RU2564420C2 - Method of producing dimethyl ehter from methanol - Google Patents
Method of producing dimethyl ehter from methanol Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564420C2 RU2564420C2 RU2014105440/04A RU2014105440A RU2564420C2 RU 2564420 C2 RU2564420 C2 RU 2564420C2 RU 2014105440/04 A RU2014105440/04 A RU 2014105440/04A RU 2014105440 A RU2014105440 A RU 2014105440A RU 2564420 C2 RU2564420 C2 RU 2564420C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methanol
- reaction zone
- dimethyl ether
- catalyst
- zeolites
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Данное изобретение относится к химической промышленности, конкретно к области получения диметилового эфира (ДМЭ), применяемого в качестве хладагента и газа вытеснителя аэрозольных упаковок.This invention relates to the chemical industry, specifically to the field of production of dimethyl ether (DME), used as a refrigerant and a gas displacer aerosol packaging.
Качество очистки газа вытеснителя определяет его использование в тех отраслях, где очень высоки требования к газу по содержанию меркаптанов и влаги (парфюмерно-косметическая продукция, медицинские аэрозоли, производство автокосметики, монтажной пены, лакокрасочной продукции).The quality of gas purification of the displacer determines its use in those industries where the gas requirements for the content of mercaptans and moisture are very high (perfumes and cosmetics, medical aerosols, production of car cosmetics, foam, paint and varnish products).
Уровень техникиState of the art
Известно достаточно много процессов, в которых ДМЭ получают дегидратацией метанола с использованием различных катализаторов.Many processes are known in which DME is produced by the dehydration of methanol using various catalysts.
Согласно патенту [1] [патент RU 2459799, С2, дата публикации 27.08.2012 г.] в качестве катализаторов могут использоваться молекулярные сита цеолитного и/или нецеолитного типов. В качестве молекулярных сит используются одно или несколько сит, с FAU структурой, выбранных из группы, состоящей из цеолитов Y-типа, которые имеют большие поры. Молекулярное сито нецеолитного типа может быть силикоалюмофосфатным.According to the patent [1] [patent RU 2459799, C2, publication date 08/27/2012] molecular zeolite and / or non-zeolite molecular sieves can be used as catalysts. As molecular sieves, one or more sieves are used, with an FAU structure selected from the group consisting of Y-type zeolites that have large pores. The non-zeolitic molecular sieve may be silicoaluminophosphate.
К недостаткам указанного способа следует отнести высокую склонность к косообразованию катализаторов при температуре реакции.The disadvantages of this method include a high tendency to oblique catalysts at the reaction temperature.
В патенте [2] [патент RU 2282613, С2, дата публикации 27.08.2006 г.] дегидратацию метанола проводят в присутствии сульфоионитного катализатора при повышенной температуре и давлении в совмещенном реакционно-ректификационном аппарате.In the patent [2] [patent RU 2282613, C2, publication date 08/27/2006], methanol dehydration is carried out in the presence of a sulfoionite catalyst at elevated temperature and pressure in a combined reactive distillation apparatus.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому техническому результату является изобретение «Способ получения диметилового эфира» [3], [патент RU №2256645, С2, дата публикации 20.07.2005 г.]. Согласно данному изобретению метанолсодержащий поток контактирует с дегидратирующим катализатором в одной или нескольких реакционных зонах. Компоненты реакционной смеси с помощью дистилляции и/или ректификации разделяют с возвращением непрореагировавшего метанола в реакционную зону. Дегидратацию метанола и образование эфира проводят в жидком и/или парожидкостном состоянии в присутствии кислого катионита при температуре 100-460°C и поддерживают концентрацию воды в возвращаемом реакционную зону метанольном потоке менее 12% масс, предпочтительно менее 5% масс.The closest in its technical essence and the achieved technical result is the invention "A method for producing dimethyl ether" [3], [patent RU No. 2256645, C2, publication date 07/20/2005]. According to the invention, the methanol-containing stream is contacted with a dehydrating catalyst in one or more reaction zones. The components of the reaction mixture by distillation and / or rectification are separated with the return of unreacted methanol to the reaction zone. Methanol dehydration and ether formation are carried out in liquid and / or vapor-liquid state in the presence of acidic cation exchange resin at a temperature of 100-460 ° C and the concentration of water in the returned reaction zone of the methanol stream is less than 12 wt%, preferably less than 5 wt%.
