专利名称：醇醚混合有机燃料的生产方法
技术领域：
本发明是涉及一种利用直接法来制造醇醚混合有机燃料的生产方法，特别适用于小氮吧厂生产。
目前小氮肥厂生产醇醚燃料均是采用间接法，即将甲醇首先升温气化，加热到300℃左右，在合成塔进行部分脱水生成醇，再冷却、降温、分离，这种间接法在生产中需大量蒸汽加热原料，反应温度较低，能耗高，成本高，醚转化率低，其产品难以有效推广应用。
本发明的目的是提供一种新的直接来制造醇醚混合有机燃料的生产方法，可很好地解决醇醚燃料生产耗能高，成本高，醇转化率低，产品难以有效推广应用的问题。
本发明的目的是这样来实现的，由一氧化炭(CO)、二氧化炭(CO2)、氢气(H2)、氮气(N2)构成的原料气，经油分，再进入甲醇合成塔，用铜基作催化剂，在一定温度和压力下，将原料气中的CO、H2、CO2反应合成甲醇，成为甲醇和H2、N2的气体混合物，控温进入醚合成塔，用氧化铝作催化剂，在适当温度及压力下，部分甲醇脱水生成二甲醚，该醇、醚气态混合物经水冷，再送入醇醚分离器，分离出液态甲醇(CH4O)、二甲醚(C2H5O)、丁醇(C4H9O)及水(H2O)的混合物，送入储槽，作燃料直接使用，或送入精馏，生产出高纯度的甲醇、二甲醚有机产品，未反应完的CO、CO2、H2和N2气送入合成氨系统。
本发明生产方法先进，简单，可利用原小氮肥厂设备，不需再增加新的设备投资，只要进行科学改造，便可直接生产出醇醚混合物燃料，由于所生产的产品为醇和醚的混合物，热值高，无污染，使用安全，方便，有效地改变了过去间接法的生产弊端，易推广应用，具有显著的经济和社会效益。
以下结合生产流程图对本发明作详细说明。
图1为本发明生产工艺流程图。
图2为本发明生产中带有各成份节点的流程图。
由图1所示，本发明的生产方法是以体积计，用含有1.5-9.5％的CO、70-80％的H2、0.1-1.0％CO2、18.4-19.5％的N2的原料气，经油分1，进入甲醇合成塔2，加入氧化铜(CuO)催化剂，在975-290℃、10.0-11.5Mpa压力下，将CO、H2、CO2气合成甲醇，成为甲醇和H2、N2气的混合物，由循环机7调温至175-185℃作下级热源后，再经醚合成塔3，加入氧化铝作催化剂，在370-380℃、10.0-11.0Mpa压力下，将甲醇脱水生成二甲醚，该醇、醚及未反应的气态混合物经水冷排4冷却之后，送入醇醚分离器5、6，分离出液态醇、醚及水的混合物，送入储槽，作燃料使用；未反应完的CO、CO2、H2气体和来参于反应的N2送入合成氨系统精炼。循环机7用作调整合成塔温度，以保证生产的顺利进行。本发明在生产中可充分利用甲醇反应热来作为下级合成塔的热源，方便、经济。
下边结合图2对本发明结合生产实施例再进一步对生产过程中的情况作定量说明。
图2中带( )括号的1-12为气体或产品各节点，如以生产100Kg、1000kg、10000kg的醇醚混合有机燃料，以mol为单位，100kg折合为2.9kmol,1000kg折合为290mol，10000kg折合为290Kmol的产品为例，其生产方法是用氢气(H2)128×102mol，一氧化炭(CO)5.3×102mol、二氧化碳(CO2)3.5×102mol、氮(N2)16×102mol作原料气，经油分1，将分离油水后的原料气，送入甲醇合成塔2，用氧化铜(CuO)作催化剂，在280℃、11.0Mpa压力下，CO、H2、CO2反应合成甲醇，成为含有H249×102mol、CO 1.9×102mol、CO21.3×102mol、N216×102mol、C2H5O 20.7mol、CH4O 1633.8mol、C4H9O 6.9mol、H2O 723.3mol的混合物，经循环机调温，在180℃的温度下送入(进入)醚合成塔3，用氧化铝作催化剂，在370℃、11.0Mpa压力下，甲醇脱水生成二甲醚，成为含有H249×102mol、CO 1.9×102mol、CO21.3×102mol、N216×102mol、C2H5O 816.9mol、CH4O 284mol、C4H9O 59.2mol、H2O 841mol的混合物，这种气态混合经水冷排4冷却后，送入醇、醚分离器5、6，经分离器5分离出含有C2H5O 690mol、CH4O100mol、C4H9O 500mol、H2O 710mol的混合有机燃料装入储槽，经分离器6，分离出含有C2H5O 126.7mol、CH4O 183.7mol、C4H9O 9.2mol、H2O 130mol的混合有机物，送入储槽待作燃料用，另一部分含有H249×102mol、CO 1.9×102mol、CO21.3×102mol、N216×102mol的混合气送入合成氨精炼系统。
按上述同样方法和比例可生产出1000kg(29Kmol)、10000kg(290kmol)的醇醚燃料，下边给出三种生产量流程过程中各节点处物料成份的数值1、单位mol 产量100kg(2.9Kmol)H2128×102H269×102H259×102(1) N216×102(2) N211×102(3) N25×102CO 5.3×102CO 2.9×102CO 2.4×102CO23.5×102CO21.9×102CO21.6×102* * * * * *H249×102H232.8×102H216.2×102N216×102N21O.72×102N25.28×102CO 1.9×102CO 1.3×102CO 0.6×102(4) CO21.3×102(5) CO20.9×102(6) CO20.4×102C2H5O 20.7 C2H5O 13.8C2H5O 6.9CH4O 1633.8 CH4O 1094.7 CH4O 539.1C4H9O 6.9C4H9O 4.6 C4H9O 2.3H2O 723.3 H2O 482.2 H2O 241.1* * ** **
