專利名稱：導(dǎo)入甲醇的合成氣－二甲醚一步轉(zhuǎn)化法的制作方法
本申請(qǐng)沒有可引用的交叉引證文獻(xiàn)本發(fā)明是受約于DOE合同DE-FC22-95PC93052而完成的因而由此而產(chǎn)生的發(fā)明權(quán)屬于政府。
合成氣(含氫和一氧化碳的一種氣體并常稱為“合成氣”)轉(zhuǎn)化為二甲醚(DME)的一步法，作為煤的間接液化、天然氣的利用和合成液體燃料或燃料添加劑生產(chǎn)的一條途徑是非常吸引人的。在同一反應(yīng)器內(nèi)將合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇然后甲醇又轉(zhuǎn)化為二甲醚，合成氣的這一整個(gè)轉(zhuǎn)化過程擺脫了單獨(dú)合成甲醇的熱力學(xué)所施加的平衡約束。先有技術(shù)已經(jīng)公開了若干工藝流程，其中許多是采用氣相固定床反應(yīng)器。這些流程中所用的雙功能催化劑體系，或是兼具甲醇合成和甲醇脫水生成二甲醚催化活性的單一催化劑，或是甲醇合成和甲醇脫水催化劑的混合床。但是，使用液相反應(yīng)器，如淤漿鼓泡柱式反應(yīng)器(SBCR)的液相工藝，在傳熱(可轉(zhuǎn)變?yōu)楣に囆?、操作性和催化劑替換等方面具有明顯優(yōu)點(diǎn)。因此，迫切要求采用液相技術(shù)將合成氣轉(zhuǎn)化為二甲醚。
液相合成氣轉(zhuǎn)化為DME的工藝面臨一個(gè)問題，即工業(yè)上用的甲醇合成催化劑CuO/ZnO/Al2O3與大多數(shù)(如果不是全部的話)甲醇脫水的有效催化劑之間存在著有害的相互作用。這種有害相互作用的證據(jù)就是其中的一種或兩種催化劑失去活性。(“液相合成氣轉(zhuǎn)化為DME的反應(yīng)中催化劑失活的新機(jī)理”，X.D.Peng，B.A.Toseland，R.P.Underwood，《表面科學(xué)與催化劑研究》，第111卷，第175頁，1997)。先有技術(shù)沒有公開過任何一種在整個(gè)具有工業(yè)價(jià)值的條件范圍內(nèi)表現(xiàn)出可接受的催化穩(wěn)定性的甲醇脫水催化劑。再則，先有技術(shù)也沒有公開過用于將合成氣轉(zhuǎn)化為二甲醚的單粒子、雙功能而又不受到有害相互作用的催化劑。
由于沒有一種單一的或混合的催化劑可以獲取可接受的催化劑壽命，工業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)就是設(shè)法對(duì)液相合成氣-DME法的工藝進(jìn)行改進(jìn)，以便利用現(xiàn)有的催化劑體系獲取可接受的催化劑壽命和穩(wěn)定性。再則，還要求這種改進(jìn)不會(huì)明顯削弱整個(gè)工藝的產(chǎn)率和選擇性。本發(fā)明就是涉及這樣一種改進(jìn)，其中包含向DME反應(yīng)器中導(dǎo)入含甲醇的氣流，使得在整個(gè)DME反應(yīng)器中甲醇的濃度維持大于1.0％，通常在4.0％～8.0％之間。這使反應(yīng)器處于富含甲醇的氣氛中，從而有助于提高催化劑體系的穩(wěn)定性。
先有技術(shù)公開了合成氣轉(zhuǎn)化為二甲醚的氣相和液相的一步法。大多數(shù)此類方法本身都沒有涉及催化劑的失活。而更重要的是，其中沒有一種方法公開過提高反應(yīng)器中甲醇濃度會(huì)有利于催化劑的穩(wěn)定性。
署名Haldor-Topsoe的美國專利4,536,485認(rèn)為醇脫水催化劑失活的問題是由于碳?xì)浠衔锏慕够蚓酆?。這篇參考文獻(xiàn)提出了一種處理方法，按照這種方法，使催化劑上引發(fā)焦化和聚合的最強(qiáng)的酸性點(diǎn)有選擇地中毒。但是，這種失活機(jī)理不同于上述甲醇合成催化劑與甲醇脫水催化劑之間相互作用的機(jī)理。即使是不會(huì)引發(fā)碳?xì)浠衔锝够蚓酆系拿撍呋瘎┮踩匀粫?huì)對(duì)甲醇合成催化劑產(chǎn)生負(fù)面作用，從而造成其中的一種或兩種催化劑的失活。
KoKai的專利申請(qǐng)3-181435中公開了一種合成氣轉(zhuǎn)化為DME的液相方法，并引證說明其好處在于因?qū)υ现械亩疚锞哂休^強(qiáng)的抵抗力以及對(duì)與固定床方法有關(guān)的催化劑的磨耗問題具有免除性而延長了催化劑的壽命。因甲醇合成催化劑與甲醇脫水相之間的相互作用而使催化劑活性喪失的問題在該參考文獻(xiàn)中并未提及，同時(shí)該參考文獻(xiàn)也沒有提及向DME反應(yīng)器中導(dǎo)入甲醇的問題。
