一种二甲醚制备反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种二甲醚制备反应装置，其特征在于:包括气体混合罐（6）和二甲醚制备反应釜（1），多根进气管将O2、CH4、CO、CO2以及N2输送至气体混合罐（6）中进行混合，混合后的气体进入二甲醚制备反应釜中进行反应，气体混合罐（6）的混合罐体（61）顶部设有混合气体出气口（63），混合气体出气口（63）通过管道（17）与二甲醚制备反应釜（1）连接，混合罐体（61）的下部设有进气口，进气口连接多根进气管，混合罐体（61）的上部设有惰性物质填料层（64）。本实用新型专利技术通过在混合罐体的上部设有惰性物质填料层，惰性物质填料层避免了不同类型的气体进行混合时容易出现爆炸的危险，可以实现多种气体安全混合的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种二甲醚制备反应装置
本技术涉及一种反应釜，尤其是涉及一种二甲醚制备反应装置。
技术介绍
二甲醚(DME)是一种无色具有醚味的气体，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途，可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对环境的污染；高浓度的二甲醚可用作麻醉剂，在催化剂存在下可与苯胺发生反应生成乙酸甲酯，N, N' -二甲基苯胺，同系化生成乙酸乙酯、乙酐；与CO反应生成乙酸甲酯；与发烟硫酸或三氧化硫进行汽化反应生成硫酸二甲酯；与氰化氢反应生成乙腈。二甲醚还可能作为城市煤气和液化气的代用品而日益引起重视，它比甲醇替代汽车燃料优越。此外，二甲醚还可用作发泡剂、偶联剂，用于合成低碳烯烃，制造高辛烷值汽油、芳烃和高分子量的氧化烃等等。美国的空气产品公司正在研究唯一能从二甲醚合成的新型醚。近几年来，由于氯氟烃对大气臭氧层产生破坏性，世界各国都在限制氯氟烃的使用，二甲醚具有对大气臭氧层无损害且可在大气对流层中降解的特性，使它成为氯氟烃的替代品，因而在制冷剂和气雾剂行业中的使用量迅速增加。作为燃料和氯氟烃这二种大量需要的替代品，二甲醚的使用前景将十分广阔。目前，工业上二甲醚的生产工艺主要是从合成气出发制备甲醇，然后从甲醇脱水制二甲醚。但存在吸热反应消耗大量的能量，造成资源的浪费同时产生大量的CO2等缺点。
技术实现思路
本技术设计了一种二甲醚制备反应装置，其解决的技术问题是(1)现有制备乙醚工艺存在吸热反应消耗大量的能量，造成资源的浪费同时产生大量的CO2等缺点；(2)制备二甲醚使用到多种原料气，不同类型的气体进行混合时容易出现爆炸的危险。为了解决上述存在的技术问题，本技术采用了以下方案一种二甲醚制备反应装置，其特征在于包括气体混合罐(6)和二甲醚制备反应釜(I )，多根进气管将02、CH4, CO、CO2以及N2输送至气体混合罐(6)中进行混合，混合后的气体进入二甲醚制备反应釜中进行反应，其特征在于气体混合罐(6)的混合罐体(61)顶部设有混合气体出气口( 63 )，混合气体出气口( 63 )通过管道(17 )与二甲醚制备反应釜(I) 连接，混合罐体(61)的下部设有进气口，进气口连接多根进气管，混合罐体(61)的上部设有惰性物质填料层(64)。进一步，进气管包括比重大气体进气管(62)和比重小气体进气管(65)，比重大气体进气管(62)中输送02、C02以及N2,比重小气体进气管(65)中输送CH4和CO，比重大气体进气管(62)的设置位置高于比重小气体进气管(65)的设置位置，比重大气体进气管(62) 和比重小气体进气管(65 )之间设有多层惰性材料板层(66 )。进一步，所述惰性材料板层(66)固定在混合罐体(61)内壁上，惰性材料板层 (66)轴向截表面积小于混合罐体(61)的横截面积。进一步，二甲醚制备反应釜(I)从外至内依次设有保温层(11)、加热套(13)以及陶瓷釜壁(15)，在所述加热套(13)中插有加热棒(12)和测温热电偶(14)，二甲醚制备反应釜(I)的上封头与管道(17 )和进液管(16 )连接，二甲醚制备反应釜(I)的下封头与收集塔(2)连接。进一步，所述加热棒(12)和所述测温热电偶(14 )分别与一测温仪(3 )连接。进一步，所述进气管为多根并联连接，多根进气管分别输送02、CH4, CO、CO2以及 N2，并在对应进气管上设有流量控制阀(51)、CH4流量控制阀(52)、C0流量控制阀(53)、流量控制阀(54)以及N2流量控制阀(55)。