Основными недостатками прототипа являются: The main disadvantages of the prototype are:
- применение двухреакторной схемы для дегидратации;- the use of a two-reactor scheme for dehydration;
- применение водной отмывки выделенного потока диметилового эфира от метанола и подача воднометанольной смеси в зону ректификации от воды; - the use of water washing the selected stream of dimethyl ether from methanol and supplying the water-methanol mixture to the rectification zone from water;
- применение реакционно-ректификационного аппарата приведет к усложнению технологической схемы.- the use of a reactive distillation apparatus will complicate the technological scheme.
Задача предлагаемого способа заключается в создании экологически чистой технологии получения ДМЭ дегидратацией метанола на молекулярном сите цеолитного типа, которая позволит получить продукцию необходимого качества для использования ее в качестве газа вытеснителя аэрозольных упаковок и значительно снизить эксплуатационные и капитальные затраты на реализацию и проведение процесса.The objective of the proposed method is to create an environmentally friendly technology for the production of DME by methanol dehydration on a zeolite type molecular sieve, which will make it possible to obtain products of the required quality for use as a gas displacer for aerosol packages and significantly reduce operating and capital costs for the implementation and implementation of the process.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения диметилового эфира из метанола, путем его контактирования с дегидратирующим катализатором в реакционной зоне и разделении компонентов реакционной смеси с помощью ректификации с возвращением непрореагировавшего метанола в реакционную зону, при котором дегидратацию метанола проводят в присутствии катализатора при повышенной температуре, в отличие от прототипа, в качестве катализатора применяют молекулярные сита цеолитного типа с крупными порами, выбранные из группы, состоящей из цеолитов структуры FAU, являющихся цеолитами типа X и их модификациями, дегидратацию осуществляют в газообразном состоянии при температуре в реакционной зоне 280÷380°C и давлении 17÷22 атм, в первой ректификационной колонне отгоняют от воды фракцию, состоящую из метанола и диметилового эфира, во второй ректификационной колонне отгоняют от непрореагировавшего метанола диметиловый эфир и возвращают метанол в реакционную зону. Предлагаемый способ получения диметилового эфира осуществляется на установке, которая представлена на чертеже, где приведена принципиальная схема установки.The problem is achieved in that in the method for producing dimethyl ether from methanol, by contacting it with a dehydrating catalyst in the reaction zone and separating the components of the reaction mixture by distillation, the unreacted methanol is returned to the reaction zone, in which methanol is dehydrated in the presence of a catalyst at elevated temperature , unlike the prototype, molecular sieves of the zeolite type with large pores selected from the group consisting of consisting of zeolites of the FAU structure, which are type X zeolites and their modifications, dehydration is carried out in a gaseous state at a temperature in the reaction zone of 280 ÷ 380 ° C and a pressure of 17 ÷ 22 atm, in the first distillation column, the fraction consisting of methanol and dimethyl is distilled from water ether, in the second distillation column dimethyl ether is distilled off from unreacted methanol and methanol is returned to the reaction zone. The proposed method for producing dimethyl ether is carried out on the installation, which is presented in the drawing, which shows a schematic diagram of the installation.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Для получения ДМЭ используют метанол концентрации не менее 99,5%, массовая доля серы не более 0,0001%, массовая доля воды не более 0,05%, массовая доля альдегидов и кетонов не более 0,003%.To obtain DME, methanol concentrations of not less than 99.5%, mass fraction of sulfur not more than 0.0001%, mass fraction of water not more than 0.05%, mass fraction of aldehydes and ketones not more than 0.003% are used.
