專利名稱：形成乙醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于 一種形成乙醚的方法。
背景技術(shù)：
由于市售乙醚的制造方法已揭露于多篇研究主題中，其可 由多種方式制造。此外，亦有多種制程以乙醚作為中間體化合物。
此處用以形成乙醚的方法系將甲醇脫水而成，即所謂的反
應(yīng)蒸餾系統(tǒng)(reactive distillation,簡稱RD)。 RD系統(tǒng)只需單一反 應(yīng)器/蒸餾塔即可同時制備與純化乙醚，技術(shù)上稱之為反應(yīng)蒸餾 柱 (reactive distillation column)。見參考書目Kai/Kienle, Achim 所著的Reactive distillation Status and Future Directions (2003年 12月印刷第1版，ISBN-13: 978-3-527-30579-7, Weinheim的出 版商Wiley-VCH發(fā)行)。
以RD系統(tǒng)將甲醇脫水形成乙醚的方法已揭露于Smith等人 申請的歐洲專利EP 407038A及Nemphos等人申請的美國專利 US 5，684，213中。
在EP 407038A中，揭露了適用于不同溫度及壓力的多種酸 性催化劑。先將烷基醇流體(stream)加入RD塔的中間部分，于 觸媒床上方同時進行反應(yīng)及分離。RD塔頂部含有乙醚的部分可 通過冷凝器冷凝后，再收集于收集器中。RD塔底部主要為水。 此參例以再沸騰器(reboi 1 er)回收底部的產(chǎn)物。
US 5，684，213與前篇專利幾乎相同，差別在加入氬氣流體 以增進系統(tǒng)效率。在此專利中，形成烷基醚的操作條件為 130-300。C的溫度與140-6800kPa的壓力。
可通過調(diào)整回流率控制塔中上層的乙醚濃度，亦可通過調(diào) 整蒸汽使用量控制再沸騰率來控制塔中底部的溫度。
在美國專利US 5,705,711 A中，揭露了以甲醇及第三丁醇形 成曱基第三丁基醚的形成方法。在此篇專利中，并未揭露如何 制備乙醚。
如上述公知技術(shù)所示，已揭露了如何設(shè)計RD塔的任一部分 以完成最佳系統(tǒng)，且須同時考慮操作及動力學(xué)變量。
舉例來說，調(diào)整塔壓牽扯到改變塔的操作溫度。同理可知， 冷凝器、再沸騰器、以及它們的功能亦有類似狀況。公知技術(shù) 強調(diào)多種操作溫度及壓力以及回流率。
以公知技術(shù)的系統(tǒng)中的RD制備乙醚，缺點在于各種有效變 量之間的復(fù)雜關(guān)系。因此，任何一種能簡化系統(tǒng)的改變都是值 得的。
此技術(shù)的控制系統(tǒng)中，回流流體量可用來調(diào)整產(chǎn)物濃度。 而再沸騰器中的蒸汽量可控制再沸騰流體量，進而調(diào)整反應(yīng)床 溫度。已知的RD塔控制系統(tǒng)非常復(fù)雜也因此而昂貴。
由于操作條件與液氣相濃度不同，使公知技術(shù)中乙醚制程 與甲醇制程的結(jié)合非常復(fù)雜。
此外，公知技術(shù)形成乙醚的方法十分耗費能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種形成乙醚的方法，包括(a)將第 一含曱醇的 流體進料至預(yù)反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器具有固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu) 使至少部分曱醇形成乙醚及水；(b)將至少部分的預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn) 物流體進料至蒸餾柱反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體系液態(tài)及/ 或氣態(tài)；(c)以蒸餾柱反應(yīng)器中的蒸餾反應(yīng)區(qū)內(nèi)的固定床固態(tài)酸 性觸媒結(jié)構(gòu)，使預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體中至少部分的甲醇催化反