进一步，所述管道(17)上还设有一注射泵(4)。该二甲醚制备反应装置与传统的二甲醚制备装置相比，具有以下有益效果(I)本技术通过在混合罐体的上部设有惰性物质填料层，惰性物质填料层避免了不同类型的气体进行混合时容易出现爆炸的危险，可以实现多种气体安全混合的目的。(2)本技术由于在比重大气体进气管和比重小气体进气管之间设有多层惰性材料板层，因而混合气体在惰性材料板处进行第一次混合，惰性物质填料层进一步均匀混合，使得混合更加均匀，对气体安全进行进一步的保障。(3)本技术的二甲醚制备反应装置使得反应产物中只检测到有少量的H2的生成。生成的CH3Br与H2O在ZnCl2催化剂作用下，在160°C^CH3Br/ H2O摩尔比为1/1的固定床反应器中反应后生成二甲醚，CH3Br转化率94. 99%, DME选择性为98%。(4)本技术由于采用CO和CO2与反应物共进料的方式能够有效的抑制反应过程中CO和CO2的生成，通过调整CO和CO2的进气量，能够将甲烷溴氧化反应的COx的选择性控制在1%以内，该实验结果有利于减少反应中COx的排放，同时更有利于将反应产物作为中间体合成高附加值的有机物，有效的减轻了进一步反应中CO和CO2可能带来的影响。附图说明图I :本技术二甲醚制备反应装置的结构示意图；图2 :图I局部放大示意图；图3 :本技术中气体混合罐结构示意图。附图标记说明I—二甲醚制备反应爸；11 一保温层；12—加热棒；13—加热套；14一测温热电偶； 15—陶瓷釜壁；16—进液管；17—管道；2—收集塔；3—测温仪；4一注射泵；51—O2流量控制阀；52 — CH4流量控制阀；53 — CO流量控制阀；54 — CCV流量控制阀；55—N2流量控制阀； 6—气体混合罐；61—混合罐体；62—比重大气体进气管；63—混合气体出气口 ；64清性物质填料层；65—比重小气体进气管；66—惰性材料板层。具体实施方式下面结合图I至图3,对本技术做进一步说明如图I和图2所示，一种二甲醚制备反应装置，二甲醚制备反应釜I从外至内依次设有保温层U、加热套13以及陶瓷釜壁15，在加热套13中插有加热棒12和测温热电偶14，二甲醚制备反应釜I的上封头与管道17和进液管16连接，二甲醚制备反应釜I的下封头与收集塔2连接。加热棒12和测温热电偶14分别与一测温仪3连接。进气管17为多根并联连接，多根进气管分别输送02、CH4, CO、CO2以及N2,并在对应进气管上设有流量控制阀51、CH4流量控制阀52、C0流量控制阀53、流量控制阀54以及 N2流量控制阀55。管道17上还设有一注射泵4。将Rh-SiO2和ZnCl2催化剂颗粒分别装入二甲醚制备反应装置中中。然后，开气体检漏，确保反应系统中没有漏气，用流量计测量甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳和氮气的实际流量，设定控温仪程序升温的各项参数，按设定的流量在第一步反应中注入氢溴酸水溶液、氮气、甲烷、氧气、一氧化碳和二氧化碳，第二步反应中注入去离子水，开启控温仪，采用分段控温模式加热，等一级和二级反应温度升到已设定的反应温度，稳定5小时后，每隔一小时从收集塔2出口处取气体样品进行分析。化学反应式为2CH4+2HBr+02— 2CH3Br+2H202CH3Br+ H2O — CH30CH3+2HBr反应过程中，CO和CO2与反应物CH4、氢溴酸溶液、氧气一起进入到二甲醚制备反应装置中，在660°C下，CH4、HBr和O2在催化剂Rh-SiO2上反应，得到CH4转化率为34. 7%， CH3Br选择性为98. 3 %，CH2Br2选择性为O. 7 %，CO选择性为0，CO2选择性为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二甲醚制备反应装置，其特征在于:?包括气体混合罐（6）和二甲醚制备反应釜（1），多根进气管将O2、CH4、CO、CO2以及N2输送至气体混合罐（6）中进行混合，混合后的气体进入二甲醚制备反应釜（1）中进行反应，其特征在于：气体混合罐（6）的混合罐体（61）顶部设有混合气体出气口（63），混合气体出气口（63）通过管道（17）与二甲醚制备反应釜（1）连接，混合罐体（61）的下部设有进气口，进气口连接多根所述进气管，混合罐体（61）的上部设有惰性物质填料层（64）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹营房，
申请(专利权)人：久泰能源张家港有限公司，
类型：实用新型
国别省市：