheme is presented in figure 3. Each of the devices consisted of two tsars. Two apparatuses (1 and 3) were used as the lower and upper distillation zones and were filled with an irregular nozzle in the form of a spiral with a diameter of 2 mm made of nichrome wire. The third apparatus (2) was used as a reaction zone. As a catalyst, Purolite S-275 sulfocationionite was used. The amount of loaded cation exchanger is 250 ml.

Метанол в количестве 70 мл/ч подавался в среднюю часть второй царги (счет от куба). Синтез проводился при следующих условиях:Methanol in the amount of 70 ml / h was fed into the middle of the second drawer (score from the cube). The synthesis was carried out under the following conditions:

- давление верха - 13,2 ата;- top pressure - 13.2 ata;

- температура верха - 50°С;- top temperature - 50 ° C;

- температура слоев катализатора -140÷150°С;- the temperature of the catalyst layers -140 ÷ 150 ° C;

- температура куба - 190-192°С.- the temperature of the cube is 190-192 ° C.

С верха колонны отбирался чистый диметиловый эфир с концентрацией основного вещества более 99,99% мас., содержанием метанола менее 0,0001% мас. в количестве 61 мл/ч. Из куба колонны отбиралась вода в количестве 16 мл/ч. Из средней части пятой царги (счет с куба) осуществлялся боковой отбор ДМЭ, обогащенного нежелательными примесями. Точка бокового отбора соответствовала четвертой теоретической тарелке верхней ректификационной зоны. Количество отбора составляло 7 мл/ч. Боковой отбор содержал следующие примеси, % мас.: ацетон - 0,00263; метилэтилкетон - 0,001264; метанол - 0,0687; метилизопропилкетон - 0,00042; этанол - 0,00022.Pure dimethyl ether was selected from the top of the column with a basic substance concentration of more than 99.99% wt., Methanol content less than 0.0001% wt. in the amount of 61 ml / h. 16 ml / h of water was taken from the cube of the column. From the middle part of the fifth drawer (counting from a cube), lateral selection of DME enriched with undesirable impurities was carried out. The lateral selection point corresponded to the fourth theoretical plate of the upper distillation zone. The selection amount was 7 ml / h. Lateral selection contained the following impurities,% wt .: acetone - 0.00263; methyl ethyl ketone - 0.001264; methanol - 0.0687; methyl isopropyl ketone - 0,00042; ethanol - 0,00022.

Срок службы катализатора около 3000 часов.The service life of the catalyst is about 3000 hours.

Как видно из приведенных примеров, заявленные условия проведения процесса позволяют получать ДМЭ высокой концентрации 99,99% и выше и без постороннего непригодного запаха (содержание метанола менее 0,0001% мас.), что значительно расширяет области применения ДМЭ, по более простой технологии.As can be seen from the above examples, the stated process conditions make it possible to obtain DME of a high concentration of 99.99% and higher and without any foreign unsuitable odor (methanol content less than 0.0001% by weight), which significantly expands the scope of DME using a simpler technology.

Следует также отметить, что использование в процессе крупногранулированного сульфоионитного формованного катализатора позволит легко реализовать процесс в промышленном масштабе.It should also be noted that the use of a coarse granular sulfonated ionized catalyst in the process will make it easy to implement the process on an industrial scale.

Claims (2)