應(yīng)形成乙醚與水；(d)分餾乙醚、水、與未反應(yīng)物；(e)收集蒸餾 柱反應(yīng)器中的乙醚作為第一含乙醚的流體；以及(f)收集水及未 反應(yīng)物作為第二流體。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，該預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn) 物流體系分成至少二次流體，且該些次流體系進并+至該蒸餾柱 反應(yīng)器的不同區(qū)域。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，進庫+至該蒸餾柱 反應(yīng)器的該預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體包括20至小于IOO重量百分比 的曱醇。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，更包括將一第二 含曱醇的流體加入該蒸餾柱反應(yīng)器，且該第二含曱醇的流體包 括氣態(tài)。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，該預(yù)反應(yīng)器及/ 或該蒸餾柱反應(yīng)器包括酸性樹脂。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，該蒸餾柱反應(yīng)器 的壓力介于8巴至10巴。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，該蒸餾柱反應(yīng)器 的蒸餾反應(yīng)區(qū)的溫度介于130°C至150。C 。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，至少部分該第一 含乙醚的流體回流至該蒸4留柱反應(yīng)器。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，包括至少一氣體 出口 。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，包括以一冷凝 冷凝該蒸餾柱反應(yīng)器的乙醚產(chǎn)物，且該氣體出口位于該冷凝 中或該冷凝器位于該氣體出口與該蒸餾柱反應(yīng)器之間。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，更包括以一直接 蒸汽代替再沸騰器，且該直接蒸氣系施加于該蒸餾柱反應(yīng)器底
劣部。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，更包括以一直接 蒸汽加熱該蒸餾柱反應(yīng)器的進料口 。
本發(fā)明的形成乙醚的方法，其特征在于，更包括結(jié)合一形 成甲醇的制程。
上述方法可改善乙醚制程的效率，所形成的產(chǎn)物具有高純 度。特別的是，上述制程可與制造曱醇的制程結(jié)合。上述結(jié)合 可改善能源消耗，并可簡化整個制程。


圖l系本發(fā)明中形成乙醚的較佳制程。
附圖標(biāo)記說明1 直接蒸汽；2 進料流體；3 氣體出口； 5 產(chǎn)物流體；6 回流流體；10 蒸餾柱反應(yīng)器；11 氣液分離槽； 12 預(yù)反應(yīng)器；13 冷凝器；14 再沸騰流體。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的在于提供更有效率的方法形成乙醚。此外， 本發(fā)明的目的在于使乙醚制程的控制簡單化。本發(fā)明的另一目 的在于更高階的控制并穩(wěn)定制造曱醇設(shè)備及其它設(shè)備的濃度、 壓力、流率、溫度，使其能作為進料來源。
本發(fā)明另一目的提供一種乙醚的制造方法，其可結(jié)合甲醇 的制造方法。上述方法特別與氣體燃料(gas to fuel，簡稱GTF) 制程有關(guān)，可在制程中段及后段得到系將不同純度等級的甲醇 流體。
