聚甲氧基二甲醚的分离方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明特别涉及一种聚甲氧基二甲醚（DMMn)的分离工艺及系统。
【背景技术】
[0002] 聚甲氧基二甲醚CH30(CH20)nCH3(3彡n彡8,亦称DMMn)是一种清洁环保的新型的 柴油添加剂，由于其理化性质与传统的柴油十分接近，将其与柴油掺混燃烧，可以有效提高 燃烧效率，并且减少碳烟的排放。聚甲氧基二甲醚与柴油的调合性能好、能够互溶，而且具 有自润滑性，可延长柴油机械寿命。
[0003] 同时DMMn也可以作为一种新型的柴油替代燃料。US7235113B2、EP1422285B1等专 利文献提出，用聚甲氧基二甲醚百分之百完全替代柴油，将其作为一种新型的替代燃料， 通过对不同聚合度的缩醛进行一定比例的复配，得到可直接用于内燃机的替代燃料。当使 用以下组成的燃料时：
[0004]DMM2,CH30(CH20)2CH3:45% (质量分数）
[0005]DMM3,CH30(CH20)3CH3:28% (质量分数）
[0006]DMM4,CH30(CH20)4CH3:15% (质量分数）
[0007] DMM5，CH30(CH20)5CH3:8% (质量分数）
[0008]DMM6,CH30(CH20)6CH3:4% (质量分数）
[0009] 发动机转速为500rpm时，NOx排放量为：1. 2g/kwh ;颗粒物（PM)排放量 为：0. 001g/kwh;碳氢化合物：0. 3g/kwh，含量低于欧V标准（EuroVlimit)。
[0010] 为了适应不同配比的掺混或者复配实际情况，需要聚合度不同的DMMf品，因此 对DMMn?行工业规模的分离是必要的。而且不同聚合度的产品还能作为合成中间体、特种 溶剂等，因而良好的分离工艺对于后续的应用具有重要的意义。
[0011] 请参阅表1，DMM，物是一系列聚合度不同的互溶的同系物，它们在沸点上具有很 宽的分布。其中，DMM1很容易挥发，而DMM5以上则具有较高的沸点。而且由于DMMn在酸 性或者微酸情况之下，加热时可出现解聚反应、并可能伴随白色多聚物固体的生成，使分离 不能进行。因而，业界长期以来一直渴望发展出一种高效、稳定的聚甲氧基二甲醚的分离工 〇
[0012] 表lDMMn的熔、沸点等性质
【主权项】
1. 一种聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于包括： (1) 将含有DMMn的物料输入填装有含碱固体的预处理单元进行预处理，以至少除去所 述物料中的固体杂质、酸、水及甲醛； (2) 将经预处理后的物料输入碱辅助变压精馏单元进行精馏，以碱环境的精馏塔将物 料中的轻组分与重组分变压分离。
2. 根据权利要求1所述聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于填装于预处理单元内 的含碱固体包括NaOH、Na2C0 3、KOH、CaO、Na2S03、K2C03、活性炭中的任一种或两种以上的组 合；优选的，所述含碱固体包含CaO和/或Na 2S03。
3. 根据权利要求1所述聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于步骤（2)包括：将经 预处理后的物料输入碱辅助变压精馏单元，并与精馏塔内的碱性填料或者碱化处理的塔板 接触，经过多级汽液分离后，在不同的压力下分别从精馏塔塔顶、塔底得到轻组分、重组分。
4. 根据权利要求3所述聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于用于组成所述碱性填 料或者用于对塔板进行碱化处理的碱包括NaOH、Na 2C03、KOH、K2C03、Ca(0H)2、CaO、CaC0 3* 的任一种或两种以上的组合；优选的，所述碱性填料至少选自主要由不锈钢丝网与造粒的 Na2C0 3、CaO、CaC03颗粒中的一种或两种以上形成的混装填料，以含Na、K、Ca中的任一种或 两种以上的溶液涂覆的散装填料或者规整填料。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于步骤（2) 包括：控制精馏塔内的压力为〇. 〇〇〇2MPa_0. 2MPa，并且在至少一个分离循环内使精馏塔内 的压力从相对高压下降到相对低压，而在该至少一个分离循环结束后，将精馏塔内的压力 恢复至相对高压，再进行下一个分离循环。
6. 根据权利要求5所述聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于步骤（2)包括：控制 精馏塔内的压力为〇? 〇〇〇5MPa_0.1 MPa。
7. 根据权利要求1所述聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于进一步包括：将步骤 (2)中分离出的部分轻组分和/或重组分按照实际生产需求而循环至聚甲氧基二甲醚的合 成系统内再次参与合成反应。
8. 根据权利要求1_4、6中任一项所述聚甲氧基二甲醚的分离方法，其特征在于进一步 包括：将预处理过程和精馏过程中采用的碱在碱循环单元中再生处理，并返回至预处理单 元和碱辅助变压精馏单元再次使用。
9. 应用于权利要求1-8中任一项所述方法的聚甲氧基二甲醚的分离系统，其特征在于 包括： 填装有含碱固体的预处理单元，至少用于对含有DMMn的物料进行预处理，以至少除去 所述物料中的固体杂质、酸、水及甲醛； 包含碱环境的精馏塔的碱辅助变压精馏单元，至少用于对预处理后的物料输入进行精 馏，以将物料中的轻组分与重组分变压分离。
10. 根据权利要求9所述的聚甲氧基二甲醚的分离系统，其特征在于包括： 碱循环单元，用以将预处理过程和精馏过程中采用的碱再生处理后返回至预处理单元 和碱辅助变压精馏单元再次使用。
【专利摘要】一种聚甲氧基二甲醚（DMMn）的分离方法及系统。该分离方法包括：（1）将含有DMMn的物料输入填装有含碱固体的预处理单元，以除去所述物料中的固体杂质、酸、水及甲醛；（2）将经预处理后的物料输入碱辅助变压精馏单元，在碱环境的精馏塔内将物料中的轻、重组分变压分离。优选的，步骤（2）包括：控制精馏塔内的压力为0.0002MPa-0.2MPa，并且在每一分离循环内使精馏塔内的压力从相对高压下降到相对低压，而在每一分离循环结束后，将精馏塔内的压力恢复至相对高压，再进行下一个分离循环。该分离系统包括预处理单元、碱辅助变压精馏单元等。藉由本发明可以高效的分离出DMMn的单组分，且工艺简单可控，可长期稳定运行，同时采用的设备简单，易于操控，绿色环保。
【IPC分类】C07C41-58, C07C43-30
【公开号】CN104628539
【申请号】CN201510058475
【发明人】夏春谷, 朱刚利, 赵峰, 陈静
【申请人】中国科学院兰州化学物理研究所苏州研究院, 苏州奥索特新材料有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月4日