合成氣轉(zhuǎn)化為的DME催化劑體系的失活問題在公開發(fā)表的文獻(xiàn)中已引起一些關(guān)注。Dybkjaer和Hansen(“天然氣轉(zhuǎn)化IV”，《表面科學(xué)與催化研究》，第107卷，第99頁，1997，Elsevier Science B.V.)指出，二氧化碳相對(duì)一氧化碳的低比例對(duì)于由他們所開發(fā)的氣相法至關(guān)重要。尤其是，該參考文獻(xiàn)指出，對(duì)于甲醇或DME的生產(chǎn)而言，合成氣所要求的性質(zhì)是二氧化碳與一氧化碳間相對(duì)低的比例，并指出，高濃度的二氧化碳會(huì)導(dǎo)致不利的平衡，會(huì)使粗產(chǎn)物中的含水量提高，會(huì)導(dǎo)致低的反應(yīng)速度以及加速催化劑失活。該參考文獻(xiàn)也沒有指出，向DME反應(yīng)器中導(dǎo)入甲醇可以作為改善催化劑穩(wěn)定性的一種手段。
Xu等人(《應(yīng)用催化A概論149》，1997，第303～309頁)指出，在氣相法甲醇轉(zhuǎn)化為DME的反應(yīng)的原料中提高氫氣的濃度會(huì)改善其Pd/SiO2催化劑的穩(wěn)定性。再則，他們所解釋的失活機(jī)理是碳或碳?xì)浠衔锏某练e。這無論如何他沒有提及任何原料組成對(duì)于因甲醇合成與甲醇脫水催化劑之間相互作用而引起的失活程度的影響。
署名Haldor-Topsoe的WO 96/23755專利申請(qǐng)中，公開了一種合成氣轉(zhuǎn)化為DME的氣相方法，其中由于反應(yīng)器后分離工藝中遺留的甲醇使整個(gè)反應(yīng)器原料中存在著痕量(在實(shí)施例中為0.13％或更低)甲醇；在該后分離工藝中，未反應(yīng)的合成氣與反應(yīng)器流出液分離并循環(huán)回到DME反應(yīng)器中去。(在該參考文獻(xiàn)中，在整個(gè)實(shí)際的DME反應(yīng)器中的甲醇濃度情況是未知的，而只知道其實(shí)施例中在反應(yīng)器流出液中的甲醇濃度為2.05％或更低)。與DME反應(yīng)器中甲醇濃度有關(guān)的這種痕量甲醇的無意循環(huán)既不應(yīng)認(rèn)為是這種DME氣相法的有利方面，也不應(yīng)認(rèn)為該參考文獻(xiàn)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到DME反應(yīng)器中的甲醇濃度與雙功能催化劑體系穩(wěn)定性之間存在相關(guān)性。這是不足為奇的，因?yàn)橹划?dāng)DME方法在液相中進(jìn)行時(shí)催化劑的相互作用問題通常才更為嚴(yán)重。。事實(shí)上，WO96/23755專利申請(qǐng)中公開的方法是在另外的反應(yīng)器中將副產(chǎn)物甲醇轉(zhuǎn)化成DME的，而不是將它循環(huán)回合成氣轉(zhuǎn)化為DME的反應(yīng)器中去的。
本發(fā)明涉及在單個(gè)步驟中將合成氣轉(zhuǎn)化為二甲醚(DME)的一步法工藝，該方法包括使合成氣與具有甲醇合成功能和甲醇脫水功能的雙功能催化劑體系接觸。具體說，本發(fā)明是對(duì)所說提高雙功能催化劑體系穩(wěn)定性的一種改進(jìn)，尤其是當(dāng)該方法是在液相中進(jìn)行時(shí)。本發(fā)明的改進(jìn)包含將含甲醇的氣流導(dǎo)入DME反應(yīng)器中，使得整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在大于1.0％、通常在4.0％～8.0％濃度范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，含甲醇的氣流包含至少一部分來自DME反應(yīng)器的副產(chǎn)物甲醇，使得所說部分的副產(chǎn)物甲醇以循環(huán)氣流方式被導(dǎo)入DME反應(yīng)器中。
本發(fā)明這種向DME反應(yīng)器中導(dǎo)入甲醇的方法在先有技術(shù)中是沒有提到過的。這是不足為奇的，因?yàn)?i)甲醇對(duì)雙功能催化劑體系的穩(wěn)定作用先前還未被認(rèn)識(shí)，(ii)維持反應(yīng)器中高濃度甲醇的做法是反直覺的，因?yàn)榧状紝?duì)甲醇合成平衡有某種負(fù)作用因而對(duì)總產(chǎn)率也有不利影響。
