化工工藝第期第期第期

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1、二甲醚的生產(chǎn)方法最早是由高壓甲醇生產(chǎn)中的副產(chǎn)品精餾后制得，隨著低壓合成甲醇技術(shù)的廣泛應(yīng)用，副反應(yīng)大大減少，二甲醚的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)很快發(fā)展到甲醇脫水或合成氣直接合成工藝。甲醇脫水法包括液相甲醇法和氣相甲醇法，前者的反應(yīng)在液相中進(jìn)行，甲醇經(jīng)濃硫酸脫水而制得，但因該法存在裝置規(guī)模小、設(shè)備易腐蝕、環(huán)境污染、操作條件惡劣等問(wèn)題，逐步被淘汰。近年來(lái)，二甲醚的需求量增長(zhǎng)較大，各國(guó)又相繼開(kāi)發(fā)投資省、操作條件好、無(wú)污染的新工藝，主要包括二步法和一步法。????二步法先由合成氣制取甲醇，然后將甲醇在催化劑下脫水制取二甲醚。以前主要采

2、用硫酸作催化劑，現(xiàn)在大多采用由γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子篩作催化劑，性能優(yōu)良，選擇性好，故能制備出高純的二甲醚，還能避免污染。????一步法由合成氣直接制取二甲醚，包括合成氣進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)完成甲醇合成與甲醇脫水兩個(gè)反應(yīng)和水-煤氣變換反應(yīng)，產(chǎn)物為甲醇與二甲醚的混合物，混合物經(jīng)蒸餾分離得二甲醚，未反應(yīng)的甲醇返回反應(yīng)器。一步法多采用雙功能催化劑，一般由兩類催化劑混合而成，其中一類為合成甲醇催化劑，另一類為甲醇脫水催化劑。合成甲醇催化劑包括Cu-Zn-Al(O)基催化劑，如BASF、S3-85和I-

3、CI-512等。甲醇脫水催化劑有氧化鋁、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、絲光沸石等。一步法根據(jù)反應(yīng)器類型分為固定床和漿態(tài)床兩種。????一步法制二甲醚的反應(yīng)可分為以下幾步：??????CO+H2—>CH3OH????????-ΔH=90.7kJ/mol??????(1)2CH3OH—>CH3OCH3+H2O????-ΔH=23.5kJ/mol??????(2)????CO+H2O—>CO2+H2??????-ΔH=41.2kJ/mol????????(3)????總反應(yīng)式：3CO+3H2

4、—>CH3OCH3+CO2??-ΔH=246.1kJ/mol??(4)????一步法與二步法相比較，各有優(yōu)勢(shì)。一步法中CO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于二步法，但在一步法中，由于三個(gè)反應(yīng)必須同時(shí)發(fā)生，且三個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，這就要求所用的催化劑有很好的耐熱性，在高溫下具有高選擇性，反應(yīng)器要求更高。一步法生產(chǎn)的二甲醚一般用作醇醚燃料，若想生產(chǎn)高純度，還需進(jìn)一步分離提純。二步法的轉(zhuǎn)化率雖然不如一步法高，但是它具有生產(chǎn)工藝成熟，裝置適應(yīng)性廣，后處理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，既可直接建在甲醇生產(chǎn)廠，也可建在其它公用設(shè)施好的非甲醇生產(chǎn)廠，如合成氨廠。

5、與一步法相比，二步法合成流程稍長(zhǎng)，但兩類催化劑裝在不同反應(yīng)器，互不干擾。????根據(jù)反應(yīng)過(guò)程的相態(tài)和工藝特點(diǎn)來(lái)分，合成氣一步法制二甲醚工藝主要有兩相法和三相法之分。兩相法又稱氣相法（GPDME），三相法又稱液相法（LPDME）。氣相法主要在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，合成氣在固體催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)，如果使用富碳合成氣，則催化劑表面會(huì)很快結(jié)炭而失活，因此氣相法只能使用富氫合成氣（H2/CO遠(yuǎn)大于2），并在低轉(zhuǎn)化率情況下操作（未反應(yīng)的合成氣大量循環(huán)）。氣相法主要技術(shù)工藝有丹麥托普索公司的TIGAS法和日本三菱重工業(yè)公司與C

6、OSMO石油公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的ASMTG法。液相法主要在漿態(tài)反應(yīng)器中進(jìn)行，CO、H2和二甲醚為氣相，惰性溶劑為液相，懸浮于溶劑中的催化劑細(xì)粉為固相。由于液相的熱容大，因此液相法很容易實(shí)現(xiàn)恒溫操作，而且催化劑顆粒表面為溶劑所包圍，結(jié)炭現(xiàn)象大為緩解，因此可使用富碳合成氣為原料。這個(gè)一般分為汽化,凈化,合成,精餾四個(gè)步驟:用天然氣一般用轉(zhuǎn)化法(二段)教好!用天然氣和氧氣水蒸氣生成CO和H2!然后將生成的氣體經(jīng)過(guò)凈化(變換,脫硫,脫碳),然后調(diào)整其壓力進(jìn)合成塔,出來(lái)后冷卻,然后在經(jīng)過(guò)醇分進(jìn)精餾塔提純相轉(zhuǎn)移催化制的定義：在有

7、機(jī)合成中常遇到非均相有機(jī)反應(yīng)，這類反應(yīng)的通常速度很慢，收率低，反應(yīng)不完全的缺點(diǎn)。但如果用水溶性無(wú)機(jī)鹽，用極性小的有機(jī)溶劑溶解有機(jī)物，并加入少量（0.05mol以下）的季銨鹽或季磷鹽，反應(yīng)則很容易進(jìn)行，這類能促使提高反應(yīng)速度并在兩相間轉(zhuǎn)移負(fù)離子的鎓鹽，稱為相轉(zhuǎn)移催化劑。第二組的實(shí)驗(yàn)方案:通過(guò)查詢相關(guān)資料，可以知道利用二乙二醇二甲醚催化氧化制備苯甲酸的最佳用量為0.16g，所以我們組催化制的用量分別為0.1g，0.14g,0.16g,0.2g。實(shí)驗(yàn)儀器：三口瓶，回流冷凝器，電動(dòng)攪拌裝置，加熱器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：分四組分別向

8、三口瓶中加入最佳配比的苯甲酸和高錳酸鉀，再加入0.1g，0.14g,0.16g,0.2g的二乙二醇二甲醚，然后加入少量沸石，按照實(shí)驗(yàn)圖安裝實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行加熱，直到苯甲醇接近消失，并回流液中不再有油珠產(chǎn)生為止，記錄從開(kāi)始加熱到此時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，然后將反應(yīng)液趁熱過(guò)濾，并用少量熱水洗滌濾渣，再合并洗滌液和濾液，加入NaHSO3固體，使溶液至無(wú)色，再進(jìn)行過(guò)濾，酸化，抽濾，洗滌，火烘，稱量，分別記