Способ получения диметилового эфира и подходящее для этого устройство

1. Способ получения диметилового эфира посредством каталитической дегидратации метанола и обработки продукта дегидратации посредством дистилляции, отличающийся тем, что каталитическую дегидратацию проводят по меньшей мере в двух реакционных ступенях, соединенных последовательно, из которых по меньшей мере первую реакционную ступень эксплуатируют в адиабатическом режиме, и охлаждение продукта реакции проводят по меньшей мере между первой реакционной ступенью и второй реакционной ступенью.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают наличие двух реакционных ступеней, которые эксплуатируют в адиабатическом режиме.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают наличие двух реакционных ступеней, из которых первую реакционную ступень эксплуатируют в адиабатическом режиме, и вторую, последующую реакционную ступень эксплуатируют в неадиабатическом режиме.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каталитическую дегидратацию метанола проводят в двух работающих в адиабатическом режиме реакционных ступенях, соединенных последовательно, и температура реакции в реакционных ступенях в каждом случае находится в диапазоне от 200 до 400°С, предпочтительно от 250 до 370°С.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что температуру реакционной смеси между реакционными ступенями понижают до 200-300°С.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию в реакционных ступенях осуществляют по меньшей мере в двух работающих в адиабатическом режиме реакторах, соединенных последовательно, и охлаждение продукта реакции проводят по меньшей мере между двумя работающими в адиабатическом режиме реакторами.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию в реакционных ступенях проводят в работающем в адиабатическом режиме реакторе, который содержит по меньшей мере два слоя катализатора, соединенных последовательно, между которыми расположен охлаждающий аппарат для промежуточного охлаждения реакционной смеси из предшествующего слоя катализатора.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что промежуточное охлаждение реакционной смеси проводят посредством применения теплообменников и/или посредством введения охлаждающей жидкости непосредственно в реакционную смесь.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что охлаждающая жидкость выбрана из группы, состоящей из метанола, DME, воды и смесей двух или трех таких компонентов.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают наличие трех работающих в адиабатическом режиме реакционных ступеней, соединенных последовательно, и вводят жидкий метанол в качестве охлаждающего средства в реакционную смесь между первой и второй реакционными ступенями, и при этом охлаждение реакционной смеси осуществляют посредством теплообменника, который расположен между второй и третьей реакционными ступенями и через который пары метанола, применяемые для дегидратации, предпочтительно подают в качестве охлаждающей среды.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают наличие работающего в адиабатическом режиме реактора, который содержит три слоя катализатора, соединенных последовательно, устройство для введения жидкого метанола в реакционную смесь между первым и вторым слоями катализатора, а также теплообменник, предпочтительно пластинчатый теплообменник, между вторым и третьим слоями катализатора для охлаждения реакционной смеси перед ее входом в третий слой катализатора.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение продукта реакции между реакционными ступенями осуществляют посредством теплообменника, через который пары метанола, применяемые для дегидратации, подают в качестве охлаждающей среды.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для дегидратации применяют кислотный и твердый катализатор, предпочтительно оксид алюминия.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционную смесь, поступающую из последней реакционной ступени, обрабатывают в колонне для получения DME, в которой диметиловый эфир отделяют от реакционной смеси посредством дистилляции с остатком кубового продукта, который подают из колонны для получения DME в колонну для получения метанола, где его разделяют посредством дистилляции на поток метанола и водосодержащий кубовый продукт, и поток метанола необязательно повторно вводят в одну или несколько из реакционных ступеней получения DME.
15. Аппарат для получения диметилового эфира посредством каталитической дегидратации метанола, который содержит элементы:
A) по меньшей мере два реактора (1а, 1b) для получения DME, соединенных последовательно, из которых по меньшей мере первый реактор для получения DM Ε эксплуатируется в адиабатическом режиме,
B) охлаждающий аппарат (2), расположенный между по меньшей мере первым реактором для получения DME и вторым реактором для получения DME, для охлаждения реакционной смеси из реактора (1а), расположенного перед охлаждающим аппаратом (2),
C) колонну (3) для получения DME, соединенную с последним реактором (1b), для отделения диметилового эфира от реакционной смеси и
D) колонну (4) для получения метанола, соединенную с кубом колонны (3) для получения DME, для разделения реакционной смеси, из которой был удален диметиловый эфир, на метанол и воду.
16. Аппарат для получения диметилового эфира посредством каталитической дегидратации метанола, который содержит элементы:
А') по меньшей мере один реактор для получения DME, в котором расположены по меньшей мере две реакционные ступени, соединенные последовательно, из которых по меньшей мере первая реакционная ступень эксплуатируется в адиабатическом режиме,
В') охлаждающий аппарат (2), расположенный между по меньшей мере первой реакционной ступенью и второй реакционной ступенью, для охлаждения реакционной смеси из реакционной ступени, расположенной перед охлаждающим аппаратом,
С') колонну (3) для получения DME, соединенную с последней реакционной ступенью, для отделения диметилового эфира от реакционной смеси и
D') колонну (4) для получения метанола, соединенную с кубом колонны (3) для получения DME, для разделения реакционной смеси, из которой был удален диметиловый эфир, на метанол и воду.
17. Аппарат по п. 16, отличающийся тем, что он содержит работающий в адиабатическом режиме реактор для получения DME, в котором предусмотрены два слоя катализатора, соединенные последовательно, и охлаждающий аппарат, который служит для промежуточного охлаждения реакционной смеси из предшествующего слоя катализатора.
18. Аппарат по п. 17, отличающийся тем, что реактор для получения DME представляет собой вертикальный реактор шахтного типа.
19. Аппарат по любому из пп. 15 или 16, отличающийся тем, что охлаждающий аппарат (2) представляет собой теплообменник и/или аппарат для введения охлаждающей жидкости в реакционную смесь.
20. Аппарат по любому из пп. 15 или 16, отличающийся тем, что метанол из колонны (4) для получения метанола повторно вводится в первый работающий в адиабатическом режиме реактор (1а) для получения DME или в первую работающую в адиабатическом режиме реакционную ступень реактора для получения DME.
21. Аппарат по любому из пп. 15 или 16, отличающийся тем, что охлаждающий аппарат (2) представляет собой теплообменник, через который пары метанола, применяемые для дегидратации, подаются в качестве охлаждающей среды.