H249×102H249×102H249×102N216×102N216×102N216×102CO 1.9×102CO 1.9×102CO 1.9×102(7) CO21.3×102(8) CO21.3×102(9) CO21.3×102C2H5O 816.9 C2H5O 816.9 C2H5O 126.9CH4O 284 CH4O 284 CH4O 184C4H9O 59.2C4H9O 59.2 C4H9O 9.2H2O 841.0H2O 841 H2O 131* * * ** *H249×102C2H5O 690 C2H2O 26.7N216×102CH4O 100 CH4O 183.7(10)CO 1.9×102(11)C4H9O 500 (12)C4H9O 9.2CO21.3×102H2O 710 H2O 130* ** ** *2、单位mol产量1000kg(29kmol)H2128×103H269×103(1) N216×103(2) N211×103CO 5.3×103CO 2.9×103CO23.5×103CO21.9×103* ** *H259×103N25×103CO 2.4×103(3) CO21.6×103
H249×103H232.8×103N21.6×103N210.72×103CO 1.9×103CO 1.3×103(4) CO31.3×103C2H5O 207 (5) CO20.9×103CH4O 16338 C2H5O 138C4H9O 69 CH4O 10947H2O 7233 C4H9O 46H2O 4822* * * *H216.2×103H249×103N25.28×103N216×103CO 0.6×103CO 1.9×103(6) CO20.4×103CO21.3×103C2H5O 69 CH4O 2840CH4O 5391 C4H9O 592C4H9O 23 H2O8410H2O2411* * * *H249×103H249×103N216×103(9) N216×103CO 1.9×103CO 1.9×103CO21.3×103CO21.3×103(8) C2H5O 8169 C2H5O 1269CH4O 2840 CH4O 1840C4H9O 592 C4H9O 92H2O 8410 H2O 1310* * * *
H249×103C2H5O 6900C2H5O 1267.3(10) N216×103(11) CH4O 1000 (12) CH4O1836.9CO 1.9×102C4H9O 500C4H9O 91.8CO21.3×102H2O7100 H2O 1304* * * * **3、单位mol 产量10000kg(290kmol)H2128×104H269×104H259×104(1) N216×104(2) N211×104(3) N25×104CO 53×104CO 2.9×104CO 2.4×104CO23.5×104CO21.9×104CO21.6×104** * * * *H249×104H232.8×104H216.2×104N216×104N210.72×104N25.28×104CO 1.9×104CO 1.3×104CO 0.6×104(4) CO21.3×104(5) CO20.9×104(6) CO20.4×104C2H5O 2070 C2H5O 1380C2H5O 690CH4O 163380 CH4O 109470CH4O53910C4H9O 690C4H9O 460 C4H9O 230H2O72330 H2O 48220 H2O 24110* * * * * *H249×104H249×104H249×104N216×104N216×104N216×104CO 1.9×104CO 1.9×104CO 1.9×104(7) CO21.3×104(8) CO21.3×104(9) CO21.3×104C2H5O 81690 C2H5O 81690 C2H5O 12690CH4O 28400 CH4O 28400 CH4O 18400C4H9O 5920 C4H9O 5920 C4H9O 920H2O84100H2O 84100 H2O13100** * * * *
H249×104C2H5O 69000 C2H2O 12673(10) N216×104(11) CH4O 10000 (12) CH4O 18369CO 1.9×102C4H9O 5000 C4H9O 918CO21.3×102H2O 71000 H2O 13040由上述情况可以看出，本发明可以用原料气直接生产出醇醚混合物有机燃料，经检测，其产品甲醇含量在36.4％、二甲醚含量在52.1％左右，完全符合质量要求。本发明可以生产以醚基为基础的汽车燃料、柴油机燃料，民用液化燃料，锅炉燃料等，实用性强，成本低，质量高，是对现有间接生产法制造有机燃料的一个创造性革新，有显著的经济和社会效益，无环境污染，能耗比原生产方法节约50％，成本大幅度下降，投产少，见效快，特别适于小氮肥厂生产，市场广阔，前景光明。
权利要求
1.一种醇醚混合有机燃料的生产方法，其特征在于，用以体积计，含有1.5-9.5％的CO、70-80％的H2、0.1-1.0％的CO2、18.4-19.5％的N2原料气，经油分(1)进入甲醇合成塔(2)，加入CuO催化剂，在275℃-290℃、10.0-11.5Mpa压力下，将CO、H2、CO2气合成甲醇，成为甲醇和H2、N2的混合物，由循环机(7)调温至175-185℃作下级热源后，再经醚合成塔(3)，加入氧化铝作催化剂，在370-380℃、10.0-11.0Mpa压力下，将甲醇脱水生成二甲醚，该醇、醚及未反应的气态混合物经水冷排(4)冷却之后，送入醇醚分离器(5)、(6)，分离出液态醇、醚及水的混合物，送入储槽作燃料，未反应完的CO、CO2、H2气体和未参于反应的N2送入合成氨系统精炼。
全文摘要
本发明是一种利用直接法来制造醇醚混合有机燃料的生产方法，即原料气经油分，再进入甲醇合成塔，用氧化铜作催化剂，在一定湿度和压力下，CO、H
文档编号C10L1/00GK1316488SQ0110660
公开日2001年10月10日 申请日期2001年4月6日 优先权日2001年4月6日
发明者杨奇申, 郭新彦, 张振武 申请人:杨奇申