更進一步來說，本發(fā)明的目的在于提供一種乙醚的制造方 法，其只需少量能源及較少成本。
完成上述目的的主要手段已詳述于權(quán)利要求中。此外，本
發(fā)明與下述項目有關(guān)。
一種改善乙醚形成方法的制程，包括下列步驟 1 .(a)將第 一 含曱醇的流體進料至預(yù)反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器具有 固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)使至少部分曱醇形成乙醚及水；(b) 將至少部分的預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體進料至蒸餾柱反應(yīng)器，預(yù)反 應(yīng)器的產(chǎn)物流體系液態(tài)及/或氣態(tài)；(c)以蒸餾柱反應(yīng)器中的蒸餾 反應(yīng)區(qū)內(nèi)的固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)，使預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體 中至少部分的甲醇催化反應(yīng)形成乙醚與水；(d)分餾乙醚、水、 與未反應(yīng)物；(e)收集蒸餾柱反應(yīng)器中的乙醚作為第一含乙醚的 流體；以及(f)收集水及未反應(yīng)物作為第二流體。此外，解決公 知問題的方法還包括下列各項
2. 如第l項所述的制程，其中進料至蒸餾柱反應(yīng)器的預(yù)反應(yīng) 器的產(chǎn)物流體為液及/或氣態(tài)。
3. 如第l及/或2項所述的制程，其中預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體系 分成至少二次流體(sub stream),且該些次流體系進料至蒸餾柱 反應(yīng)器的不同區(qū)域。
4. 如上述任 一 項所述的制程，其中進料至蒸餾柱反應(yīng)器的 預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體含有20至小于IOO重量百分比的曱醇。
5. 如上述任 一 項所述的制程，其中進料至蒸餾柱反應(yīng)器的 預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體含有0至50重量百分比的乙醚。
6. 如上述任一項所述的制程，其中蒸餾柱反應(yīng)器的蒸餾反 應(yīng)區(qū)的溫度介于120°C至150°C 。
7. 如上述任一 項所述的制程，更包括將第二含甲醇的流體 加入蒸,溜纟主反應(yīng)器。
8. 如第7項所述的制程，其中第二含曱醇的流體系氣態(tài)。
9. 如第7或8項所述的制程，其中第二含曱醇的流體溫度介 于150至220。C 。
10. 如第7、 8、或9項所述的制程，其中進料至蒸餾柱反應(yīng) 器的預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體，與第二含曱醇的流體，兩者的重量
比介于1.5至3.3之間。
11. 如上述任 一 項所述的制程，其中預(yù)反應(yīng)器包括酸性樹脂 作為固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)。
12. 如上述任一 項所述的制程，其中蒸餾柱反應(yīng)器的壓力介 于8至10巴(bar)。。
13. 如上述任一項所述的制程，其中蒸餾柱反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū) 溫度介于130至150。C之間。
14. 如上述任 一 項所述的制程，其中至少部分第 一 含乙醚的 流體回流至該蒸餾柱反應(yīng)器。
15. 如上述任一項所述的制程，其中蒸餾柱反應(yīng)器的觸媒為 酸性樹脂。
16. 如上述任 一 項所述的制程，其中該系統(tǒng)包括至少 一 氣體 出口 。
17. 如第16項所述的制程，其中該系統(tǒng)包含冷凝器自蒸餾柱 反應(yīng)器冷凝乙醚產(chǎn)物，而氣體出口系位于冷凝器中，或者冷凝 器位于蒸餾柱反應(yīng)器與氣體出口之間。