本發(fā)明的關(guān)鍵在于通過深入研究認(rèn)識(shí)到(i)甲醇合成與甲醇脫水功能之間有害的相互作用是合成氣轉(zhuǎn)化DME液相條件下催化劑失活的原因；(ii)維持反應(yīng)器處于富含甲醇的氣氛條件可以緩和這種有害的相互作用。


圖1是說明本發(fā)明方法的流程示意圖。
本發(fā)明參閱圖1予以詳盡說明。現(xiàn)參閱圖1說明本發(fā)明所涉及的方法，該方法將含氫和一氧化碳的合成氣原料氣流〔10〕的原料轉(zhuǎn)化成包含二甲醚(DME)、未反應(yīng)合成氣和副產(chǎn)物甲醇、二氧化碳及水的流出液流〔16〕。該方法是一步法，其中包含使DME反應(yīng)器〔R1〕中的合成氣原料〔10〕與具有甲醇合成功能和甲醇脫水功能的雙功能催化劑體系接觸。本發(fā)明是對(duì)這種方法的改進(jìn)，目的在于提高雙功能催化劑體系的穩(wěn)定性，這種改進(jìn)包含向DME反應(yīng)器中導(dǎo)入含甲醇的氣流〔12〕，使得整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在大于1.0％而優(yōu)選的為3.0％～15.0％的濃度。這使反應(yīng)器保持在富含甲醇的氣氛中，從而有助于維持催化劑體系的活性。盡管圖1中顯示含甲醇的氣流〔12〕是與合成氣原料氣流〔10〕混合之后導(dǎo)入到DME反應(yīng)器中的(為簡化起見混合設(shè)備在圖中未予顯示)，但含甲醇的氣流〔12〕也可單獨(dú)以原料氣流的方式直接導(dǎo)入DME反應(yīng)器中。
如圖1中以氣流12a所表示的那樣，含甲醇的氣流〔12〕可含有至少一部分副產(chǎn)物甲醇，它是由反應(yīng)器流出液剩余物〔18〕中經(jīng)適當(dāng)分離(為簡化起見，分離設(shè)備未予顯示)后得到的，這樣，所說的這部分副產(chǎn)物甲醇就作為循環(huán)利用的氣流被導(dǎo)入DME反應(yīng)器中。在此過程中，氣流〔12a〕還可含有未反應(yīng)的合成氣和/或副產(chǎn)物二氧化碳和/或副產(chǎn)物水，這是又經(jīng)過一次適當(dāng)分離后由反應(yīng)器流出液的剩余物〔18〕中得到的。
如圖1中以氣流〔12b〕所表示的那樣，含甲醇的氣流〔12〕還可含有補(bǔ)充的甲醇。該補(bǔ)充的甲醇可另外加入，或代替副產(chǎn)物甲醇。
當(dāng)DME方法是在液相或淤漿相中進(jìn)行時(shí)本發(fā)明特別適用，這時(shí)合成氣是與含惰性液體介質(zhì)的液相反應(yīng)器(如淤漿鼓泡柱式反應(yīng)器)中粉狀的催化劑體系接觸的。這是因?yàn)楫?dāng)DME方法在液相中進(jìn)行時(shí)催化劑相互作用問題通常更顯重要。對(duì)于氣相DME法中催化劑相互作用嚴(yán)重的場(chǎng)合，本發(fā)明的反應(yīng)器也可作為一種氣相反應(yīng)器使用，例如填充床反應(yīng)器或噴淋床反應(yīng)器。
雙功能催化劑體系可以是包含(i)和(ii)催化劑的物理混合物，其中(i)是基于一種或多種選自銅、鋅、鋁、鋯和鉻化合物的甲醇合成催化劑，(ii)是基于固體酸性物質(zhì)的甲醇脫水催化劑。該催化劑也可以是兼具甲醇合成和甲醇脫水功能的單一催化劑。
本發(fā)明方法優(yōu)選的操作條件是壓力范圍為約200磅/英寸2〔表壓〕～2000磅/英寸2〔表壓〕，更優(yōu)選的為約400磅/英寸2〔表壓〕～約1500磅/英寸2〔表壓〕；溫度范圍為約200℃～約350℃；空間流速為每小時(shí)每公斤催化劑超過50標(biāo)準(zhǔn)立升的合成氣，更優(yōu)選的為約1,500～約10,000標(biāo)準(zhǔn)立升合成氣/公斤催化劑/小時(shí)。
在本發(fā)明的方法中，新鮮的原料氣通常包含氫、一氧化碳、二氧化碳、水以及往往還含有惰性氣體，如氮?dú)夂虲H4。氣體組成的變動(dòng)范圍可以很寬。H2∶CO之比范圍為0.1∶1～10∶1，優(yōu)選的為0.3∶1～2∶1。在原料氣中H2O和CO2的濃度范圍為0～20摩爾％，但優(yōu)選的為分別低于10摩爾％和5摩爾％。最佳的組成是反應(yīng)器溫度、反應(yīng)器壓力、空間流速、甲醇合成與甲醇脫水間的相對(duì)活性以及產(chǎn)率與催化劑穩(wěn)定之間的權(quán)衡等的函數(shù)。
