Способ и установка для получения диметилового эфира и диоксида углерода

1. Способ (100) получения диметилового эфира, в котором формируют реакционное сырье, содержащее водород и монооксид углерода, и осуществляют прямой синтез диметилового эфира из реакционного сырья с получением неочищенного продукта, содержащего диметиловый эфир, воду, метанол, диоксид углерода, монооксид углерода и водород, где неочищенный продукт или его часть в качестве сырья для разделения подвергают разделению, при котором по меньшей мере преобладающую часть диметилового эфира, воды и метанола и меньшую часть монооксида углерода и водорода выделяют из сырья для разделения с образованием промежуточной смеси, которая содержит диоксид углерода, монооксид углерода и водород и имеет низкий или нулевой уровень содержания диметилового эфира, воды и метанола, отличающийся тем, что при разделении обеспечивают образование промежуточной смеси в жидкой форме, тем, что по меньшей мере преобладающую часть диоксида углерода отделяют от промежуточной смеси или ее части с получением фракции диоксида углерода, содержащей преимущественно или исключительно диоксид углерода, и остаточной смеси, содержащей монооксид углерода и водород и имеющей низкое содержание диоксида углерода или не содержащей диоксид углерода, тем, что по меньшей мере остаточную смесь или ее часть используют при формировании реакционного сырья, и тем, что реакционное сырье формируют таким образом, что молярное отношение водорода и монооксида углерода в реакционном сырье составляет менее 2, а содержание диоксида углерода в реакционном сырье составляет от 2 до 10% мол.
2. Способ по п. 1, в котором образование промежуточной смеси происходит таким образом, что содержание диоксида углерода в ней составляет более 95% мол., содержание диметилового эфира в ней составляет менее 1% мол., а содержание воды и метанола в ней составляет менее 0,1% мол.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором разделение, при котором происходит образование промежуточной смеси, осуществляют чисто конденсационным и/или дистилляционным способом.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором формирование реакционного сырья также включает использование свежего сырья, содержащего водород и монооксид углерода и имеющего низкое содержание диоксида углерода или не содержащего диоксид углерода, причем молярное отношение водорода к монооксиду углерода в свежем сырье составляет от 1,0 до 1,8.
5. Способ по п. 4, в котором свежее сырье обеспечивают с помощью одного или более металлургических процессов (10).
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором при разделении происходит образование фракции метанола, содержащей преимущественно или исключительно метанол, и ее используют при формировании реакционного сырья.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором образование фракции диоксида углерода происходит таким образом, что она содержит по меньшей мере 99% мол. диоксида углерода.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором выделение по меньшей мере преобладающей части диоксида углерода из промежуточной смеси или ее части осуществляют с использованием колонны (С5) для удаления диоксида углерода или путем расширения промежуточной смеси или ее части.
9. Способ по п. 8, в котором колонна (С5) для удаления диоксида углерода работает с ребойлером и без верхнего конденсатора и/или в котором колонну (С5) для удаления диоксида углерода используют в качестве разделительной колонны, имеющей от 5 до 20 теоретических тарелок.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сырье для разделения при разделении обрабатывают в первой разделительной колонне (С1), в которой образуются первая кубовая жидкость, обедненная диоксидом углерода, монооксидом углерода и водородом и содержащая воду и метанол, и первый головной газ, обогащенный диоксидом углерода, монооксидом углерода и водородом и имеющий низкий или нулевой уровень содержания воды и метанола.
11. Способ по п. 9, в котором первую кубовую жидкость или ее часть при разделении обрабатывают во второй разделительной колонне (С2), в которой образуются вторая кубовая жидкость, содержащая воду и метанол и имеющая низкий или нулевой уровень содержания диметилового эфира, диоксида углерода, монооксида углерода и водорода, и второй головной газ, содержащий диметиловый эфир, диоксид углерода, монооксид углерода и водород и имеющий низкий или нулевой уровень содержания воды и метанола.
12. Способ по п. 10, в котором вторую кубовую жидкость или ее часть при разделении обрабатывают в третьей разделительной колонне (С3), в которой образуются третья кубовая жидкость, содержащая преимущественно или исключительно воду, и третий головной газ, содержащий преимущественно или исключительно метанол.
13. Способ по п. 11, в котором первый головной газ или его часть подвергают ступенчатому охлаждению с образованием конденсатов, где остаток, который остается в газообразной форме при ступенчатом охлаждении головного газа или его части, или часть указанного остатка, используют в формировании реакционного сырья.
14. Способ по п. 11 или 12, в котором конденсаты или их часть и второй головной газ или его часть обрабатывают в четвертой разделительной колонне (С4), в которой образуются четвертый головной газ, содержащий диоксид углерода, монооксид углерода и водород и имеющий низкий или нулевой уровень содержания диметилового эфира, и четвертая кубовая жидкость, содержащая преимущественно или исключительно диметиловый эфир.
2
15. Способ по п. 13, в котором часть четвертого головного газа конденсируют и частично рециркулируют в четвертую разделительную колонну, а частично используют в качестве промежуточной смеси (из которой получают продукт CO), где несконденсированную часть четвертого головного газа или ее часть используют при формировании реакционного сырья.
16. Установка для получения диметилового эфира, включающая средства, предназначенные для формировании реакционного сырья, содержащего водород и монооксид углерода, и для осуществления прямого синтеза диметилового эфира из реакционного сырья с получением неочищенного продукта, содержащего диметиловый эфир, воду, метанол, диоксид углерода, монооксид углерода и водород, и включающая разделительный блок, предназначенный для обработки неочищенного продукта или его части в качестве сырья для разделения с целью разделения, в котором по меньшей мере преобладающую часть диметилового эфира, воды и метанола и меньшую часть монооксида углерода и водорода удаляют из сырья для разделения с образованием промежуточной смеси, которая содержит диоксид углерода, монооксид углерода и водород и имеет низкий или нулевой уровень содержания диметилового эфира, воды и метанола, отличающаяся тем, что разделительный блок имеет средства, предназначенные для обеспечения образования промежуточной смеси в жидкой форме при разделении и для выделения по меньшей мере преобладающей части диоксида углерода из промежуточной смеси или ее части с получением фракции диоксида углерода, содержащей преимущественно или исключительно диоксид углерода, и остаточной смеси, содержащей монооксид углерода и водород и имеющей низкое содержание диоксида углерода или не содержащей диоксид углерода, тем, что обеспечены средства, предназначенные для использования по меньшей мере остаточной смеси или ее части в формировании реакционного сырья, и тем, что обеспечены средства, предназначенные для формировании реакционного сырья таким образом, что молярное отношение водорода и монооксида углерода в реакционном сырье составляет менее 2, а содержание диоксида углерода в реакционном сырье составляет от 2 до 10% мол.