專利名稱：一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種二甲醚的制備裝置，尤其是涉及一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置。
背景技術(shù)：
[0002]通常，合成氣一步法制二甲醚可分為氣相法和液相法兩大類。氣相法中的合成反應(yīng)在固體催化劑表面上進行，反應(yīng)具有較高的CO轉(zhuǎn)化率。液相法是將雙功能催化劑懸浮在惰性溶劑中，在一定條件下通入合成氣進行反應(yīng)。由于惰性介質(zhì)的存在，使反應(yīng)器具有良好的傳熱性能，反應(yīng)可以在恒溫下進行。合成氣直接制取二甲醚的技術(shù)已漸成熟，具有原料易得、流程短、設(shè)備規(guī)模小和能耗低等優(yōu)點，更有利于實際應(yīng)用。[0003]合成氣一步法直接制取二甲醚，包括合成氣進入反應(yīng)器內(nèi)同時完成甲醇合成與甲醇脫水兩個反應(yīng)，產(chǎn)物為甲醇與二甲醚的混合物，混合物經(jīng)蒸餾分離得二甲醚，未反應(yīng)的甲醇返回反應(yīng)器。合成氣在催化劑上使生成的甲醇馬上轉(zhuǎn)化為二甲醚，破壞了甲醇合成反應(yīng)的平衡，反應(yīng)得以向生成甲醇的方向移動，提高了合成氣的轉(zhuǎn)化率，基本化學(xué)反應(yīng)式如下[0004]C0+2H2 — CH3OH[0005]2CH30H — CH30CH3+H20[0006]C0+H20 — C02+H2[0007]總反應(yīng)式[0008]3C0+3H2 — CH30CH3+C02。發(fā)明內(nèi)容[0009]本實用新型設(shè)計了一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置，其解決的技術(shù)問題是(I)制備二甲醚使用到多種原料氣，不同類型的氣體進行混合時容易出現(xiàn)爆炸的危險；(2) 現(xiàn)有二甲醚的制備裝置需要多個反應(yīng)器，并且轉(zhuǎn)化率不高，溫度也不易控制。[0010]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實用新型采用了以下方案[0011]一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置，包括固定床反應(yīng)器(4)，H2和CO分別進入氣體混合罐(16)混合后進入固定床反應(yīng)器(4)，固定床反應(yīng)器(4)出口通過管道依次連接閃蒸罐(6)、冷凝罐(7)以及緩沖罐(10)，所述固定床反應(yīng)器(4)上下設(shè)有多層不同的催化劑層，其特征在于氣體混合罐(16)的混合罐體(161)頂部設(shè)有混合氣體出氣口(163)，混合氣體出氣口(163)通過管道與固定床反應(yīng)器(4)連接，混合罐體(161)的下部設(shè)有多個進氣管,混合罐體(161)的上部設(shè)有惰性物質(zhì)填料層(164)。[0012]進一步，進氣管包括比重大氣體進氣管(162)和比重小氣體進氣管(165)，比重大氣體進氣管(162)中輸送CO，比重小氣體進氣管(65)中輸送H2,比重大氣體進氣管(162)的設(shè)置位置高于比重小氣體進氣管(165)的設(shè)置位置，比重大氣體進氣管(162)和比重小氣體進氣管(165)之間設(shè)有多層惰性材料板層(166)。[0013]進一步，所述惰性材料板層(166)固定在混合罐體(61)內(nèi)壁上，惰性材料板層(166)軸向截表面積小于混合罐體(161)的橫截面積。[0014]進一步，還包括一回流管(12)，所述回流管連接在閃蒸罐(6)與固定床反應(yīng)器(4) 之間。[0015]進一步，所述閃蒸罐(6)中包括一噴頭。[0016]進一步，所述固定床反應(yīng)器(4)上還設(shè)有控溫?zé)犭娕?5)。該具有混氣功能的二甲醚制備裝置具有以下有益效果[0017](I)本實用新型通過在混合罐體的上部設(shè)有惰性物質(zhì)填料層，惰性物質(zhì)填料層避免了不同類型的氣體進行混合時容易出現(xiàn)爆炸的危險，可以實現(xiàn)多種氣體安全混合的目的。