Способ получения диметилового эфира Советский патент 1982 года по МПК C07C43/04 C07C41/00 

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА

1

Изобретение относится к способу получения диметилового эфира, который находит широкое применение- в химическом производстве в качестве растворителя,5

Известен способ получения диметилового эфира (ДМЭ) путем взаимодействия СО и HQ в присутствии COfj С использованием цинк-хром-или медноокисного катализатора на окиси алю- цминия (до 36% по весу) в качестве носителя при давлении атм и температуре 200- 00с l.

Однако известный способ не обеспечивает необходимой селективности по jj отношению к диметиловому эфиру, который в данном процессе получают только как побочный к .основному продуктуметанолу.

Целью изобретения является повы- 20 шение селективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения диметилового эфира взаимодействием СО, HQ и COQi при 280-400°С и давле- 25

НИИ 100-150 ат в присутствии окисного цинкхромсодержащего катализатора и окиси алюминия. Процесс ведут при мольном соотношении окиси углерода и водорода, равном 0,56-1,16 на цинкхроммедьалюминиевом катализаторе.

Предпочтительно использовать катализатор, выполненный в виде чередующихся слоев цинкхроммедного катализатора и окиси алюминия, при весовом соотношении 1:1 или использовать катализатор в виде механической смеси указанных компонентов.

Предложенный способ позво ляет достигнуть сравнительно высокой селективности процесса в отношении диметилового эфирсз (до б7).

Проведение реакции при таких условиях позволяет также значительно увеличить скорость конверсии СО, СО и реакторе, так как большая часть образующегося промежуточно метанола по мере его образования дегидратирует в ДМЭ и слои катализатора обеспечивают этот процесс и при 39 мольных концентрирующих метанола. Указанный катализатор активирует процесс поглощения окисью углерода содержащейся в реакционной смеси во Это в свою очередь снижает значи тельно количество непрореагировавше го газа, возвращаемого в рецикл, что приводит к экономическим и технолог ческим преимуществам. В процессе можно использовать смесь газов СО, СОп и Hij, получающуюся при окислении тяжелых углеводородов или газификации угля с содержанием СО до 52 и 20% по объему. При высоком содержании СО и низком проценте С0( возможно достижение высокой (до 80) степени конверсии. Пример 1. В реактор объемом 5 м загружают при чередующихся елоях 3) м окисного медьцинкхромового катализатора при атомном соотноше нии соотзетственно 82:16:1 1 и 1,6 м окиси алюминия. Медьцинкхромовый катализатор формуют с получением таблеток, диаметр которых равен 6 мм, а высота 5 мм, тогда как из глинозема формуют шарики диаметром 5 мм. Весовое соотношение между медьцинкхромовым катализатором и глиноземом составляет 1:1. В реакционный аппарат при расходе потока 100000 нм /ч и объемной скорости 20000 подают смесь водород окиси углерода и углекислого, газа {при процентном соотношении водород окись углерода:углекислый газ ,2) . Мольное соотношение СО и Нп составляет 1,00. Избыточное давление в реакторе равно-150 кг/см, температура составляет 300°С. Из реакционно го аппарата отводят поток, включающи водород, окись углерода углекислый газ, метан, метиловь1й спирт, диметиловый эфир и воду. Степень конверсии СО равна Селективность в отношении ДМЭ составляет б9, в отношении метанол k,6%, в отношении метана 2%, а в от ношении углекислого газа 3,. Затем реакционную смесь разгоняют и получают чистый ДМЭ. Пример 2. Исходную газовую смесь состава, вес.; Ht 62,67 СО -35,20 C0q i,k6 при мольном соотношении СО и Н 0,5б и объемной скорости 100000 подают в реактор под давлением 100 к г/см и температуре , пропуская через слоистый катализатор состава, указанного в примере 1. Прореагировавший газ на выходе из реактора имеет объемную скорость потока 56000 нм /ч и состав, вес.: Н, 8,58 со8, СОп 17, СНд 0,66 ,53 СНо,ОН 2,23 СНЖНа18, W HrjO 3,32 Температура составляет . Получают 1250 нм /ч метилового спирта и 10360 HMV4 ДМЭ, что соответствует конверсии окиси углерода 67 Пример 3- Работают в условиях примера 2, но при следующей характеристике исходной смеси, полученной мастичным окислением тяжелых . масел О( объемная скорость потока 100000 нм /ч, состав, вес.: Н,70 51,90 1,78 0,27 а Ь35 Мольное соотношение СО и НпЬТб, температура 250С. На выходе из реактора газообразный продукт имеет следующие характеристики: объемная скорость потока 50350 нм /ч, состав, вес.%: Hq 14,05 СО 29,97 СОа 27,30 0,91 CH|)CH.j2,20 СН. 0,5 0 2,62 0,41 . температура составляет 270с. В итоге получают 460 12150 ДМЭ. Конверсия СО 77. Пример 4. Катализатор получают тщательным смешением порошков (Cu/Zn/Cr катализатора при соотношеии 82:16:4) и порошков окиси алюмиия при весовом соотношении 1:1. Поученный таким образом катализатор аблетируют в виде частиц диаметром мм. 5 В реактор вводят 5 м такого ката лизатора, а затем подают газовую смесь ( :СО (j при веспроцентном соотношении (9:2 и мольном соотн шении СО и HQ 1 ,00) и объемной скорости потока равной 100000 . Температура в реакторе , давление 100 кг/см. Выходящий из реактора поток соетоит из Hfj, СО, СОг, СН4, СНз,ОСН-, при конверсии СО 27. Селек тивность по ДМЭ составляет , по метанолу 7,8%, по СН4 U, по , Затем реакционную смесь перегоня с получением чистого ДМЭ. Пример 5- Катализатор и состав газовой смеси используют с х указанными в примерактеристиками , ре А. При температуре процесса 300 С и давлении 100 кг/см конверсия СО составляет 35%. селективность по ДМ 65%, по метанолу 2,1% по .СН 1,5% и по СО, 31,%. Пример 6.Катализатор и рас ходы газовой смеси, описанные в при мере Ц, используют при и давлении 150 кг/см . 6 Конверсия СО составляет при ,селективности по ДМЭ 66%, по метаиолу 2,2%, по СН4 1,8% по COti 30%. Формула изобретения 1.Способ получения диметилового |Эфира конверсии смеси газов СО, Н Q. и COt при 280- 00°С и давлении 100150 ат в присутствии окисного цинкхромсодержащего катализатора и окиси алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности процесса, последний ведут при мольном соотношении окиси углерода и водорода,равном 0,56-1,16, на цинкхроммедьалюминиевом катализаторе. 2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что используют катализатор, выполненный в виде чередующихся слоев цинкхроммедного катализатора и окиси алюминия при весовом соотношении 1:1. 3.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что используют катализатор, содержащий компоненты в виде механической смеси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Schmidt J. Das Kohlenoxid. Zeipzig, Academische vsriagsgesel1eschaff. 1950, 189-220 (прототип).