用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，包含缩合单元、脱水单元、热解单元、聚甲氧基二甲醚合成反应器，第一管线、第二管线、第三管线和第四管线。通过本实用新型的实施可以实现聚甲氧基二甲醚规模化、连续化生产，达到甲醛的高转化效果，实现聚甲氧基二甲醚装置经济效益的最大化，实现没有废水的外排等环保效益的最大化，是有效解决聚甲氧基二甲醚的甲醛原料来源有效途径。经试验对比，使用多聚甲醛为原料时，甲醛单程转化率80％；使用气相甲醛为原料时，甲醛单程转化率可到90％以上。
【专利说明】用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置
【技术领域】
[0001]本实用新型概括地涉及一种反应装置，具体而言，本实用新型涉及一种用于生产聚甲氧基二甲醚中的应用气相甲醛反应装置。
【背景技术】
[0002]聚甲氧基二甲醚，也叫聚甲醛二甲醚、聚甲醛二甲基醚，聚甲醛二烷基醚等，简称DMMn或PODE等。其具有较高的含氧量，约35%-49%。较高的十六烷值，平均在60以上。可解决柴油中燃烧不彻底的问题，大大降低烟气排放量，减少污染。根据现有技术中的测试数据:用6缸发动机进行台架试验，向柴油中添加20%的DMM3-4，与空白柴油相比，氮氧化物的排放量减少25 %，烟尘排放量(MSS)下降60 %，颗粒物质量(PM)减少40 %，颗粒数减少25%。2013年我国消费柴油约1.7亿吨，如果按照15%添加，需求量可达2000万吨以上的规模，由此该产品的生产需要规模化、连续化生产的装置，才能创造更好的经济效益、社会效益、环境效益。
[0003]生产聚甲氧基二甲醚的原料，尤其是甲醛原料的选择是能否成功工业化的关键因素。目前报道的甲醛原料主要集中在三聚甲醛、多聚甲醛、甲醛水溶液、浓缩后的高浓度甲醛等。发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术中至少存在以下技术问题:
[0004]1、采用三聚甲醛作原料时，转化率高，易于进料，但成本太高，经济效益不好。
[0005]2、采用多聚甲醛作原料时，转化率较低，在连续反应过程中存在进料难的问题，而若采用间歇反应，则效率太低。
[0006]因此，无论是采用三聚甲醛还是多聚甲醛，单套规模都受到限制，因此限制了聚甲氧基二甲醚的大规模生产，从而降低了整体的经济效益。而且，无论是甲醛水溶液还是浓缩后的高浓度甲醛都含有水，对后续的产品分离将产生不利影响，这也影响了整个项目的经济效益。
[0007]3、另外，在生产聚甲氧基二甲醚时，甲醛易于重新聚合，尤其是反应器内转化效率不高、后续分离处理不当时将导致系统堵塞，影响整个系统的稳定运转。
[0008]因此，如何解决这一难题是聚甲氧基二甲醚项目实现正常工业化的重中之重。开发一种易于规模化、连续化生产、高转化率的无水甲醛原料是实现聚甲氧基二甲醚规模化生产的必由之路。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的即在于提供一种可以进行连续稳定反应的用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，从而解决上述的现有技术或在研技术中存在的不足。
[0010]为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，该装置包括:
[0011]缩合单元(I)，其包括第一入口(11)和第一出口(12)；
[0012]脱水单元(2)，其包括第二入口(21)和第二出口(22)、第五出口(23)；
[0013]热解单元(3)，其包括第三入口(31)和第三出口(32)；
[0014]聚甲氧基二甲醚合成反应器(4)，其包括第四入口(41)和第四出口(42)；
[0015]第一管线(5)、第二管线(6)、第三管线(7)和第四管线(8)；
[0016]其中，所述缩合单元(I)的所述第一出口(12)通过所述第一管线(5)与所述脱水单元(2)的所述第二入口(21)相连；所述脱水单元(2)的所述第二出口(22)连接所述第二管线￠)，所述第五出口(23)通过所述第三管线(7)与所述热解单元(3)的所述第三入口(31)相连；所述热解单元(3)的所述第三出口(32)通过所述第四管线(8)与所述聚甲氧基二甲醚合成反应器(4)的所述第四入口(41)相连；
[0017]其中，所述缩合单元(I)通过所述第一入口(11)接收工业甲醛或浓缩后的工业甲醛进料而使其缩合，缩合后的物质经所述第一出口(12)通过所述第一管线(5)由所述第二入口(21)进入所述脱水单元(2);在所述脱水单元(2)中，来自所述缩合单元(I)的物质经脱水后，水经所述第二出口(22)通过所述第二管线(6)被排出，且脱水后的物质经所述第五出口(23)通过所述第三管线(7)由所述第三入口(31)进入所述热解单元(3);在所述热解单元(3)中，来自所述脱水单元(2)的物质热解以得到气相状态的甲醛以及液态的缩合剂，气相状态的甲醛经所述第三出口(32)通过所述第四管线(8)由所述第四入口(41)进入用于生产聚甲氧基二甲醚的所述聚甲氧基二甲醚合成反应器(4);在所述聚甲氧基二甲醚合成反应器(4)中，来自所述热解单元(3)的气相甲醛作为原料进行反应以得到聚甲氧基二甲醚，得到的产物经过所述第四出口(42)排出；