18. 如上述任一項所述的制程，其中含有曱醇的氣相流體系 注入蒸餾柱反應(yīng)器底部的液面的下。
19. 如上述任 一 項所述的制程，更包括結(jié)合形成曱醇的制程。
本發(fā)明的制程與制造甲醇的制程可輕易結(jié)合。上述結(jié)合可
改善能源消耗，并可簡化整個制程。
驚人的是，本發(fā)明的方法所形成的產(chǎn)物具有高純度。 本發(fā)明的預(yù)反應(yīng)器可將不同濃度的進料液體中的曱醇轉(zhuǎn)換
成產(chǎn)物，因此可將濃度調(diào)整至配合RD塔操作條件的最佳值。
另一方面，預(yù)反應(yīng)器可縮減RD柱的反應(yīng)區(qū)。
在 一較佳實施例中，減少不可冷凝的氣態(tài)物質(zhì)可簡化乙醚 制程與其它需要的制程之間的整合。
在一較佳實施例中，通過測量可幫助處理不可凝氣體與不 同流體的濃度變化，進而有助于改善制程。
如此一來，整合RD的乙醚制程與多種其它制程如非流動 (non-FT) GTL將會十分重要。上述整合需要RD的乙醚制程單元 以處理不同濃度的甲醇進料。為了整合RD制程與其它單元，在 考慮到不同單元之間的流體特性下，本發(fā)明的制程使系統(tǒng)能與 不同濃度的流體兼容，且能處理無法冷凝的氣相流體。
本發(fā)明可通過進并+氣相流體如施加直4妻蒸汽(open steam) 于塔底，以及進料兩種以上含有不同濃度的曱醇流體以進一 步 改良乙醚制程。預(yù)加熱直接蒸汽及利用直接蒸汽作為再沸騰流 體的好處在于，可節(jié)省其它設(shè)備如進料部分的熱交換器及再沸 騰器。此外，上述特征使本發(fā)明的系統(tǒng)在進料的水含量上更具 有彈性，且可增加系統(tǒng)的可控性。
在本發(fā)明一較佳實施例中，施加氣相流體如直接蒸汽至塔 底可簡化控制系統(tǒng)。只通過塔底蒸汽的流量即可控制塔溫。不 論直接蒸汽注入的位置為液面上或下， 一交佳為液面下，均可達 成控制塔溫的目的。在本發(fā)明另一實施例中，系利用設(shè)置于恰 當(dāng)位置的噴嘴將直接蒸汽注入液面下。此外，通過注入全部或 部分蒸汽至進料流體，可加熱進料而不需熱交換器或其它類似 設(shè)備。如此一來，進料后的部分將不致產(chǎn)生不穩(wěn)定的濃度及/ 或溫度。
在本發(fā)明中，產(chǎn)品濃度的控制系利用回流使至少部分的第 一含乙醚的流體回到蒸餾柱反應(yīng)器。如此一來將筒化RD塔的控 制變量，任何人只需測量消耗的蒸汽閥門的開關(guān)程度以及控制
塔內(nèi)的液體等級即可簡單控制RD系統(tǒng)。上述的回流率較佳介
于5至9之間。
通過上述方法，可利用原料流體如不同濃度的氣態(tài)或液態(tài) 或省去純化、調(diào)整氣壓、分離氣態(tài)物質(zhì)的設(shè)備。舉例來說，可
省去的設(shè)備包括閃蒸槽(flash tank)、泵浦、或熱交換器。本發(fā) 明的制程不只可省去上述設(shè)備，還比公知系統(tǒng)具有較低的制程 溫度及壓力變化。
除了上述特征及優(yōu)點外，可通過來自設(shè)備的冷凝水與由低 壓至高壓的蒸汽調(diào)整塔的操作溫度。較佳以低壓蒸汽與冷卻水 分別使系統(tǒng)升溫或降溫。
如此一來，進料氣態(tài)流體如直接蒸汽，可取代公知技術(shù)中 系統(tǒng)的某些設(shè)備如再沸騰器與熱交換器。若整合至其它制程， 凈化氣體洗滌器可取代泵浦與相關(guān)設(shè)備，凈化氣體可取代閃蒸 槽，且曱醇蒸餾塔與相關(guān)設(shè)備可直接省去。此外，由于本發(fā)明 不似公知系統(tǒng)會在不同的單元間產(chǎn)生溫度及壓力的變化，因此 可降低整合單元的操作成本。
如上所述，本發(fā)明的制程將第 一含甲醇流體進料至預(yù)反應(yīng) 器，使預(yù)反應(yīng)器內(nèi)的固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)催化反應(yīng)至少部 分的曱醇以形成乙醚與水。