Согласно схемы установки на чертеже метанол поступает по линии 1. Его смешивают с рециркулируемым метанольным потоком 11, поступающим из куба колонны 14, подогревают в теплообменнике до температуры 300-350°C и по лини 2 направляют в реакционную зону реактора 12, содержащую цеолит типа X. Из реакционной зоны реактора 12 по линии 3 выводят реакционную смесь, которую подают в отгонную зону колонны 13 по линии 3. Отгонная зона колонны 13 представляет собой ректификационную колонну.According to the installation diagram in the drawing, methanol enters through
Сверху ректификационной колонны 13 по линии 5 выводят паровой поток, содержащий преимущественно ДМЭ и метанол. Далее поток охлаждается в конденсаторе дефлегматоре и поступает в колонну 14 по линии 7. Часть сконденсированного потока по линии 6 возвращают в колонну 13 в виде флегмы. Снизу колонны 13 по линии 4 выводят поток, содержащий преимущественно воду. Ректификационная колонна 14 предназначена для разделения ДМЭ от метанола. Сверху ректификационной колонны 14 по линии 8 выводят паровой поток, содержащий ДМЭ. Далее поток охлаждается в конденсаторе дефлегматоре и поступает по линии 10 на склад. Часть сконденсированного потока по линии 9 возвращают в колонну 14 в виде флегмы. Снизу колонны 14 по линии 11 выводят поток, содержащий преимущественно метанол.At the top of the
Примеры 1-4 показывают реализацию настоящего изобретения по способу получения диметилового эфира, путем контактирования его с дегидратирующими катализаторами с использованием различных вариантов загрузки в реакционную зону молекулярных сит цеолитного типа с крупными порами, выбранных из группы, состоящей из цеолитов структуры FAU, являющихся цеолитами типа X.Examples 1-4 show the implementation of the present invention by a method for producing dimethyl ether by contacting it with dehydrating catalysts using various options for loading large pore zeolite type molecular sieves into the reaction zone selected from the group consisting of zeolites of the FAU structure, which are type X zeolites .
Пример 1. Данный пример иллюстрирует реализацию по способу получения диметилового эфира с применением в качестве катализатора молекулярного сита цеолитного типа с крупными порами, выбранного из группы, состоящей из цеолитов структуры FAU, являющееся цеолитом NaX.Example 1. This example illustrates the implementation of the method for producing dimethyl ether using a large pore zeolite type molecular sieve as a catalyst selected from the group consisting of zeolites of the FAU structure, which is NaX zeolite.
Способ получения ДМЭ реализован на установке см.чертеж.The method of obtaining DME is implemented on the installation, see drawing.
Согласно схемы установки на чертеже метанол в количестве 463,3 кг/ч поступает по линии 1. Его смешивают с рециркулируемым метанольным потоком 11, поступающим из куба колонны 14, подогревают в теплообменнике преимущественно до температуры 310°C и по лини 2 направляют в реакционную зону реактора 12, содержащую цеолит типа NaX, размер гранул 1,8÷2,2 мм, в количестве 0,5 м3. Реактор представляет собой аппарат адиабатического типа. Реакция дегидратации осуществляется при температуре 300°C и давлении 2,0 МПа. Конверсия метанола за проход 90%. Из реакционной зоны по линии 3 выводят реакционную смесь. Реакционную смесь из реактора 12 в количестве 1000 кг/ч подают в ректификационную колонну 13 по линии 3. Поток 3 содержит 32,31% ДМЭ; 53,67% метанола и 14,02% воды. Процесс ректификации осуществляют при абсолютном давлении в кубе колонны 13 равном 0,37 МПа, верха колонны 13 равном 0,32 МПа. Температуры: куба - 140°C; тарелки питания - 55°C; верха - 40°C.According to the installation scheme in the drawing, methanol in the amount of 463.3 kg / h is supplied via
Сверху ректификационной колонны 13 по линии 5 выводят паровой поток, содержащий ДМЭ и метанол. Далее поток охлаждается в конденсаторе дефлегматоре и поступает в колонну 14, по линии 7 выводится 859,8 кг/ч продукта, содержащего 37,60% ДМЭ и 62,40% метанола. Часть сконденсированного потока по линии 6 возвращают в колонну 13 в виде флегмы. Снизу колонны 13 по линии 4 выводится поток, содержащий преимущественно воду в количестве 140,2 кг/ч. Ректификационная колонна 14 предназначена для разделения ДМЭ от метанола. Сверху ректификационной колонны 14 по линии 8 выводится паровой поток, содержащий ДМЭ. Далее поток охлаждается в конденсаторе дефлегматоре и поступает по линии 10 на склад в количестве 323,1 кг/ч. Часть сконденсированного потока по линии 9 возвращается в колонну 14 в виде флегмы. Снизу колонну 14 по линии 11 выводится поток, содержащий преимущественно метанол в количестве 536,7 кг/ч.At the top of the