[0018]优选地，所述用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置进一步包括回收管线(9)，所述缩合单元(I)进一步包括第五入口(13)，所述热解单元(3)进一步包括第六出口(33)，且所述热解单元(3)的所述第六出口(33)通过回收管线(9)与所述缩合单元(I)的所述第五入口 (13)连接，
[0019]其中，在所述热解单元(3)中得到的所述液态的缩合剂经所述第六出口(33)通过所述回收管线(9)由所述第五入口(13)回到所述缩合单元(I)以再利用。
[0020]优选地，所述脱水单元(I)为脱水塔。
[0021]优选地，所述热解单元(3)为热解塔。
[0022]优选地，所述第一出口(12)设置于所述缩合单元(I)的下端；
[0023]所述第五出口(23)设置于所述脱水单元(2)的下端；
[0024]所述第二出口(22)设置于所述脱水单元(2)的上端；
[0025]所述第三出口(32)设置于所述热解单元(3)的上端；
[0026]所述第六出口(33)设置于所述热解单元(3)的下端。
[0027]优选地，所述第一管线(5)、第二管线(6)、第三管线(7)、第四管线⑶和回收管线(9)均为耐腐蚀管线。
[0028]根据本实用新型的反应器，甲醛原料以气相甲醛进入反应器，而所述气相甲醛不含水，进入反应器后没有解聚过程，直接参与合成聚甲氧基二甲醚反应，反应转化率高，反应速率快。
[0029]而且所述流程中避免了多聚甲醛固体进料带来的难题，实现了连续反应过程，可以实现大规模的聚甲氧基二甲醚的生产，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]附图1为本实用新型装置示意图。
[0031]附图中:1为缩合单元，其包括第一入口 11、第五入口 13，和第一出口 12 ;2为脱水单元，其包括第二入口 21和第二出口 22、第五出口 23 ;3为热解单元，其包括第三入口 31和第三出口 32、第六出口 33 ；4为聚甲氧基二甲醚合成反应器，其包括第四入口 41和第四出口 42 ；5为第一管线，6为第二管线，7为第三管线，8为第四管线，且9为回收管线。
【具体实施方式】
[0032]以下将参考图1描述本实用新型的【具体实施方式】，然而以下实施方式仅用于说明性的目的，其并不用于限制本实用新型的范围。
[0033]参考图1，本实用新型的用于生产聚甲氧基二甲醚反应装置包括:
[0034]缩合单元(I)，其包括第一入口(11)和第一出口(12)；
[0035]脱水单元(2)，其包括第二入口(21)和第二出口(22)、第五出口(23)；
[0036]热解单元(3，其包括第三入口(31)和第三出口(32)；
[0037]聚甲氧基二甲醚合成反应器(4)，其包括第四入口(41)和第四出口(42)；
[0038]第一管线(5)、第二管线(6)、第三管线(7)和第四管线⑶；
[0039]其中，所述缩合单元(I)的所述第一出口(12)通过所述第一管线(5)与所述脱水单元(2)的所述第二入口(21)相连；所述脱水单元(2)的所述第二出口(22)连接所述第二管线￠)，所述第五出口(23)通过所述第三管线(7)与所述热解单元(3)的所述第三入口(31)相连；所述热解单元(3)的所述第三出口(32)通过所述第四管线(8)与所述聚甲氧基二甲醚合成反应器(4)的所述第四入口(41)相连；
[0040]其中，所述缩合单元(I)通过所述第一入口(11)接收含量为35?37wt%的甲醛水溶液或接收含量为45%?65wt%的甲醛水溶液的进料而使其缩合，缩合后的物质经所述第一出口(12)通过所述第一管线(5)由所述第二入口(21)进入所述脱水单元(2);
[0041]在所述脱水单元(2)中，来自所述缩合单元(I)的物质经脱水后，水经所述第二出口(22)通过所述第二管线(6)被排出，且脱水后的物质经所述第五出口(23)通过所述第三管线(7)由所述第三入口(31)进入所述热解单元(3)；
[0042]在所述热解单元(3)中，来自所述脱水单元⑵的物质热解以得到气相状态的甲醛以及液态的缩合剂，气相状态的甲醛经所述第三出口(32)通过所述第四管线(8)由所述第四入口(41)进入所述用于生产聚甲氧基二甲醚的反应器(4)以进行反应，所述液态的缩合剂经所述第六出口(33)通过所述回收管线(9)由所述第五入口(13)回到所述缩合单元
(I)以再利用；
[0043]在所述聚甲氧基二甲醚的合成反应器⑷中，来自所述热解单元⑶的气相甲醛作为原料进行反应以得到聚甲氧基二甲醚；
[0044]其中，所述脱水单元(I)为脱水塔。
[0045]其中，所述热解单元(3)为热解塔。
[0046]其中:所述第一出口(12)设置于所述缩合单元(I)的下端；
