专利名称：一种气相合成二甲醚流化床反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工技术领域，尤其是涉及甲醇气相脱水合成二甲醚生产设备。
背景技术：
目前，国内外二甲醚生产均采用内换热等温式或多段冷激式固定床反应器，由于 等温式固定床反应器的体积较低(一般低于40% )，而大直径冷激式固定床反应器径向布 气不均勻，因而反应器单台二甲醚生产能力受到极大限制，国内外最大单台生产能力均不 超过20万吨/年。甲醇脱水是放热反应，为了维持反应温度，固定床在放大规模时需要在 控温方面付出更大的成本。对于较多采用的多段冷激式固定床反应器，由于存在反应热点， 高温使得合成反应的选择性较低，造成生产过程的原料消耗较高。因此，如果采用流化床工 艺，可以实现二甲醚生产过程的大规模化，使单台年生产能力达到几十万吨甚至上百万吨 规模，同时达到减少投资、节省能源、降低消耗的目的。
发明内容本实用新型的目的就是针对目前固定床甲醇气相合成二甲醚工艺中，存在反应热 点，高温使得合成反应的选择性较低，造成生产过程的原料消耗较高，成本高、能耗大，并且 在放大规模时需要在控温方面付出更大的生产成本的问题，提供一种甲醇气相脱水生产二 甲醚流化床反应器。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，该气相合成二甲醚流化床反应 器外形为圆筒形壳体，所述圆筒形壳体内从下向上依次设有气体分布器、换热管组、挡板、 一级旋风分离器、二级旋风分离器，所述气体分布器为锥形，所述换热管组上部管间环形相 通，下部为锥体状，换热管组与一、二级旋风分离器之间设有挡板，所述挡板上密布很多小 孔，所述一级旋风分离器、二级旋风分离器均为漏斗形，所述一级旋风分离器与二级旋风分 离器相通，所述圆筒形壳体的上、中、下部位分别设有温度计接口，所述圆筒形壳体的上部、 下部分别设有压力表接口，所述圆筒形壳体的中部和下部分别设有催化剂入口和卸料口， 所述圆筒形壳体的下端设有气体入口，上端设有进料口和气体出口，所述壳体上还设有换 热介质入口和换热介质出口。加压后的原料气先通过气体入口进入反应器，经气体分布器均勻分布后，与换热 管组处的催化剂层接触进行催化反应，形成流体状，然后再穿过挡板上的小孔得到进一步 均勻分布后，反应后的气体夹带有大量的催化剂固体颗粒，通过两级旋风分离器将气体中 夹带的固体进行分离，后经气体出口进入下一道工序。本实用新型的有益效果通过使用新型构件流化床反应器后，在催化剂的活性、选 择性，特别是稳定性以及节能方面取得了重大突破。该反应器工艺技术指标为甲醇单程转 化率≥95%, 二甲醚选择性≥99.9%,原料消耗≤ 1. 405吨/吨，煤消耗0. 13吨/吨，二甲 醚产品纯度为99.9%。(目前固定床生产装置为甲醇单程转化率≥80%，二甲醚选择性 ≥98%，原料消耗≤1.42吨/吨，煤消耗0.26吨/吨，二甲醚产品纯度为99%。)与传统的固定床甲醇脱水反应器相比，该反应器具有如下优点—是该反应器中反应温度易于控制，消除了固定床气相法反应器存在的易超温的缺陷。二是转化率选择性高。该反应器实施技术打破了甲醇脱水反应的化学平衡限制， 甲醇接近全部转化，抑制了副反应的发生，提高了目的产物的选择性，减少了二甲醚的蒸馏 损失。甲醇单耗降低。三是节省投资和生产成本。通过使用该反应器使整个工艺流程变得简单，减少了 设备台数，节省了投资；热量利用充分，反应热直接用作蒸发所需要的热量。流化床技术装 置的投资约为一般气相法技术的60% -70%，能耗为40%。二甲醚生产成本大大降低。四是催化剂寿命较长。在流化床反应器工艺中，反应生成的二甲醚及可能生成的 微量烯烃副产物迅速离开反应区，富集到塔顶。它们在反应区液相的浓度很低，二甲醚生产 烯烃的反应速度和烯烃生成积炭的反应速度都会受到很大的抑制。在流化床工艺中催化剂 的寿命可达到2年。该流化床反应器具有结构简单、投资省、操作稳定、运行成本低、催化剂 装填量小且装卸容易、易于大型化等优点。该新型反应器克服了现有技术存在的流程长、能耗高、投资大等问题，是二甲醚生 产技术的重大突破。