Пример 2. Данный пример иллюстрирует реализацию по способу получения диметилового эфира аналогично примеру 1, отличающемуся тем, что в качестве катализатора применяют молекулярное сито цеолитного типа с крупными порами, выбранное из группы, состоящей из цеолитов структуры FAU, являющееся цеолитом НХ.Example 2. This example illustrates the implementation of the method for producing dimethyl ether analogously to example 1, characterized in that the catalyst used is a large-pore zeolite type molecular sieve selected from the group consisting of zeolites of the FAU structure, which is HX zeolite.
Пример 3. Данный пример иллюстрирует реализацию по способу получения диметилового эфира аналогично примеру 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора применяют молекулярное сито цеолитного типа с крупными порами, выбранное из группы, состоящей из цеолитов структуры FAU, являющихся цеолитом LiX.Example 3. This example illustrates the implementation of the method for producing dimethyl ether analogously to example 1, characterized in that the catalyst used is a large-pore zeolite type molecular sieve selected from the group consisting of zeolites of the FAU structure, which are LiX zeolite.
Пример 4. Данный пример иллюстрирует реализацию по способу получения диметилового эфира аналогично примеру 1, отличающемуся тем, что в качестве катализатора применяют молекулярное сито цеолитного типа с крупными порами, выбранное из группы, состоящей из цеолитов структуры FAU, являющихся цеолитом HLiX.Example 4. This example illustrates the implementation of the method for producing dimethyl ether analogously to example 1, characterized in that the catalyst used is a large-pore zeolite type molecular sieve selected from the group consisting of zeolites of the FAU structure, which are HLiX zeolite.
Показатели качества полученных диметиловых эфиров приведены в таблице 1.The quality indicators of the obtained dimethyl ethers are shown in table 1.
Достигаемый технический результатAchievable technical result
Преимуществом заявляемой установки перед прототипом являются:The advantage of the claimed installation over the prototype are:
- получение ДМЭ высокой концентрации 99,99% и выше без постороннего запаха, что позволит его использовать в качестве газа вытеснителя аэрозольных упаковок;- obtaining DME of a high concentration of 99.99% and higher without an odor, which will allow it to be used as a gas displacer aerosol packaging;
- получение ДМЭ высокого качества с низким содержанием воды до 0,0001%;- obtaining high quality DME with a low water content of up to 0.0001%;
- получение ДМЭ с низким содержанием сернистых соединений до 0,0001%;- obtaining DME with a low content of sulfur compounds up to 0.0001%;
- предложен катализатор дегидратации метанола в виде молекулярных сит цеолитного типа с крупными порами, выбранных из группы, состоящей из цеолитов структуры FAU, являющихся цеолитами типа X и их модификациями, который позволил увеличить конверсию ДМЭ до 90% и выше.- a catalyst for the methanol dehydration in the form of large-pore zeolite type molecular sieves selected from the group consisting of zeolites of the FAU structure, which are type X zeolites and their modifications, which allowed increasing the DME conversion to 90% and higher, was proposed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105440/04A RU2564420C2 (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Method of producing dimethyl ehter from methanol |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105440/04A RU2564420C2 (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Method of producing dimethyl ehter from methanol |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014105440A RU2014105440A (en) | 2015-08-20 |
RU2564420C2 true RU2564420C2 (en) | 2015-09-27 |
Family
ID=53880077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014105440/04A RU2564420C2 (en) | 2014-02-13 | 2014-02-13 | Method of producing dimethyl ehter from methanol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2564420C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2256645C2 (en) * | 2002-11-28 | 2005-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефте-газо-химические технологии" | Dimethyl ether production process |
