甲醇气相脱水制二甲醚合成反应的模拟研究

以四川泸天化绿源醇业有限责任公司10万吨／年二甲醚装置合成反应系统为研究对象,用ASPEN PULS流程模拟软件,建立二甲醚合成反应器模型模拟计算,在此基础上进行了灵敏性分析,研究影响二甲醚合成生产的关键变量及对甲醇转化率的影响,将模拟数据结果与设计值和生产实际操作数据进行对照比较,为当前生产优化操作提供参考。     

合成气合成二甲醚平衡转化率及选择率计算模型

对合成气合成二甲醚反应体系进行热力学参数计算,应用SHBWR状态方程计算了各组分的逸度系数。选取CO、CO2 加氢合成甲醇及甲醇脱水生成二甲醚为独立反应,CO、CO2、二甲醚为关键组分,提出了合成气合成二甲醚的碳转化率、二甲醚与甲醇选择率及收率的计算模型。讨论了温度、压力、原料气组成对合成气合成二甲醚化学平衡的影响。     

一步法二甲醚合成技术

二甲醚是一种非常重要的化工原料,可用于多种精细化学品的合成,它是一种理想的清洁替代能源。一步法二甲醚合成技术克服了甲醇合成反应受到热力学平衡的限制,大大提高了CO的单程转化率。对以合成气为原料采用一步法二甲醚合成技术的反应原理,催化剂的组成与制备方法,温度、压力、空速等因素对反应造成的影响进行描述。对一步法二甲醚合成技术研发的生产装置发展进程情况进行综述和展望。     

生物质合成气一步法合成二甲醚的研究

用共沉淀沉积法制备了生物质合成气直接合成二甲醚(DME)的催化剂,考察了固定床中温度、压力、空速等工艺条件对二甲醚合成性能的影响,同时基于Gibbs自由能最小法对合成DIME反应的化学平衡进行模拟计算,并与实际测试结果相比较.结果表明,模拟结果与测试结果吻合较好.     

双气头多联产系统的Aspen Plus实现及工艺过程优化(Ⅱ) 工艺操作参数分析

在所建立的以二甲醚和电力为主要目标产品并副产甲醇的多联产系统流程基础上,以化工产品产率优化及二氧化碳减排为目的,以甲醇当量产率、二甲醚产量和CH4/CO2转化率作为全流程优化的目标函数,对包括CH4/CO2催化重整单元和二甲醚(甲醇)合成单元在内的两个关键单元流程进行整体优化处理,同时分析了一步法二甲醚合成反应体系间的协同作用,得到了重整反应器和合成反应器的优化操作参数和最佳焦炉煤气与气化煤气进料流量比。     

三种二甲醚生产系统的流程模拟和3E评价

对甲醇气相法合成二甲醚、煤气化制甲醇气相法合成二甲醚以及煤炭-风电联产甲醇制二甲醚的三种典型二甲醚生产系统进行了流程设计、模拟和能耗/CO2排放/经济成本的3E(Energy,Economic,Enviorenment)评价,并对影响二甲醚经济成本的敏感性因素(例如煤价、甲醇价格和风电设备利用小时数等)进行了敏感性分析.     

对苯二甲基二甲醚的制备

以对二氯苄为原料,与甲醇钠反应合成了对苯二甲基二甲醚,对其工业化生产工艺进行了优化。     

甲缩醛与三聚甲醛合成聚甲氧基二甲醚反应速率研究

为了探究反应条件对聚甲氧基二甲醚合成的影响,采用对甲基苯磺酸改性的强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在固定床反应器中考察了甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲氧基二甲醚的催化活性并研究了反应速率方程。结果表明,该催化剂具有较好的催化活性,三聚甲醛的转化率达到95%以上。根据连串反应机理,建立了幂函数反应速率方程,采用四阶龙格库塔方法对反应速率方程进行计算,使用粒子群算法(Particle Swarm Optimization)对反应速率方程参数进行了拟合回归。结果表明,该反应速率方程能较好地反映甲缩醛和三聚甲醛的转化率以及产物分布,为反应器模拟以及放大生产提供了基础数据。     

合成气一步法制二甲醚反应工序研究

利用Aspen Plus软件对合成气一步法制二甲醚反应工序进行模拟,分别研究了温度、压力、惰性气体含量、二氧化碳含量对反应器性能的影响。研究发现,温度和压力对反应性能影响最大,在反应条件一定的情况下,适当的调整惰性气体含量及二氧化碳含量能够提高二甲醚产量。模拟结果对合成气一步法制二甲醚工艺设计具有一定的参考价值。     

二甲醚合成过程的热力学分析

通过对二甲醚合成过程包含的三个独立反应 - CO H2 合成甲醇反应 ( MSR) ,甲醇脱水反应 ( MDR)和水煤气变换反应 ( WGSR)依次组合而成的三个反应体系—— MSR,MSR MDR和 MSR MDR WGSR的研究 ,在较宽范围内研究了合成气组成、温度和压力对二甲醚合成过程的影响 ;详细阐述了在反应之间产生的协同效应的优点和不足 ,为二甲醚的动力学研究提供理论指导 .     

二甲醚与合成气制取二醋酸亚乙酯

以煤为原料合成醋酸乙烯具有成本低的优点,二醋酸亚乙酯(EDA)是合成醋酸乙烯的中间产物.在机械搅拌反应釜中,采用三碘化铑为主催化剂,碘化锂和碘甲烷为助催化剂,以二甲醚、CO和H2为原料合成二醋酸亚乙酯,考察了反应温度、二甲醚量、CO分压和H2分压对反应的影响,在反应温度180℃、CO分压2.2 MPa、H2分压2.2 MPa和二甲醚量0.05 mol的条件下反应8h,二甲醚转化率为60.00％,醋酸甲酯选择性为31.43％,二醋酸亚乙酯选择性为68.56％.研究结果表明,反应温度和原料配比对二甲醚转化率和EDA选择性影响较大,根据实验现象,研究了二甲醚与合成气制取二醋酸亚乙酯的反应机理.     