1. Способ получения диметилового эфира высокой чистоты дегидратацией метанола в присутствии сульфоионитного катализатора при повышенных температуре и давлении в совмещенном реакционно-ректификационном аппарате, состоящем из трех зон: двух ректификационных и средней реакционной, заполненной катализатором, и выводом целевого эфира сверху аппарата с подачей метанола или в катализаторную зону, или в нижнюю ректификационную зону, при этом возможно размещение реакционной и ректификационной зон как внутри одного аппарата, так и раздельно в двух или трех аппаратах таким образом, что в них совокупно осуществляют единый реакционно-ректификационный процесс, отличающийся тем, что дегидратацию осуществляют при температуре 110-150°С, давлении 4,9-13,2 ата при боковом отборе части диметилового эфира, обогащенного примесями, из нижней части верхней ректификационной зоны в точке бокового отбора, соответствующей 1-10 теоретическим тарелкам (счет с низа указанной ректификационной зоны).1. A method of producing high purity dimethyl ether by dehydration of methanol in the presence of a sulfoionite catalyst at elevated temperature and pressure in a combined reaction-distillation apparatus, consisting of three zones: two distillation and an average reaction, filled with catalyst, and the target ether is removed from the top of the apparatus with methanol supply or in the catalyst zone, or in the lower distillation zone, while it is possible to place the reaction and distillation zones both inside one apparatus, and separately in two or three devices in such a way that they together carry out a single reaction-distillation process, characterized in that the dehydration is carried out at a temperature of 110-150 ° C, a pressure of 4.9-13.2 atm with a side selection of part of dimethyl ether enriched with impurities , from the lower part of the upper distillation zone at the point of lateral selection corresponding to 1-10 theoretical plates (counting from the bottom of the specified distillation zone). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что боковой отбор проводят в точке бокового отбора, соответствующей 3-5 теоретическим тарелкам.2. The method according to claim 1, characterized in that the lateral selection is carried out at a point of lateral selection corresponding to 3-5 theoretical plates.
RU2004124475/04A 2004-08-10 2004-08-10 High-purity dimethyl ether production process RU2282613C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124475/04A RU2282613C2 (en) 2004-08-10 2004-08-10 High-purity dimethyl ether production process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124475/04A RU2282613C2 (en) 2004-08-10 2004-08-10 High-purity dimethyl ether production process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004124475A RU2004124475A (en) 2006-01-27
RU2282613C2 true RU2282613C2 (en) 2006-08-27

Family

ID=36047537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004124475/04A RU2282613C2 (en) 2004-08-10 2004-08-10 High-purity dimethyl ether production process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2282613C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505522C2 (en) * 2008-11-25 2014-01-27 Лурги Гмбх Method and installation for obtaining dimethyl ether from methanol

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, М, 2004, №2, С.33-41. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505522C2 (en) * 2008-11-25 2014-01-27 Лурги Гмбх Method and installation for obtaining dimethyl ether from methanol

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004124475A (en) 2006-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1294630C (en) Process for the production of dialkyl maleates
KR100269194B1 (en) Method for producing methyl methacrylate
AU706437B2 (en) Dimethyl ether production and recovery from methanol
CN1907932B (en) Method for preparing dimethyl ether from methanol
SU1132787A3 (en) Method of obtaining isobutene
US9045413B2 (en) Process for vinyl acetate production having sidecar reactor for predehydrating column
US4035242A (en) Distillative purification of alkane sulfonic acids
US20120142973A1 (en) Dual-Bed Catalytic Distillation Tower And Method For Preparing Dimethyl Ether Using The Same
KR101499846B1 (en) Process and apparatus for coupling separation and purification of ethyl tert-butyl ether
EA010358B1 (en) Process and apparatus for converting oxygenate to olefins
KR101340777B1 (en) Process for preparing dimethyl ether
RU2282613C2 (en) High-purity dimethyl ether production process
CN100366597C (en) Process for preparing dimethyl ether
EP0717022A2 (en) Process for producing isopropyl alcohol by hydrating propylene
RU2528409C1 (en) Method of producing dimethyl ether by single-step synthesis and separation thereof
JP2016531148A (en) Cross reference of improved process related applications for the production of tetrahydrofuran
US5663454A (en) Method for the manufacture and purification of methyl tertiary butyl ether and dimethyl ether
JP6407797B2 (en) Process for producing dialkyl carbonate
RU2256645C2 (en) Dimethyl ether production process
RU2083541C1 (en) Process for preparing isobutylene from methyl- or ethyl- tert-butyl ether
RU2432349C1 (en) Method of producing highly concentrated methylal
RU2089536C1 (en) Method of preparing tert-butanol
RU2098404C1 (en) Method of synthesis of monochloroacetic acid methyl ester
WO2016075531A1 (en) Process for the preparation of higher alcohols from ethanol and n-hexanol by guerbet condensation
JP2024509898A (en) How to obtain isobutene from C4 hydrocarbon mixture

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20130219

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20130219

Effective date: 20160413

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20161003

PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20180111

Effective date: 20180111

QB4A Licence on use of patent

Free format text: SUBSEQUENT PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20181210

Effective date: 20181210

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: SUBSEQUENT PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20181210

Effective date: 20211028

Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20180111

Effective date: 20211028