導(dǎo)入甲醇對(duì)催化劑體系穩(wěn)定性的正面作用在以下實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。全部輪次的實(shí)驗(yàn)都是在250℃和750磅/英寸2〔表壓〕條件下的一個(gè)300ml不銹鋼高壓反應(yīng)器中進(jìn)行的。原料氣和產(chǎn)物氣通過氣相色譜法進(jìn)行分析。催化劑體系是用8g的工業(yè)用甲醇合成催化劑和2g甲醇脫水催化劑懸浮于120g礦物油中配制成的。各輪次實(shí)驗(yàn)所用的甲醇合成催化劑都采用含2％H2的N2和標(biāo)準(zhǔn)線性升溫條件(約24小時(shí)內(nèi)從室溫升至240℃)進(jìn)行就地還原，隨后將合成氣導(dǎo)入反應(yīng)器。每次實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)間一般為180小時(shí)。
上述反應(yīng)器只允許一次性操作。因此，采用導(dǎo)入補(bǔ)充甲醇的方法作為與副產(chǎn)物甲醇的對(duì)照，以便證明富含甲醇的環(huán)境對(duì)催化劑體系的有效作用。采用液體注射泵將甲醇導(dǎo)入原料氣中。甲醇在匯入合成氣原料并進(jìn)入反應(yīng)器之前先經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)成氣體。
催化劑體系穩(wěn)定性的測(cè)定方法是根據(jù)甲醇合成速度常數(shù)Km經(jīng)初始值歸一化后隨氣流通入時(shí)間的速度下降來確定的。采用以下動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算速度常數(shù)Rm=kmfH22/3fCO1/3(1-appr.)]]>〔摩爾/kg-催化劑/小時(shí)〕式中f代表有效壓力，appr.是逼近反應(yīng)平衡。脫水催化劑的失活無關(guān)緊要，因?yàn)樵诮咏虻陀诩状己铣纱呋瘎┑氖Щ钏俾氏滤偸且Щ畹摹?br> 實(shí)施例1在相似條件下進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，采用由30％H2、66％CO、3％CO2和1％N2組成的原料氣，以磷酸鋁樣品作為脫水催化劑，氣體時(shí)空速度為2000。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的唯一差別在于，在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中以18.5標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分鐘(sccm)的流率導(dǎo)入甲醇，使得整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在4.2摩爾％的濃度。(應(yīng)當(dāng)指出，在液相DME反應(yīng)器中，例如本發(fā)明所用的那種反應(yīng)器中，甲醇的濃度基本上是完全均勻分布的，這是由于反應(yīng)器攪拌動(dòng)力學(xué)所致)。在不導(dǎo)入甲醇的條件下，甲醇合成催化劑的失活速率是每小時(shí)0.14％。在導(dǎo)入甲醇的條件下，失活速率下降到每小時(shí)0.05％。這個(gè)速度是甲醇合成催化劑固有的失活速率。也就是說，由于導(dǎo)入甲醇，體系達(dá)到它最佳的穩(wěn)定狀態(tài)。
實(shí)施例2進(jìn)行兩個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)不導(dǎo)入甲醇而另一個(gè)則導(dǎo)入甲醇。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的原料氣均由35％H2、51％CO、13％CO2和1％N2組成，并采用磷酸鋁樣品作為脫水催化劑，氣體時(shí)空流速為6000。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，甲醇導(dǎo)入流率為105.5sccm，以便使整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在12.4摩爾％。在不導(dǎo)入甲醇的實(shí)驗(yàn)中，甲醇合成催化劑的失活速率為每小時(shí)0.11％，而導(dǎo)入甲醇的實(shí)驗(yàn)中失活速率下降至每小時(shí)0.06％。