生物质合成气合成二甲醚的研究

在加压固定床反应装置上进行了生物质合成气合成二甲醚(DME)的研究.采用机械混合法制备二甲醚合成双功能催化剂.考察了组成为V(H_2):V(CO):V(CO_2):V(CH_4)=52:24:23:1的生物质合成气在不同反应温度、空速、压力下对合成二甲醚反应的影响.同时进行了102 h的催化剂的稳定性实验.结果表明,在260-300℃范围内,随反应温度的升高,CO转化率和二甲醚的选择性均先增大后减小;随反应压力的升高,CO转化率和二甲醚选择性都随之升高;原料气中高浓度的CO_2可导致铜基催化剂较快的失活.     

气-液-固三相床合成气直接制取二甲醚

介绍了气-液-固三相床合成气直接制取二甲醚的实验方法,重点考察了双功能催化剂的种类、双功能基的配比、反应温度和反应压力对合成二甲醚的影响,得出了气-液-固三相床中合成气直接制取二甲醚的最佳工艺条件。     

合成聚甲氧基二甲醚催化剂研究进展

介绍了聚甲氧基二甲醚作为新型高十六烷值柴油调和组分的基本性质、合成方法及合成机理,综述了近年来国内外合成聚甲氧基二甲醚催化剂的主要研究成果,分析了各催化剂反应优缺点及催化剂酸性对产物分布的影响规律。提出调变固体酸催化剂酸性,是今后研究合成聚甲氧基二甲醚催化剂的重要方向。     

聚甲醛二甲醚合成反应中离子液体催化性能的比较

聚甲醛二甲醚是世界公认的环保型燃油添加剂,极具应用前景。为了研究离子液体阴阳离子对甲醇(MeOH)与三聚甲醛(TOX)合成聚甲醛二甲醚反应的影响,本文采用不同的离子液体进行催化反应。在温度120℃、釜压2.0 MPa、原料摩尔比(n_MeOH/n_TOX)2∶1、催化剂用量2.1%(质量)、反应时间4 h的反应条件下,探讨了离子液体阴阳离子结构对反应性能的影响,通过聚甲醛二甲醚选择性大小的比较,得出了不同离子液体的催化活性顺序。由不同离子液体阴、阳离子的催化活性顺序得出离子液体阴阳离子协同催化甲醇与三聚甲醛合成聚甲醛二甲醚的反应。     

浆态床中合成二甲醚的研究

考察了浆态床中3种甲醇合成催化剂反应行为,考察了温度、压力、催化剂比例和种类对二甲醚合成的影响.结果表明,低压下甲醇合成催化剂中C30l活性最好,温度降低和压力升高有利于甲醇的合成.二甲醚合成中,不同脱水催化剂反应性能不同.在考察范围内,温度升高,CO转化率变化不大,二甲醚的选择性增加;压力升高,CO转化率和二甲醚选择性都随之升高;两种催化剂(C301Hβ)的质量比为41时,CO转化率和二甲醚选择性最高.     

不同硅铝比HZSM-5分子筛对合成气一步法制二甲醚的影响

采用固定床高压反应装置，以工业用（CuO／ZnO／Al2O3）作为甲醇合成催化剂，四种不同硅铝比（硅铝比为25、38、50和150）的HZSM-5作为甲醇脱水催化剂，二者机械混合制备出一步法合成二甲醚双功能催化剂。考察了催化剂中脱水组分（HZSM-5分子筛）的硅铝比对二甲醚合成反应的影响，并通过BET、XRD和NH，-TPD等手段对催化剂进行表征。结果表明，一步法合成二甲醚催化剂中脱水组分HZSM-5的最佳的硅铝比为50。     

Y-β复合分子筛甲醇脱水性能的研究

利用XRD、吡啶红外原位吸附和N2吸附-脱附等手段对Y-β复合分子筛进行了表征,并考察了Y-β复合分子筛在甲醇脱水合成二甲醚反应中的催化活性。实验结果表明,Y-β复合分子筛的L酸在甲醇脱水生成二甲醚过程中起主要作用。当Y-β复合分子筛中β相对含量为40%时分子筛的活性最强,甲醇转化率最高。同时还考察了反应温度和反应时间对甲醇脱水生成二甲醚反应的影响。     

乙二醇二甲醚的合成研究进展

介绍了氧烃化、乙烯加成、氢解、氯化物分子间的消除、甲醚的偶联等反应,综述了生产与合成乙二醇二甲醚的方法,包括其工艺流程、催化剂和反应条件,并重点介绍了Williamson合成法以及由环氧化合物开环与二甲醚的插入反应合成乙二醇二甲醚的合成工艺路线的研究进展,认为由碳酸二甲酯与乙二醇单甲醚以及甲醚与环氧乙烷制备乙二醇二甲醚,具有重大应用前景。     

氮肥一次法联产二甲醚获成功

双塔二步一次合成法工艺技术利用氮肥企业公用工程和甲醇合成反应热及二甲醚合成反应热来实现二甲醚的脱水反应，又利用二甲醚反应热进行精馏，既减少了两步法的加热耗能问题，又避免了一步法过程中的变换反应，从而实现二甲醚优质、高产、低耗的生产。中小化肥企业的设备稍加改造，即可成为二甲醚生产的主导企业。