Спосіб отримання диметилового ефіру

C07C41 / 09 - дегідратацією з'єднань, що містять окси групи

Власники патенту RU 2469017:

Хальдор ТОПСЕЕ А / С (DK)

Винахід відноситься до способу отримання диметилового ефіру з синтез-газу. Зокрема, даний винахід відноситься до поліпшеного способу синтезу диметилового ефіру з застосуванням хімічної промивки потоку сировини зі стадії синтезу ефіру для видалення двоокису вуглецю з сировини для поліпшення виходу процесу і кінцевої очистки отриманого диметилового ефіру.

Попередній рівень техніки

Спосіб відповідно до цього винаходом відноситься до очищення диметилового ефіру, отриманого з оксидів вуглецю та водородсодержащего синтез-газу.

Перетворення синтез-газу в диметиловий ефір здійснюють в одному або більше реакторах, в яких синтез-газ каталітично перетворюють в метанол, як показано в рівнянні (1), і диметиловий ефір, як показано в рівнянні (2). Також відбувається реакція зсуву, показана в рівнянні (3).

Максимальної конверсії синтез-газу досягають при отриманні диметилового ефіру при стехиометрическом співвідношенні водню і окису вуглецю, що дорівнює одиниці. При співвідношенні вище або нижче одиниці отримують меншу кількість диметилового ефіру. При максимальній конверсії (Н2 / СО≈1) вся реакції проходить по суті відповідно до рівняння (4):

Двоокис вуглецю розчинна в диметиловому ефірі, і для отримання продукту диметилового ефіру з необхідною чистотою необхідно видаляти утворилася двоокис вуглецю. Крім того, при видаленні двоокису вуглецю склад непрореагировавшего синтез-газу, який рециркулируют в реактор синтезу дметілового ефіру, наближений до того, який має синтез-газ, який використовується для отримання диметилового ефіру, що також є додатковою перевагою. Видалення двоокису вуглецю з диметилового ефіру після реактора синтезу може стати дуже дорогим.

Відомі три основні методи видалення двоокису вуглецю. У першому методі диметиловий ефір синтезують згідно реакцій (1) - (3) вище. Змішаний виходить потік, що містить не прореагував синтез-газ разом з присутньої двоокисом вуглецю, потім відділяють від продукту диметилового ефіру, який також містить деяку кількість непрореагировавшего метанолу. Відокремлений потік синтез-газу і двоокису вуглецю рециркулируют в технологічний потік синтез-газу, що входить в реактор. Цей метод зручним чином може застосовуватися для збагаченого воднем синтез-газу, що має, наприклад, співвідношення водню і окису вуглецю вище 5.

У другому відомому методі змішаний виходить потік, що містить не прореагував синтез-газ разом з двоокисом вуглецю, відокремлюють з продукту диметилового ефіру. Однак двоокис вуглецю потім далі відокремлюють від синтез-газу. Це може бути здійснено промиванням цього потоку, наприклад, відповідним з'єднанням аміну, таким як Метилдіетаноламін, МДЕА. Потік синтез-газу, який не містить двоокис вуглецю, потім рециркулируют в технологічний потік синтез-газу, що входить в реактор. Отримана двоокис вуглецю може застосовуватися в інших процесах, наприклад, для отримання синтез-газу з природного газу автотермічний риформінгу двоокису вуглецю.

У третьому відомому методі тільки синтез-газ відокремлюють від продукту диметилового ефіру і двоокису вуглецю. Продукт диметилового ефіру, таким чином, містить і метанол і двоокис вуглецю. Відокремлений синтез-газ рециркулируют в технологічний потік синтез-газу, що входить в реактор.

У даній області техніки відомі різні розчинники для видалення двоокису вуглецю з сумішей з синтез-газом. Вибір розчинника залежить від здатності розчиняти диметиловий ефір і двоокис вуглецю, і ідеальний розчинник повинен мати високу розчинюючої здатністю для двоокису вуглецю і низькою летючість.

У патенті США №5908963 описаний спосіб отримання диметилового ефіру з синтез-газу, в якому синтез-газ відокремлюють від продукту диметилового ефіру та рециркулируют в технологічний потік синтез-газу, що входить в цикл синтезу диметилового ефіру. Присутність надлишку метанолу в продукті диметилового ефіру є об'єктом уваги в описаному способі, і видалення двоокису вуглецю не розглядається.