實(shí)施例3進(jìn)行兩個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)不導(dǎo)入甲醇而另一個(gè)則導(dǎo)入甲醇。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的原料氣均由40％H2、59％CO和1％N2組成，采用磷酸鋁樣品作為脫水催化劑，氣體時(shí)空流速為1600。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，甲醇導(dǎo)入流率為13.3sccm，以便使整個(gè)DME反應(yīng)器的甲醇濃度維持在6.3摩爾％的濃度。沒有導(dǎo)入甲醇條件下的甲醇合成催化劑的失活速率為每小時(shí)0.16％，導(dǎo)入甲醇條件下的失活速率降至為每小時(shí)0.04％。在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的總產(chǎn)率，以每公斤催化劑、每小時(shí)的甲醇摩爾數(shù)加上兩倍DME摩爾數(shù)表示，分別為11和12。
實(shí)施例4進(jìn)行兩個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)不導(dǎo)入甲醇而另一個(gè)則導(dǎo)入甲醇。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的原料氣均由16％H2、74％CO、6％CO2和1％N2組成，采用磷酸鋁樣品作為脫水催化劑，氣體時(shí)空流速為6000。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，甲醇導(dǎo)入的速率為78sccm，以便使整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在4.3摩爾％的濃度。沒有導(dǎo)入甲醇條件下的甲醇合成催化劑的失活速率為每小時(shí)0.20％，導(dǎo)入甲醇條件下的失活速率降至每小時(shí)0.05％。
實(shí)施例5進(jìn)行兩個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)不導(dǎo)入甲醇而另一個(gè)則導(dǎo)入甲醇。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的原料氣均由17.7％H2、64.1％CO、10％CO2和8％N2組成，采用磷酸鋁樣品作為脫水催化劑，氣體時(shí)空流速為6000。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，甲醇導(dǎo)入的速率為46.1sccm，以便使整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在3.0摩爾％的濃度。沒有導(dǎo)入甲醇條件下的甲醇合成催化劑的失活速率為每小時(shí)0.58％，導(dǎo)入甲醇條件下的失活速率降至每小時(shí)0.05％。
實(shí)施例6進(jìn)行兩個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)不導(dǎo)入甲醇而另一個(gè)則導(dǎo)入甲醇。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的原料氣均由30％H2、66％CO、3％CO2和1％N2組成，采用g-氧化鋁樣品作為脫水催化劑，氣體時(shí)空流速為6000。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，甲醇導(dǎo)入的速率為138sccm，以便使整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在7.3摩爾％的濃度。沒有導(dǎo)入甲醇條件下的甲醇合成催化劑的失活速率為每小時(shí)0.20％，導(dǎo)入甲醇條件下的失活速率降至每小時(shí)0.05％。