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例
图1为本实用新型剖视图图中1、壳体2、气体分布器3、换热管组4、挡板5、一级旋风分离器6、二 级旋风分离器7、小孔8、温度计接口 9、压力表接口 10、催化剂入口 11、卸料口 12、 气体入口 13、进料口 14、气体出口 15、换热介质入口 16、热介质出口
具体实施方式
该气相合成二甲醚流化床反应器外形为圆筒形壳体1，圆筒形壳体1内从下向上 依次设有气体分布器2、换热管组3、挡板4、一级旋风分离器5、二级旋风分离器6，气体分 布器2为锥形，主要对进入的反应气进行均勻分布，以使反应能够在整个反应器空间内进 行，换热管组3上部管间环形相通，下部为锥体状，便于内部热介质循环，外部装填有催化 齐U，一方面通过换热气体达到反应温度，另一方面由于甲醇脱水属于放热反应，为破坏该反 应的热效应平衡，必须及时将产生的反应热带走，以提高反应转化率，挡板4上密布很多小 孔7，对经过催化剂层催化反应形成的流体状气体进行进一步的均勻分布，一级旋风分离器 5与二级旋风分离器6相通，通过一级旋风分离器5后气固相分离不彻底的情况下，进入二 级旋风分离器6，主要作用是将反应气带出的催化剂粉末进行气固分离。在圆筒形壳体的 上、中、下部位分别设有温度计接口 8，以便观察反应器床层温度，在圆筒形壳体的上部、下 部分别设有压力表接口 9，在圆筒形壳体1的中部和下部分别设有催化剂入口和卸料口，以 方便催化剂的装卸与更换，在圆筒形壳体2的下端设有气体入口 12，上端设有进料口 13和 气体出口 14，壳体1上还设有换热介质入口 15和换热介质出口 16。加压后的原料气先通 过气体入口 12进入反应器，经气体分布器2均勻分布后，与换热管组3处的催化剂层接触进行催化反应，形成流体状，然后再穿过挡板4上的小孔7得到进一步均勻分布后，反应后 的气体夹带有大量的催化剂固体颗粒，通过两级旋风分离器5、6将气体中夹带的固体进 行 分离，后经气体出口进入14下一道工序。
权利要求一种气相合成二甲醚流化床反应器，该气相合成二甲醚流化床反应器外形为圆筒形壳体，所述圆筒形壳体内从下向上依次设有气体分布器、换热管组、一级旋风分离器、二级旋风分离器，所述气体分布器为锥形，所述换热管组纵向弯曲排列所述一级旋风分离器、二级旋风分离器均为漏斗形，所述一级旋风分离器与二级旋风分离器相通，所述圆筒形壳体的上、中、下部位分别设有温度计接口，所述圆筒形壳体的上部、下部分别设有压力表接口，所述圆筒形壳体的中部和下部分别设有催化剂入口和卸料口，所述圆筒形壳体的下端设有气体入口，上端设有进料口和气体出口，所述壳体上还设有换热介质入口和换热介质出口，其特征在于在换热管组与一、二级旋风分离器之间设有挡板，所述挡板上密布很多小孔，所述换热管组上部管间环形相通，下部为锥体状。
专利摘要本实用新型公开了一种气相合成二甲醚流化床反应器，该气相合成二甲醚流化床反应器外形为圆筒形壳体，所述圆筒形壳体内从下向上依次设有气体分布器、换热管组、挡板、一级旋风分离器、二级旋风分离器。原料气进入反应器，经气体分布器均匀分布后，与换热管组处的催化剂层接触进行催化反应，形成流体状，然后再穿过挡板上的小孔得到进一步均匀分布后，反应后的气体夹带有大量的催化剂固体颗粒，通过两级旋风分离器将气体中夹带的固体进行分离，后经气体出口进入下一道工序。具有投资小，转化率高，催化剂使用寿命长，操作简单的优点。
文档编号C07C43/04GK201768553SQ20102018321
公开日2011年3月23日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者孙春义, 王光 申请人:山东清大新能源有限公司