在一4交佳實施例中，預(yù)反應(yīng)器可含有l(wèi)、 2、 3、或更多出口 使液態(tài)流體自某些預(yù)定的點離開預(yù)反應(yīng)器。此較佳預(yù)反應(yīng)器可 調(diào)整進料至RD柱的組成。
此外，預(yù)反應(yīng)器較佳包含催化結(jié)構(gòu)如貝氏推迭(Bale packing),用以處理乙醚蒸汽。
含有甲醇的流體較佳以氣態(tài)加入預(yù)反應(yīng)器。第 一批進料的 曱醇含量可介于20至100重量百分比，更佳介于80至100重量百
分比。
預(yù)反應(yīng)器包含固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)的催化劑。上述催 化劑已為人熟知，如酸性樹脂或分子篩。適用的分子篩包含沸
石礦族群的多孔結(jié)晶立體鋁硅化物。上述催化劑已揭露于us
5，684，213及EP-A陽0 407 308兩篇專利中。
接下來，至少部分的預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體進料至蒸餾柱反 應(yīng)器。上述進料至RD塔的流體較佳包含20至100重量百分比的 曱醇，更佳包含80至90重量百分比的甲醇，以及包含0至50重量 百分比的乙醚，更佳包含0.1至5重量百分比的乙醚。若進料流 體的成份濃度不適合RD塔的條件，將會先進料至預(yù)反應(yīng)器直到 成份濃度符合RD塔的條件再進料至RD塔。若進料流體在一開 始即符合RD塔的操作條件，則不需進入預(yù)反應(yīng)器。直接進料的 流體中，至少部分的曱醇將與蒸餾柱反應(yīng)器中的蒸餾反應(yīng)區(qū)內(nèi) 的固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)進行催化反應(yīng)形成乙醚與水。之后
在蒸餾柱反應(yīng)塔內(nèi)對產(chǎn)物混合物進行分餾。
進料至蒸餾柱反應(yīng)器的預(yù)反應(yīng)器產(chǎn)物流體其溫度較佳介于 120至150。C，更佳介于125至135。C。進料至蒸餾柱反應(yīng)器的預(yù) 反應(yīng)器產(chǎn)物流體可為氣態(tài)。
此外，至少部分自蒸餾柱反應(yīng)器產(chǎn)生的第二含曱醇的流體 可再加回蒸餾柱反應(yīng)器。第二含曱醇的流體較佳為氣態(tài)，且其 曱醇含量比進料至蒸餾柱反應(yīng)器的預(yù)反應(yīng)器產(chǎn)物流體的曱醇含 量低。在本發(fā)明一較佳實施例中，進料至蒸餾柱反應(yīng)器的預(yù)反 應(yīng)器產(chǎn)物流體與第二含甲醇的流體的重量比較佳介于1.5至3.3 之間，更佳介于2.5至3.2之間。此外，進料至蒸餾柱反應(yīng)器的 第二含曱醇的流體溫度介于120至220。C之間，更佳介于150至 220。C之間。自蒸餾柱反應(yīng)器所得的第二含曱醇的流體，可注入 蒸餾柱反應(yīng)器塔底的液面下。將第二含曱醇的進料與第 一 進料
混合，其曱醇比例介于20至小于100重量百分比之間，較佳介于 80至90重量百分比之間。
在一較佳實施例中，預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體可分成至少兩股 次流體，再加入蒸餾柱反應(yīng)器的不同進料區(qū)。此實施例可通過 調(diào)整反應(yīng)溫度改善對系統(tǒng)的控制。
此外，蒸餾柱反應(yīng)器可直接加入未經(jīng)預(yù)反應(yīng)器反應(yīng)的曱醇 進料。此直接加入的曱醇進料其甲醇濃度，較佳高于進料至蒸 餾柱反應(yīng)器的預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體。
如上所述，加入蒸餾柱反應(yīng)器的進料流體可為氣相流體。 氣相流體4交佳注入蒸餾柱反應(yīng)器底部的液面下。