CN101205171A (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-25 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for preparing dimethyl ether by dehydration of methanol |
US20100010272A1 (en) * | 2006-12-08 | 2010-01-14 | Universite Louis Pasteur | Dehydration of methanol to dimethyl ether using catalysts based on a zeolite supported on silicon carbide |
RU2459799C2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-08-27 | Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн | Catalytic method of producing dimethyl ehter from methanol |
-
2014
- 2014-02-13 RU RU2014105440/04A patent/RU2564420C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2256645C2 (en) * | 2002-11-28 | 2005-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефте-газо-химические технологии" | Dimethyl ether production process |
US20100010272A1 (en) * | 2006-12-08 | 2010-01-14 | Universite Louis Pasteur | Dehydration of methanol to dimethyl ether using catalysts based on a zeolite supported on silicon carbide |
CN101205171A (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-25 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for preparing dimethyl ether by dehydration of methanol |
RU2459799C2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-08-27 | Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн | Catalytic method of producing dimethyl ehter from methanol |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014105440A (en) | 2015-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102099315B (en) | Process for production of isobutene by cracking MTBE-containing mixtures | |
Azizi et al. | Dimethyl ether: A review of technologies and production challenges | |
US7968758B2 (en) | Process for the dissociation of MTBE | |
RU2469792C2 (en) | Method of preparing silicoaluminophosphate (sapo) molecular sieves, catalysts, containing thereof, and methods of catalytic dehydration with application of said catalysts | |
US7919662B2 (en) | Process for the dissociation of MTBE | |
JP5192688B2 (en) | Process for the production of ethyl tert-butyl ether from an industrial mixture of C4 hydrocarbons | |
JP5283871B2 (en) | Process for producing isobutene by decomposition of methyl-t-butyl ether | |
JP4800584B2 (en) | Method for producing isobutene and reactor for isothermally carrying out equilibrium reaction | |
CN1907932B (en) | Method for preparing dimethyl ether from methanol | |
EA019181B1 (en) | Dehydration of alcohols in the presence of an inert component | |
JP5200024B2 (en) | Method for continuously separating a mixture containing morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water by distillation | |
JP5290181B2 (en) | Method for continuously separating a mixture containing morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water by distillation | |
JP5200023B2 (en) | Method for continuously separating a mixture containing morpholine (MO), monoaminodiglycol (ADG), ammonia and water by distillation | |
CA1155463A (en) | Hydrocarbon synthesis | |
EP1752433B1 (en) | Improved drying process for linear alpha-olefins | |
RU2564420C2 (en) | Method of producing dimethyl ehter from methanol | |
JP2009275019A (en) | Method for refining water-alcohol composition | |
WO2018047773A1 (en) | Method for separating and purifying isobutylene and method for producing isobutylene | |
UA106417C2 (en) | Simultaneous dehydration and skeletal isomerisation of isobutanol on acid catalysts | |
US10118880B2 (en) | Process for the preparation of higher alcohols from ethanol and N-hexanol by guerbet condensation | |
JP2019177348A (en) | Separation method and manufacturing method of isobutylene using the same | |
RU2567556C1 (en) | Method of obtaining isobutylene from tert-butanol-containing fraction (versions) | |
RU2089536C1 (en) | Method of preparing tert-butanol | |
CA2770258C (en) | Process for treatment of ethylene | |
WO2023237696A1 (en) | Ethanol based intensified ethylene production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160214 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170411 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180214 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181220 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
TC4A | Altering the group of invention authors |
Effective date: 20190125 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190129 Effective date: 20190129 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190129 Effective date: 20200623 |