[0018](2)本實用新型由于在比重大氣體進氣管和比重小氣體進氣管之間設(shè)有多層惰性材料板層，因而混合氣體在惰性材料板處進行第一次混合，惰性物質(zhì)填料層進一步均勻混合，使得混合更加均勻，對氣體安全進行進一步的保障。[0019](3)本實用新型由于在固定床反應(yīng)器上下設(shè)有多層不同的催化劑層，因而可以實現(xiàn)在一個反應(yīng)器完成兩個化學(xué)反應(yīng)過程，合成氣進入反應(yīng)器內(nèi)同時完成甲醇合成與甲醇脫水兩個反應(yīng)，產(chǎn)物為甲醇與二甲醚的混合物，混合物經(jīng)蒸餾分離得二甲醚，未反應(yīng)的甲醇返回反應(yīng)器。合成氣在催化劑上使生成的甲醇馬上轉(zhuǎn)化為二甲醚，破壞了甲醇合成反應(yīng)的平衡，反應(yīng)得以向生成甲醇的方向移動，提高了合成氣的轉(zhuǎn)化率。[0020](4)本實用新型由于在閃蒸罐中設(shè)一噴頭，由于液滴噴灑分布均勻，所以甲醇在閃蒸罐內(nèi)會迅速沸騰分離從蒸汽入口分離使得甲醇分離效率高，并且原料液對罐體沖擊力度小，延長閃蒸罐的實用壽命。


[0021]圖I :本實用新型具有混氣功能的二甲醚制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖2 :本實用新型中氣體混合罐的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]附圖標(biāo)記說明[0024]I一減壓閥；2—微量調(diào)節(jié)閥；3—截止閥；4一固定床反應(yīng)器；5—控溫?zé)犭娕迹?— 閃蒸罐；7—冷凝罐；8—備壓閥；9一截止閥；10—緩沖罐；11 一轉(zhuǎn)子流量計；12 —回流管； 16—氣體混合罐；161—混合罐體；162—比重大氣體進氣管；163—混合氣體出氣口 ；164— 惰性物質(zhì)填料層；165—比重小氣體進氣管；166—惰性材料板層。
具體實施方式
[0025]下面結(jié)合圖I和圖2,對本實用新型做進一步說明[0026]如圖I所示，一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置，包括固定床反應(yīng)器4，H2和CO 分別進入氣體混合罐16混合后進入固定床反應(yīng)器4，其中，輸入H2的管道上還設(shè)有減壓閥 I、微量調(diào)節(jié)閥2以及截止閥3，輸入CO的管道上也設(shè)有減壓閥I、微量調(diào)節(jié)閥2以及截止閥 3。固定床反應(yīng)器4出口通過管道依次連接閃蒸罐6、冷凝罐7以及緩沖罐10，固定床反應(yīng)器4上下設(shè)有多層不同的催化劑層。冷凝罐7和緩沖罐10之間還設(shè)有備壓閥8和截止閥 9。[0027]回流管12連接在閃蒸罐6與固定床反應(yīng)器4之間。[0028]本實用新型由于在固定床反應(yīng)器上下設(shè)有多層不同的催化劑層，因而可以實現(xiàn)在一個反應(yīng)器完成兩個化學(xué)反應(yīng)過程，合成氣進入反應(yīng)器內(nèi)同時完成甲醇合成與甲醇脫水兩個反應(yīng)，產(chǎn)物為甲醇與二甲醚的混合物，混合物經(jīng)蒸餾分離得二甲醚，未反應(yīng)的甲醇返回反應(yīng)器。合成氣在催化劑上使生成的甲醇馬上轉(zhuǎn)化為二甲醚，破壞了甲醇合成反應(yīng)的平衡，反應(yīng)得以向生成甲醇的方向移動，提高了合成氣的轉(zhuǎn)化率。[0029]本實用新型由于在閃蒸罐中設(shè)一噴頭，由于液滴噴灑分布均勻，所以甲醇在閃蒸罐內(nèi)會迅速沸騰分離從蒸汽入口分離使得甲醇分離效率高，并且原料液對罐體沖擊力度小，延長閃蒸罐的實用壽命。[0030]如圖2所示，混合罐體161的頂部設(shè)有混合氣體出氣口 163，混合氣體出氣口 163 通過管道與固定床反應(yīng)器4連接，混合罐體161的下部設(shè)有多個進氣管，混合罐體161的上部設(shè)有惰性物質(zhì)填料層164。進氣管包括比重大氣體進氣管162和比重小氣體進氣管165， 比重大氣體進氣管162中輸送CO，比重小氣體進氣管165中輸送H2,比重大氣體進氣管162 的設(shè)置位置高于比重小氣體進氣管165的設(shè)置位置，比重大氣體進氣管162和比重小氣體進氣管165之間設(shè)有多層惰性材料板層166。