操作蒸餾柱反應(yīng)器的模式如條件的劇烈程度，系決定于操 作者想要的結(jié)果。首先增加柱中壓力直到可反應(yīng)的程度。蒸餾 柱反應(yīng)器的壓力較佳介于8至10巴(bar)。另一方面，反應(yīng)系統(tǒng)的 溫度取決于施加壓力。蒸餾柱反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)溫度較佳介于13 0 至15 0 °C 。蒸餾柱反應(yīng)器含有固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)如前所述 的酸性陽離子交換樹脂或分子篩，已見于本發(fā)明之前述段落。 較佳的觸媒結(jié)構(gòu)為貝氏堆棧。
形成乙醚的反應(yīng)中，必需移開乙醚產(chǎn)物與水以完成反應(yīng)。 反應(yīng)混合物的底部為可能含有醇類的水，而其頂部為乙醚。由 于本發(fā)明實施例中的水不會與乙醚形成共沸物，可簡化回收產(chǎn) 物的步驟。
一般而言，本發(fā)明的系統(tǒng)包含一冷凝器以冷凝來自蒸餾柱 反應(yīng)器的乙醚產(chǎn)物。氣相的蒸鎦柱反應(yīng)器產(chǎn)物的冷凝溫度介于 30。C至50。C之間，較佳介于37。C至45。C之間。上述系統(tǒng)較佳含 有至少一氣體出口位于冷凝器中，或者冷凝器位于蒸餾柱反應(yīng) 器與氣體出口之間。氣體出口系用以排出冷凝器無法冷凝的氣
體。上述氣體被稱作「無法冷凝的氣體」，且無法作為燃料或作
為形成其它化合物的反應(yīng)物。
上述系統(tǒng)較佳含有回流器?；亓髀式橛?.5至25:1之間，4交 佳介于5:1至9:1之間。實際操作上，較高回流率可補償較短的 觸媒床。
此實施例的另 一優(yōu)點為可自塔底部的水中蒸餾甲醇，以實 質(zhì)上移除水中甲醇。這可減少蒸餾柱反應(yīng)器的穿通 (pass-through)現(xiàn)象，并可取代自水中回收甲醇的蒸餾》荅。
上述的較佳實施例可結(jié)合 一 形成甲醇的制程。
本發(fā)明中形成乙醚的較佳制程如第1圖所示。此系統(tǒng)含有預(yù) 反應(yīng)器12、蒸餾柱反應(yīng)器IO、冷凝器13、氣液分離槽ll、以及 氣體出口3，該些組件功能如上所述。
如第1圖所示的制程， 一含有甲醇的氣相流體如直接蒸汽可 作為加熱流體。上述含有曱醇的氣相流體的壓力介于800至1400 千帕(kPa)。上述的氣相流體提供了塔底的再沸騰流體14,并加 熱進料流體2 。上述加熱進流流體的步驟可由直接蒸汽1或熱交 換器完成。
為了將進料濃度調(diào)整至最佳值，預(yù)反應(yīng)器可采用與蒸餾柱 反應(yīng)器相同或不同的觸媒系統(tǒng)。在較佳實施例中，系以酸性樹 脂堆棧于預(yù)反應(yīng)器中。
冷凝系統(tǒng)可在各種流體的平衡沸點與操作壓力下提供回流 流體，使液態(tài)流體具有所需的純度。
無法冷凝的氣體可通過氣體開口3或其它合適的開口離開 冷凝器。
在塔的底部，直接蒸汽扮演的角色為再沸騰流體。塔底產(chǎn) 物為包含無法轉(zhuǎn)換的甲醇的液態(tài)流體?？赏ㄟ^不同的流體量與 不同等級的超飽合流體，使塔底產(chǎn)物在卸載后的純度維持在許 可范圍，以利后續(xù)純化。
在第l圖中，蒸餾柱反應(yīng)器的堆棧床系所謂的貝氏堆棧，其 含有縫合織物，且織物包含酸性樹脂觸媒或其它合適觸媒。
通過調(diào)整溫度與濃度，可使蒸餾柱反應(yīng)器達到最佳的流體 力學(xué)條件。上述調(diào)整取決于回流流體6的用量，進入塔中的再沸 騰流體14的用量，以及進料流體進入塔前分為多少股。
塔頂部的回流流體6其最佳回流率介于5至9之間。通過調(diào)整 塔壓(8至10巴)與乙醚回流流體6，可侵J荅中不同部分的對應(yīng)溫 度最佳化。富含部分(enrichment section)的最佳溫度為38至 13(TC之間，洗滌部分(stripping section)的最佳溫度為150至 170。C之間，且反應(yīng)部分(reaction section)的最佳溫度為130至 15(TC之間。利用貝氏堆棧觸媒床可使塔內(nèi)的氣體及液體的移動 范圍變廣，且觸媒床不會有過千或過濕的問題。
利用泵浦可使含曱醇的進料流體2達到最佳壓力如8至10 巴。除了泵浦外，亦可采用自曱醇設(shè)備制備的高壓曱醇流體。 為了達到所需的進料溫度(操作壓力下的平衡沸點)，可在進料 流體中注入含曱醇的氣相流體。為了達成上述目的，亦可結(jié)合 直接蒸汽或其它加熱設(shè)備。