У патенті США №6458856 описаний одностадійний каталітичний спосіб конверсії для отримання диметилового ефіру. Після каталітичної конверсії синтез-газу в диметиловий ефір виходить з реактора потік поділяють на парову суміш, яка містить диметиловий ефір, двоокис вуглецю і не прореагував синтез-газ. Парову суміш промивають із застосуванням газопромивающего розчинника для видалення диметилового ефіру і двоокису вуглецю від непрореагировавшего синтез-газу. Газопромивающій розчинник містить суміш диметилового ефіру та метанолу. Непрореагіровавшій синтез-газ рециркулируют в диметиловий реактор.

В цьому посиланню також описаний відомий рівень техніки, в якому застосовують газо-промиваючі розчинники, такі як метанол, вода, суміші метанолу / води, диметиловий ефір або етанол.

Диметиловий ефір є хорошим розчинником для двоокису вуглецю, але є дуже летючим, в той час як метанол є гіршим розчинником для двоокису вуглецю, ніж диметиловий ефір, але має перевагу меншій летючості. Тому бажаний спосіб отримання диметилового ефіру з синтез-газу, в якому можливе застосування розчинника, що володіє високою розчинюючої здатністю для двоокису вуглецю і, одночасно, низькою летючість.

Загалом винахід відноситься до поліпшеного способу синтезу диметилового ефіру з застосуванням методу хімічної абсорбції двоокису вуглецю і, при необхідності, подальшого методу твердого адсорбенту для видалення двоокису вуглецю, яка присутня в синтез-газі і освіченою під час перетворення газу в диметиловий ефір.

Рідкі розчинники, особливо підходящі для застосування відповідно до цього винаходом, вибирають з водного розчинника, що містить карбонат калію, вживати в відомих способах Benfield ™, Vetrocoke ™ або Catacarb ™.

В одному з варіантів здійснення даного винаходу суміш продукту, оброблену рідким розчинником, піддають подальшому контакту з твердим адсорбентом двоокису вуглецю для більш ретельного видалення двоокису вуглецю.

Відповідні тверді адсорбенти для селективного видалення двоокису вуглецю вибирають з групи цеолітів і молекулярних сит, таких як 13-Х і активоване оксид алюмінію.

В іншому варіанті здійснення непрореагіровавшій синтез-газ, відокремлений від продукту диметилового ефіру і збіднений двоокисом вуглецю, рециркулируют в синтез диметилового ефіру.

У ще одному варіанті здійснення даного винаходу метанол і воду, відокремлені від продукту диметилового ефіру, передають на другу стадію синтезу диметилового ефіру для подальшого перетворення метанолу в диметиловий ефір.

Короткий опис креслень

На Фиг.1 показана спрощена технологічна схема конкретного випадку здійснення даного винаходу, в якому застосовується одностадійний процес синтезу диметилового ефіру.

Детальний опис винаходу

На Фиг.1 показані загальні стадії способу отримання диметилового ефіру з синтез-газу.

Синтез-газ 1 подають в реактор 2 синтезу ДМЕ для каталітичної конверсії в метанол і ДМЕ згідно реакцій (1) і (2). Реакція зміщення також проходить згідно реакції (3). Вихід двійкового з реактора 2 синтезу ДМЕ містить суміш продукту 3, яка містить суміш диметилового ефіру, двоокису вуглецю і не прореагував синтез-газу. Суміш продукту 3 охолоджують і направляють в абсорбційну установку 4 і десорбируют водним розчином, що містить від 20 до 40 мас.% Карбонату калію для видалення двоокису вуглецю. Обробка карбонатом калію заснована на оборотної реакції (5).

Ефект застосування способу, описаного вище і показаного на Фиг.1, підсумовані в таблицях 1-3 нижче.

Суміш продукту 3, охолоджена до температури 130 ° С, має склад, показаний в таблиці 1.

2. Спосіб за п.1, що передбачає додаткову стадію обробки суміші продукту, що виходить з газопромивочной зони, твердим адсорбентом двоокису вуглецю перед стадією дистиляції для додаткового видалення двоокису вуглецю з суміші.

3. Спосіб за п.2, де твердий адсорбент вибирають з групи, що складається з цеолітів, молекулярних сит, активованих оксидів алюмінію.

