目前已開發(fā)和正在開發(fā)的二甲醚(DME)合成方法有2種：
(1)二步法(MTD) 該方法是由甲醇在催化劑作用下脫水制取DME。當(dāng)前MTD法主要有以液體復(fù)合酸為催化劑的液相法(如山東久泰能源化工科技有限公司3萬t/a DME裝置)和以γ-Al2O3或H-ZSM-5等為催化劑的氣固相法。氣固相法技術(shù)成熟，是目前國內(nèi)外大型DME生產(chǎn)企業(yè)普通采用的方法。國外有美國杜邦公司1.5萬t/a、德國聯(lián)合萊因褐煤燃料公司6萬t/a生產(chǎn)裝置等。國內(nèi)主要有西南化工研究院、浙江省化工研究院等的千噸級規(guī)模工業(yè)試驗。此外，還有四川瀘天化集團(tuán)公司1萬t/a工業(yè)化DME生產(chǎn)裝置、10萬t/a DME項目設(shè)計等。
(2)合成氣一步法(STD) STD是將合成甲醇和甲醇脫水2個反應(yīng)組合在一個反應(yīng)器內(nèi)完成，反應(yīng)條件為250-300℃、4-10MPa，采用甲醇合成和脫水雙功能催化劑。與MTD法相比，STD法流程短、能耗低，且能打破MTD法合成中的平衡轉(zhuǎn)化率，提高單程轉(zhuǎn)化率。
二、一步氣相法新工藝方案與分析
1.煤氣化一步法
假設(shè)江西某廠采用本地?zé)熋海許TD法生產(chǎn)高純度DME及醚烴混合燃料，建設(shè)規(guī)模為2萬t/a。
(1)工藝過程 以煙煤和純氧、水蒸氣為氣化劑，采用低成本的“灰熔聚流化床粉煤氣化制合成氣” 新技術(shù)制取水煤氣，粗煤氣CO+H2＞62%，N2+CH4≤5%，氣量＜1.35萬Nm3/h。原料氣壓縮至2.5MPa，利用空分多余的冷量，經(jīng)低溫甲醇洗脫硫、脫碳。最后壓縮至5.0-6.0MPa、除氧后進(jìn)入合成塔。DME合成塔采用成熟的Lurgi改進(jìn)型(即SPC塔)DN2200合成塔，采用國產(chǎn)的雙功能DME催化劑及脫氧劑，副產(chǎn)4MPa蒸汽1t/t DME供精餾。制得的粗DME經(jīng)三塔精餾流程得到精制DME產(chǎn)品。
(2)合成工藝及設(shè)備 本工藝采取具有自主知識產(chǎn)權(quán)的循環(huán)流程，以提高入塔氣空速和H2/CO，利于反應(yīng)移熱，防止催化劑表面析炭，延長催化劑壽命。半水煤氣不需變換精制即可達(dá)標(biāo)。鑒于DME沸點(diǎn)比甲醇低得多，故流程中增加了不同于甲醇的分離設(shè)備。此外，為降低原料氣消耗，部分吹掃氣返回系統(tǒng)循環(huán)使用。合成工藝流程見圖1(略)。
采用新型的管殼-冷管復(fù)合型二甲醚合成塔，是管殼型和冷管型結(jié)構(gòu)的有機(jī)復(fù)合，既能副產(chǎn)中壓蒸汽，結(jié)構(gòu)穩(wěn)妥可靠，床層溫度分布又比Lurgi型合成塔更接近最佳溫度曲線，從而提高轉(zhuǎn)化率(比絕熱冷激型提高50%以上，比管殼型提高5%-10%)，而容積利用系數(shù)更高。
規(guī)模為2萬t/a 的DME項目總投資＜1.2億元，占地150畝(1畝=0.4047ha)，全廠員工200人。成本＜1600元/t(煤150元/t)。如產(chǎn)品銷售價按3500元/t計，年銷售收入達(dá)7000萬元，預(yù)計利稅可達(dá)3000萬元。
2.電石爐氣一步法
假設(shè)浙江某廠生產(chǎn)電石4.5萬t/a，爐氣量400m3/t電石，含CO＞80%。如采用一步氣相法工藝可產(chǎn)DME 0.8萬t/a，同時采取CO2精制新工藝，聯(lián)產(chǎn)國際食品級CO2 1.2萬t/a(圖2)。
項目總投資約4000萬元(是以煤為原料新建廠的1/3)，DME成本1500元/t，利潤(稅前)1200萬元/t，精CO2利潤960萬元/t，合計2160萬元/t。
3. 粗甲醇?xì)馍a(chǎn)DME
假設(shè)貴州某廠已有3萬t/a中壓聯(lián)醇裝置，現(xiàn)擬上馬0.5萬t/a DME項目。本工藝采用介于二步法和一步法之間的方法(亦稱一步半法)，即甲醇合成塔出口的粗甲醇?xì)饨?jīng)預(yù)熱至DME合成塔進(jìn)行脫水反應(yīng)，得到的粗DME經(jīng)冷卻、冷凝和精餾得到精DME(圖3)。該工藝由于省去甲醇冷凝、精餾、加熱汽化等工序，故能耗不僅比二步法低，投資也有所降低，產(chǎn)品調(diào)節(jié)比較靈活。
本工藝采用CG型冷管式二甲醚合成塔，裝填ZSM-5催化劑2m3。項目投資估計為650萬元，生產(chǎn)成本1400元/t，預(yù)期年獲利600多萬元。(摘自《中國化工信息》周刊
