30万吨甲醇合成二甲醚过程模拟研究(5)
合成气一步法的主要优点是反应方便易进行，其中合成甲醇反应和甲醇脱水反应是在一个反应器中完成，这就使得反应平衡常数大，反应生成的甲醇能够立即进行脱水反应从而生成二甲醚。该法使得合成气中CO单程转化率高，达40.0%-75.0%。其主要缺点为：合成气作为原料利用率低 ；催化剂使用寿命短 ，不能重复利用；反应产物分离困难； 反应装置难以大型化 。因此，我们认为，合成气一步法工业化技术尚未成熟仍旧处于探索阶段。
2.2 甲醇气相催化脱水法
甲醇气相催化脱水法是目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法之一。我国有很多家公司和研究院已经拥有该项技术并能够实现工业化大型生产。典型的甲醇气相催化脱水法的生产过程如下图2.1所示。催化剂选用ZSM分子筛、磷酸铝或γ-Al2O3。其反应的化学反应式为：
2CH3OH === H3COCH3 + H2O （2.5）
主要副反应：
CH3OH === CO + 2H2 （2.6）
H3COCH3 === CH4 + H2 + CO （2.7）
CO + H2O === CO2 + H2 （2.8）
反应压力为0.5~1.5 MPa温度控制在230~400℃。反应过程如下所述：换热器中的甲醇经汽化与反应器出来的反应产物换热后进入反应器中发生气相催化脱水反应，反应产物经换热后用循环冷凝水冷却。冷凝水冷却后的物料在粗甲醚中间罐进行气液两相分离。气相为副反应产生的不凝气和二甲醚、甲醇的饱和蒸汽，送洗涤塔用甲醇或甲醇-水溶液吸收回收其中二甲醚。吸收液返回粗甲醚中间罐，吸收尾气送出装置。发生反应的反应器结构常见的有绝热式固定床、换热式固定床、多段冷激式固定床和等温管式固定床等等