专利名称：一种甲醇液相脱水制二甲醚的绿色化学生产方法
技术领域：
本发明涉及一种甲醇液相脱水制二甲醚的绿色化学生产方法，属化工领域。
背景技术：
二甲醚是一种绿色化工产品，在气雾剂、制冷剂及溶剂等方面都有广泛应用。二甲醚又有优良的燃烧性能，燃烧完全程度优于汽、柴油，因此，作为车用和民用燃料替代品推广，有极大的发展前景。 传统的二甲醚生产，采用硫酸作催化剂，间歇式的釜式反应，生产方法简单易行，甲醇转化率较高，但存在着严重的设备腐蚀和环境污染问题，因此已基本淘汰。目前研究较多的气相催化法，如中国专利00102506. 6公开的以^^1203与多种贵金属制成的固体催化剂，进行甲醇气固相催化反应生产二甲醚，虽然避开了以硫酸为催化剂的设备腐蚀和环境污染严重等问题，但催化剂成本高，生产方法复杂，经济上不过关以目前液化气和汽油、柴油市场价格，该法生产的二甲醚做醇醚燃料没有竞争力。中国专利CN1111231A公开的《催化蒸馏合成二甲醚工艺》和中国专利CN1613840A公开的《一种混相法甲醇脱水制二甲醚的方法》也都因没有彻底摆脱硫酸催化，而无法克服硫酸催化带来的设备腐蚀和环境污染严重的生产弊病。解决二甲醚生产的设备腐蚀和环境污染严重问题，低成本，高效率的生产二甲醚产品，就是本发明的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是以硫酸为催化剂生产二甲醚给生产带来的设备腐蚀和环境污染严重问题；和以固体酸为催化剂生产二甲醚给生产带来的成本高，投资大，经济不过关的问题。 解决这些问题，本发明采用了自我开发的复合离子液体超强酸催化剂(已另有专利)，并与反应蒸馏技术相耦合的技术方案，在同一台设备中连续实现均相和/或混相催化反应及产物、催化剂等分离过程。本发明包括如下步骤将甲醇和催化剂充分混合
反应，反应温度为IO(TC -18(TC，优选ll(TC -16(TC，最优选120°C _140°C，反应压力为常压-0. 5MPa (表压)，连续进行均相和/或混相反应，产生二甲醚和水 经初步反应的物料导入反应蒸馏塔的适当位置继续进行反应和产物与催化剂的
分离；二甲醚和甲醇、水等轻组分往塔顶富集，催化剂重组分往塔底富集。 复合离子液体超强酸催化剂，是一种温和、可调、高活性的绿色环保催化剂，便宜
易得，特别适合反应/分离耦合体系。由于甲醇脱水生成二甲醚的反应是放热可逆反应，反
应的转化本取决于热力学的平衡状态，从而增加了分离单元的负担和能耗，利用反应蒸馏
技术，既有利于打破平衡限制实现高转率，又有利于反应热回收，有较好的节能效果，同时
还有利减少投资和操作费用。
具体实施例方式
下面按步骤详细说明本发明
具体实施例方式
(1)将液态或气态的原料甲醇和液态的催化剂通过喷射器导入均相和/或混相反应器，反应器内物料高度混合，初步进行催化反应和分离。
(2)将(1)反应物料导入反应蒸馏塔适当部位，继续进行催化反应和产物二甲醚、
水、甲醇及催化剂分离二甲醚和甲醇、水等轻组分往塔上部富集，并可在适当部位收集，收
集部位取决于产品的纯度要求；催化剂重组分往塔底富集，可以回收循环使用。 反应蒸馏塔可以为填料塔、板式塔等各种塔型，理论塔板数为10 50块，优选
20 30块。 实施例1在1500ml烧瓶中，加入75ml复合离子液体超强酸催化剂，以500ml/h的速度鼓泡通入甲醇，反应温度控制在12(TC左右，常压、出反应瓶的气体和冷凝后液体，经计量和色谱分析，得到结果为甲醇的转化率为69.5%，产品二甲醚中无酸。
实施例2 在直径为50mm，理论板数为20块的填料反应蒸馏塔内，在大约下数1/4塔高处加入甲醇和催化剂混合液体(比例为10 : 1)，进料量为0. 2ml/min反应温度控制在140°C ，反应压力为0 0. 05MPa(表压)反应生成二甲醚，经计量、分析计算，甲醇转化率为89. 3%，产品二甲醚中含酸为零。
权利要求
一种甲醇液相脱水制二甲醚的绿色化学生产方法，其特征在于采用复合离子液体超强酸催化剂并与反应蒸馏技术耦合，在同一台反应设备中，同时进行甲醇均相和/或混相催化脱水反应和产品二甲醚、反应生成的水、未反应的甲醇与催化剂的分离过程。反应温度为100℃～180℃优化条件为120℃-140℃；反应表压为0～0.5MPa。催化剂重量百分比为0.1％～50％，优化条件为1％～10％。反应蒸馏塔理论塔板数为10～50块，优化为20～30块。进出料位置取决于要求的产品纯度。
全文摘要
一种甲醇液相脱水制二甲醚的绿色化学生产方法。采用复合离子液体超强酸催化剂，并与反应蒸馏偶合，在同台反应蒸馏塔中，同时进行甲醇均相和/或混相催化脱水反应和产物与催化剂等的分离过程。反应节能环保，温和可调，转化率高，成本低，流程设备简单，投资小，适合各种规模生产。
文档编号C07C43/00GK101723811SQ20081016767
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者张天德, 郭颖 申请人:郭颖