惰性材料板層166固定在混合罐體161內(nèi)壁上，惰性材料板層166軸向截表面積小于混合罐體161的橫截面積。[0031](I)本實用新型通過在混合罐體的上部設(shè)有惰性物質(zhì)填料層，惰性物質(zhì)填料層避免了不同類型的氣體進行混合時容易出現(xiàn)爆炸的危險，可以實現(xiàn)多種氣體安全混合的目的。[0032](2)本實用新型由于在比重大氣體進氣管和比重小氣體進氣管之間設(shè)有多層惰性材料板層，因而混合氣體在惰性材料板處進行第一次混合，惰性物質(zhì)填料層進一步均勻混合，使得混合更加均勻，對氣體安全進行進一步的保障。[0033]上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性的描述，顯然本實用新型的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置，包括固定床反應(yīng)器(4)，H2和CO分別進入氣體混合罐(16)混合后進入固定床反應(yīng)器(4)，固定床反應(yīng)器(4)出口通過管道依次連接閃蒸罐(6)、冷凝罐(7)以及緩沖罐(10)，所述固定床反應(yīng)器(4)上下設(shè)有多層不同的催化劑層，其特征在于氣體混合罐(16)的混合罐體(161)頂部設(shè)有混合氣體出氣口(163)，混合氣體出氣口( 163)通過管道與固定床反應(yīng)器(4)連接，混合罐體(161)的下部設(shè)有多個進氣管,混合罐體(161)的上部設(shè)有惰性物質(zhì)填料層(164)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述具有混氣功能的二甲醚制備裝置，其特征在于進氣管包括比重大氣體進氣管(162)和比重小氣體進氣管(165)，比重大氣體進氣管(162)中輸送CO，比重小氣體進氣管(165)中輸送H2，比重大氣體進氣管(162)的設(shè)置位置高于比重小氣體進氣管(165)的設(shè)置位置，比重大氣體進氣管(162)和比重小氣體進氣管(165)之間設(shè)有多層惰性材料板層(166)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有混氣功能的二甲醚制備裝置，其特征在于所述惰性材料板層(166)固定在混合罐體(161)內(nèi)壁上,惰性材料板層(166)軸向截表面積小于混合罐體(161)的橫截面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述具有混氣功能的二甲醚制備裝置，其特征在于還包括一回流管(12)，所述回流管連接在閃蒸罐(6)與固定床反應(yīng)器(4)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述具有混氣功能的二甲醚制備裝置，其特征在于所述閃蒸罐(6)中包括一噴頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述具有混氣功能的二甲醚制備裝置，其特征在于所述固定床反應(yīng)器(4 )上還設(shè)有控溫?zé)犭娕?5 )。
專利摘要本實用新型涉及一種具有混氣功能的二甲醚制備裝置，包括固定床反應(yīng)器，H2和CO分別進入氣體混合罐混合后進入固定床反應(yīng)器(4)，固定床反應(yīng)器(4)出口通過管道依次連接閃蒸罐(6)、冷凝罐(7)以及緩沖罐(10)，所述固定床反應(yīng)器(4)上下設(shè)有多層不同的催化劑層，氣體混合罐的混合罐體(161)頂部設(shè)有混合氣體出氣口(163)，混合氣體出氣口通過管道與固定床反應(yīng)器(4)連接，混合罐體(161)的下部設(shè)有多個進氣管，混合罐體(161)的上部設(shè)有惰性物質(zhì)填料層。本實用新型通過在混合罐體的上部設(shè)有惰性物質(zhì)填料層，惰性物質(zhì)填料層避免了不同類型的氣體進行混合時容易出現(xiàn)爆炸的危險，可以實現(xiàn)多種氣體安全混合的目的。
文檔編號C07C41/09GK202803223SQ20122054072
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
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