進料流體其甲醇含量介于20至100重量百分比，較佳介于80 至90重量百分比以符合最佳反應(yīng)條件。當(dāng)壓力達到8至10巴時， 系統(tǒng)其它部分將以此為基準(zhǔn)最佳化其它操作條件。通過預(yù)反應(yīng) 器與分流進料的概念，可輕易達到較寬的進料條件范圍。
根據(jù)進料流體的曱醇濃度，可將部分或全部的進料加入預(yù) 反應(yīng)器接著進入蒸餾柱反應(yīng)器。進料在加入預(yù)反應(yīng)器12后，預(yù) 反應(yīng)器將使進料濃度達到最佳值以適于加入蒸餾柱反應(yīng)器。完 成上述目的的方法為將進料中部分曱醇轉(zhuǎn)換成乙醚。為了更有 效的應(yīng)用觸媒床，在考慮到進料中曱醇與水的含量下，預(yù)反應(yīng) 器的產(chǎn)物流體將分為二股以上的次流體2，及2"后，再由適當(dāng)位
置加入蒸餾柱反應(yīng)器。如此一來，流體力學(xué)-濃度參數(shù)可保證蒸
餾柱反應(yīng)器的操作穩(wěn)定。為了使成份濃度及氣液移動量兼容，
相關(guān)調(diào)整如下述。
當(dāng)進料流體的曱醇濃度較低時，其加入蒸餾柱反應(yīng)器的位
置較低，且不需使用直接蒸汽。反之若進料流體的甲醇濃度較
高時，其加入蒸餾柱反應(yīng)器的位置較高，且需伴隨使用直接蒸 、a〉飛。
通過冷凝器可液化蒸餾柱反應(yīng)器上部的產(chǎn)物流體5 ，部分液 體將作為回流流體6回收至蒸餾柱反應(yīng)器10，其余液體將保留作 為產(chǎn)物。
氣液分離槽ll可進行氣液分離，其可為獨立組件或冷凝器 13的一部分。
本發(fā)明可采用塔底部分產(chǎn)物作為再沸騰流體，其成份主要 為水。另一方面，可利用直接蒸汽氣化再沸騰流體。
本發(fā)明亦可將在液面上注入直接蒸汽，不需額外經(jīng)過液體 如再沸騰流體。
雖然本發(fā)明已以多個實施例揭露如上，然其并非用以限定 本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā) 明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的 保護范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種形成乙醚的方法，其特征在于包括:步驟a:將一第一含甲醇的流體進料至一預(yù)反應(yīng)器，該預(yù)反應(yīng)器具有一固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)使至少部分甲醇形成乙醚及水；步驟b:將至少部分的一預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體進料至一蒸餾柱反應(yīng)器，該預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體系液態(tài)及/或氣態(tài)；步驟c:以該蒸餾柱反應(yīng)器中的蒸餾反應(yīng)區(qū)內(nèi)的固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)，使該預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體中至少部分的甲醇催化反應(yīng)形成乙醚與水；步驟d:分餾乙醚、水、與未反應(yīng)物；步驟e:收集該蒸餾柱反應(yīng)器中的乙醚作為一第一含乙醚的流體；以及步驟f:收集水及未反應(yīng)物作為一第二流體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形成乙醚的方法，其特征在于， 該預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體系分成至少二次流體，且該些次流體系 進料至該蒸餾柱反應(yīng)器的不同區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l-2中任一項所述的形成乙醚的方法，其 特征在于，進料至該蒸餾柱反應(yīng)器的該預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體包 括20至小于100重量百分比的甲醇。