[0047]所述第五出口(23)设置于所述脱水单元(2)的下端；
[0048]所述第二出口(22)设置于所述脱水单元(2)的上端；
[0049]所述第三出口(32)设置于所述热解单元(3)的上端；
[0050]所述第六出口(33)设置于所述热解单元(3)的下端。
[0051]上述相应出口的位置，有利于各自所对应的反应阶段中的物质的传输、扩散以及流动，很大程度上提高了各阶段反应中物质的有效利用率。
[0052]其中，所述第一管线(5)、第二管线(6)、第三管线(7)、第四管线(8)和回收管线
(9)均为耐腐蚀管线，从而提高了本实用新型的可靠性和使用寿命，最大程度保证了成品的质量。
[0053]通过上述反应器，气相甲醛直接参与合成聚甲氧基二甲醚的反应，反应转化率高，速率快；而且通过该反应器，可以避免三聚甲醛和多聚甲醛固体进料带来的问题，实现了反应过程的连续化和稳定化。
[0054]此外，通过回收管线(9)回收缩合剂还可以实现缩合剂的回收再利用，具有更好的经济效益。
【权利要求】
1.一种用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，其特征在于，该装置包括: 缩合单元(I)，其包括第一入口(11)和第一出口(12)； 脱水单元(2)，其包括第二入口(21)和第二出口(22)、第五出口(23)； 热解单元(3)，其包括第三入口(31)和第三出口(32)； 聚甲氧基二甲醚合成反应器(4)，其包括第四入口(41)和第四出口(42)； 第一管线(5)、第二管线(6)、第三管线(7)和第四管线(8)； 其中，所述缩合单元(I)的所述第一出口(12)通过所述第一管线(5)与所述脱水单元(2)的所述第二入口(21)相连；所述脱水单元(2)的所述第二出口(22)连接所述第二管线(6)，所述第五出口(23)通过所述第三管线(7)与所述热解单元(3)的所述第三入口(31)相连；所述热解单元(3)的所述第三出口(32)通过所述第四管线(8)与所述聚甲氧基二甲醚合成反应器⑷的所述第四入口(41)相连； 其中，所述缩合单元(I)通过所述第一入口(11)接收工业甲醛或浓缩后的工业甲醛进料而使其缩合，缩合后的物质经所述第一出口(12)通过所述第一管线(5)由所述第二入口(21)进入所述脱水单元(2);在所述脱水单元(2)中，来自所述缩合单元(I)的物质经脱水后，水经所述第二出口(22)通过所述第二管线(6)被排出，且脱水后的物质经所述第五出口(23)通过所述第三管线(7)由所述第三入口(31)进入所述热解单元(3);在所述热解单元(3)中，来自所述脱水单元(2)的物质热解以得到气相状态的甲醛以及液态的缩合剂，气相状态的甲醛经所述第三出口(32)通过所述第四管线(8)由所述第四入口(41)进入用于生产聚甲氧基二甲醚的所述聚甲氧基二甲醚合成反应器(4);在所述聚甲氧基二甲醚合成反应器⑷中，来自所述热解单元⑶的气相甲醛作为原料进行反应以得到聚甲氧基二甲醚，得到的产物经过所述第四出口(42)排出。
2.根据权利要求1所述的用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，其特征在于， 所述反应装置进一步包括回收管线(9)，所述缩合单元(I)进一步包括第五入口(13)，所述热解单元(3)进一步包括第六出口(33)，且所述热解单元(3)的所述第六出口(33)通过回收管线(9)与所述缩合单元(I)的所述第五入口(13)连接， 其中，在所述热解单元(3)中得到的所述液态的缩合剂经所述第六出口(33)通过所述回收管线(9)由所述第五入口(13)回到所述缩合单元⑴以再利用。
3.根据权利要求1或2所述的用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，其特征在于，所述脱水单元(I)为脱水塔。
4.根据权利要求1或2所述的用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，其特征在于，所述热解单元(3)为热解塔。
5.根据权利要求2所述的用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，其特征在于，其中: 所述第一出口(12)设置于所述缩合单元(I)的下端； 所述第五出口(23)设置于所述脱水单元(2)的下端； 所述第二出口(22)设置于所述脱水单元(2)的上端； 所述第三出口(32)设置于所述热解单元(3)的上端； 所述第六出口(33)设置于所述热解单元(3)的下端。
6.根据权利要求2所述的用于生产聚甲氧基二甲醚的反应装置，其特征在于，所述第一管线(5)、第二管线(6)、第三管线(7)、第四管线⑶和回收管线(9)均为耐腐蚀管线。
【文档编号】C08G2/08GK204079853SQ201420508874
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】杨雪岗, 秦少鹏, 张新志, 王耀红, 郑丽国 申请人:北京旭阳化工技术研究院有限公司