5. Спосіб за п.1 або 2, де метанол та воду, відокремлені від диметилового ефіру на стадії дистиляції, подають на другу стадію синтезу диметилового ефіру для подальшої конверсії метанолу в диметиловий ефір.

6. Спосіб за п.5, де потік продукту диметилового ефіру з другої стадії синтезу диметилового ефіру рециркулируют на стадію дистиляції для відділення води і метанолу від диметилового ефіру.

Винахід відноситься до масляному середовищі, придатної для отримання диметилового ефіру та / або метанолу, використовуваної для реакції синтезу в процесі реакції з суспензійним шаром в якості середовища, що містить в якості основного компонента розгалужений насичений алифатический вуглеводень, що містить 16-50 атомів вуглецю, 1-7 теоретичних атомів вуглецю, 0 четвертинних атомів вуглецю і 1-16 атомів вуглецю в розгалужених ланцюгах, пов'язаних з третинними атомами вуглецю; причому, щонайменше, один третинний атом вуглецю пов'язаний з вуглеводневими ланцюжками довжиною 4 або більше атомів вуглецю, розташованими в трьох напрямках.

Винахід відноситься до способу отримання високооктанових сумішей, що містять алкіл-трет-алкілові ефіри, з використанням як мінімум взаємодії трет-пентенов у фракції, що містить переважно вуглеводні С5 і можливо вуглеводні С6, зі спиртом (ами) С1-С4 в присутності кислого (их) твердого (их) каталізатора (ів) при 20-100 ° С і ректифікації, що характеризується тим, що переробку здійснюють у дві стадії, на першій з яких проводять синтез переважно алкіл-трет-пентілового ефіру при контактуванні фракції вуглеводнів C5 і частково С6 зі спиртом (ами) C 1-C4 і отгонку дистиляту, що містить переважно вуглеводні C5 і спирт (и), а на другій стадії проводять рекуперацію спирту із зазначеного дистиляту, для чого дистилят піддають додатковому (их) контактування (ям) як мінімум із зазначеним (и) каталізатором (ами), а також з вуглеводневої сумішшю, що включає ізобутіл і / або трет-Пента в кількості, достатній для перетворення б # 243; льшей частини спирту в алкіл-трет-алкілові (е) ефір (и) , і з реакційної суміші видаляють як мінімум С4 -углеводороди, при їх вико Аніі, і домішка спирту, в разі перевищення меж його концентрації, що допускається для інгредієнтів бензину.

Винахід відноситься до способу отримання трет-пентена (ів) та / або алкіл С1-С2-трет-пентілового ефіру з сумішей переважно С5-вуглеводнів, що містять як мінімум трет-Пента, ізопентан і домішка Пентада (ів), і спирту С1-С2 , що включає взаємодію трет-пентена (ів) зі спиртом С1-С2 на твердому кислому каталізаторі і виділення продуктів ректифікації, що характеризується тим, що у вихідній суміші проводять як мінімум каталізується изомеризацию 2-метил-1-бутена в 2-метил-2-бутен [можливо в присутності водню], що утворюється суміш подве -гают ректифікації і виводять дистилят, що містить переважно ізопентан, і кубовий залишок, що містить переважно 2-метил-2-бутен, частина якого переважно піддають в зоні (ах) синтезу ефіру (ів) катализируемого взаємодії зі спиртом C1-C2, з суміші, що утворюється відганяють дистилят, що містить суміш непрореагировавших З 5-вуглеводнів зі спиртом, який далі використовують для отримання ефіру (ів), переважно повертаючи в зону синтезу ефіру (ів), і виводять кубовий залишок, що містить алкіл З 1-С2-трет-пентіловий ефір, кото ий відбирають в якості продукту і / або піддають катализируемого розкладанню і за допомогою ректифікації і очищення від спирту виділяють суміш чистих трет-пентенов.

Винахід відноситься до зберігання та наливу випаровуються продуктів і може бути використано в нафтопереробній, хімічній промисловості та на базах зберігання і перевалки кисневмісних октанопідвищуючих добавок - метил-трет-бутилового і етил-трет-бутилового ефірів.

Винахід відноситься до органічної хімії, а саме до способів отримання синтетичних моторних палив і, зокрема, до способу отримання диметилового ефіру (ДМЕ) та / або високооктанового бензину шляхом каталітичної конверсії синтез-газу - суміші водню і оксидів вуглецю.