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項所述的形成乙醚的方法，其 特征在于，更包括將 一 第二含曱醇的流體加入該蒸餾柱反應(yīng)器， 且該第二含甲醇的流體包括氣態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項所述的形成乙醚的方法，其 特征在于，該預(yù)反應(yīng)器及/或該蒸餾柱反應(yīng)器包括酸性樹脂。
6. ^f艮據(jù);f又利要求l-5中任一項所述的形成乙醚的方法，其 特征在于，該蒸餾柱反應(yīng)器的壓力介于8巴至10巴。
7. 根據(jù)權(quán)利要求第l-6項中任 一 項所述的形成乙醚的方 法，其特征在于，該蒸餾柱反應(yīng)器的蒸餾反應(yīng)區(qū)的溫度介于130。C至150。C 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求第l-7項中任一項所述的形成乙醚的方 法，其特征在于，至少部分該第一含乙醚的流體回流至該蒸餾 柱反應(yīng)器。
9. 根據(jù);〖又利要求第l-7項中任一項所述的形成乙醚的方 法，其特征在于，包括至少一氣體出口。
10. 根據(jù)權(quán)利要求第9項所述的形成乙醚的方法，其特征在 于，包括以一冷凝器冷凝該蒸餾柱反應(yīng)器的乙醚產(chǎn)物，且該氣 體出口位于該冷凝器中或該冷凝器位于該氣體出口與該蒸餾柱 反應(yīng)器之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求第l-10項中任一項所述的形成乙醚的方 法，其特征在于，更包括以一直接蒸汽代替再沸騰器，且該直 接蒸氣系施加于該蒸餾柱反應(yīng)器底部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求第l-ll項中任一項所述的形成乙醚的方 法，其特征在于，更包括以一直接蒸汽加熱該蒸餾柱反應(yīng)器的 進料口 。
13. 根據(jù)權(quán)利要求第l-12項中任一項所述的形成乙醚的方 法，其特征在于，更包括結(jié)合一形成曱醇的制程。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成乙醚的方法，包括將第一含甲醇的流體進料至預(yù)反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器具有固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)使至少部分甲醇形成乙醚及水；將至少部分的預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體進料至蒸餾柱反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體系液態(tài)及/或氣態(tài)；以蒸餾柱反應(yīng)器中的蒸餾反應(yīng)區(qū)內(nèi)的固定床固態(tài)酸性觸媒結(jié)構(gòu)，使預(yù)反應(yīng)器的產(chǎn)物流體中至少部分的甲醇催化反應(yīng)形成乙醚與水；分餾乙醚、水、與未反應(yīng)物；收集蒸餾柱反應(yīng)器中的乙醚作為第一含乙醚的流體；以及收集水及未反應(yīng)物作為第二流體。上述方法可改善乙醚制程的效率。特別的是，上述制程可與制造甲醇的制程結(jié)合。
文檔編號C07C43/06GK101381288SQ20081013492
公開日2009年3月11日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者哈克普爾·馬哈穆德, 巴赫蒂亞里·雷扎·哈米德, 戈蒂尼·雷扎·哈米德, 扎瑪利嚴(yán)·阿克巴, 瓦克亞尼·馬納菲·霍辛, 設(shè)拉茲·拉來赫, 賽達黑阿尼·扎德赫·卡比茲 申請人:石油工業(yè)研究院