正如以上實(shí)施例所表明，向本發(fā)明的合成氣轉(zhuǎn)化為DME的反應(yīng)器中導(dǎo)入甲醇使催化劑的失活速率降到甲醇合成催化劑固有的失活速率水平上。因此，該催化劑體系運(yùn)行過程中不產(chǎn)生因甲醇合成催化劑與甲醇脫水催化劑間的有害相互作用而引起的額外失活。確實(shí)，向原料氣中導(dǎo)入甲醇對(duì)產(chǎn)率會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，這是因?yàn)樗鼘?duì)甲醇的合成平衡造成負(fù)面沖擊。但是，如果正確地選擇條件，這種負(fù)面影響可忽略不計(jì)，正如實(shí)施例3所揭示的那樣。這種條件包括最佳的合成氣的組成、操作條件(反應(yīng)器、溫度、壓力和空間速度)以及甲醇合成相對(duì)于甲醇脫水的相對(duì)活性。
權(quán)利要求
1.將包含含有氫和一氧化碳的合成氣原料氣的原料轉(zhuǎn)化為包含二甲醚和副產(chǎn)物甲醇的流出液氣流的一種方法；其中所說的方法是一步法，包含使二甲醚反應(yīng)器中的合成氣原料與一種兼具甲醇合成功能與甲醇脫水功能的雙功能催化劑體系接觸，對(duì)所說方法的進(jìn)行改進(jìn)，包括向二甲醚反應(yīng)器中導(dǎo)入含甲醇的氣流以便使整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在大于1.0％的濃度。
2.權(quán)利要求1的方法，其中該方法是在液相中進(jìn)行的，以便使合成氣與含惰性液體介質(zhì)的液相反應(yīng)器中的粉狀催化劑體系接觸。
3.權(quán)利要求1的方法，其中在整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在3.0％～15.0％。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在4.0％～8.0％。
5.權(quán)利要求1的方法，其中導(dǎo)入到二甲醚反應(yīng)器中的含甲醇的氣流包含至少一部分副產(chǎn)物甲醇，以便使所說部分的副產(chǎn)物甲醇作為循環(huán)利用的氣流被導(dǎo)入到DME反應(yīng)器中。
6.權(quán)利要求5的方法，其中由二甲醚反應(yīng)器中流出的液流還包含含有氫和一氧化碳的未反應(yīng)合成氣，且其中被引入二甲醚反應(yīng)器中的含甲醇的氣流還包含至少一部分未反應(yīng)的合成氣。
7.權(quán)利要求6的方法，其中從二甲醚反應(yīng)器中流出的液流中還包含副產(chǎn)物二氧化碳和副產(chǎn)物水，且其中導(dǎo)入到二甲醚反應(yīng)器中的含甲醇?xì)饬鬟€包含至少一部分副產(chǎn)物二氧化碳和副產(chǎn)物水。
8.權(quán)利要求1的方法，其中含甲醇的氣流包含補(bǔ)充的甲醇。
9.權(quán)利要求1的方法，其中含甲醇的氣流包含至少一部分副產(chǎn)物甲醇和補(bǔ)充的甲醇。
10.權(quán)利要求1的方法，其中含甲醇的氣流是在該含甲醇?xì)饬髋c合成氣原料氣流混合之后再導(dǎo)入二甲醚反應(yīng)器中去的。
11.權(quán)利要求1的方法，其中含甲醇的氣流是作為單獨(dú)的原料氣流直接導(dǎo)入到二甲醚反應(yīng)器中去的。
12.權(quán)利要求1的方法，其中該方法是在由填充床反應(yīng)器或噴淋床反應(yīng)器構(gòu)成的氣相反應(yīng)器的氣相中進(jìn)行的。
全文摘要
公開了一種將合成氣轉(zhuǎn)化為二甲醚(DME)的一步法,包括使合成氣與兼具甲醇合成和甲醇脫水的雙功能催化劑體系接觸。本發(fā)明是對(duì)所說方法的改進(jìn),以使提高雙功能催化劑體系的穩(wěn)定性,尤其當(dāng)該方法在液相中進(jìn)行時(shí)。其改進(jìn)包括向DME反應(yīng)器中導(dǎo)入含甲醇的氣流,以便使整個(gè)DME反應(yīng)器中的甲醇濃度維持在大于1.0%、一般為4.0%～8.0%的濃度。在一個(gè)實(shí)施方案中,含甲醇的氣流包含至少一部分來自DME反應(yīng)器的副產(chǎn)物甲醇,以便使所說部分的副產(chǎn)物甲醇作為循環(huán)氣流導(dǎo)入DME反應(yīng)器中。
文檔編號(hào)C07C41/01GK1259509SQ9912642
公開日2000年7月12日 申請(qǐng)日期1999年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月17日
發(fā)明者彭向東, A·W·王, B·A·托瑟蘭德 申請(qǐng)人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司