解红娟,牛玉琴33(中国科学院山西煤炭化学研究所太原030001)摘要:采用溶剂吸收法分离精制二甲醚,考察了吸收压力、温度、空塔线速、气液(GƒL)比、吸收溶剂种类、进塔气体中DME的体积分数以及不同比表面积的填料等诸多因素对DME吸收率的影响。结果表明,吸收压力吸收温度对DME吸收率影响最显著,而空塔线速、气液比、进塔气体中DME的体积分数Υ(DME)以及吸收溶剂种类对DME吸收率的影响次之;不同比表面积填料对DME吸收率影响不明显。关键词:二甲醚;吸收;吸收率计算,计算结果Z=1。为简化计算,将吸收过0前言二甲醚(DME)为无色易燃气体,易溶于程中的气体视作理想气体,当操作温度分别为20、30、40℃,对塔内吸收段的温度分布进行了测定。结果表明,轴向温差±1℃;壁温和中心温差±1℃。因此,可认为DME在吸收过程中为等温吸收。112工艺流程水和甲醇等多种有机溶剂。目前,用于替代氯氟烃作推进剂以减少对大气臭氧层的破坏;还是制取醋酐、醋酸甲酯、汽油等的中间体和甲基化剂。二甲醚十六烷值高,可作柴油洁净替代燃料1,降低NOx等有害气体排放,实现无烟燃烧2。降低噪音。二甲醚物性与液化石油气相似,在我国可作为民用洁净燃料2。二甲醚作为21世纪的洁净燃料而得到广泛关注,是煤的洁净利用途径之一。目前,工业上生产二甲醚,主要以甲醇脱水法制取为大规模生产,降低成本,国内外研究了以煤和天然气通过合成气制二甲醚过程。开发了固定床和浆态床制二甲醚工艺。在上述过程中,产物是二甲醚和未转化的合成气、少量甲醇和烃类。有关DME分离提浓的工作,国内外有采用膜分离法和溶剂法的报道。本文采用溶剂吸收法精制二甲醚,并研究了在DME吸收过程中不同操作工艺条件对DME吸收率的影响。以CO+H2在双功能催化剂上合成的DME为吸收气源,采用逆流吸收,吸收剂用高压微量进料泵从塔顶打入吸收塔,含有DME的吸收液从塔底排出。气源气体经稳压后,从塔底进入吸收塔,吸收后的尾气从塔顶侧口排出,由质量流量计控制流量,湿式流量计计量后在线色谱分析尾气组成。吸收塔采用Ø30mm×456mm的填料塔。填料层高度为356mm。113气体分析气源气体和吸收尾气采用两台串联SP-色谱仪1为GDX-403柱,氢火焰离子化鉴定器,分析含碳有机化合物C1～C4烃、DME、甲醇。色谱仪2采用碳分子筛柱,热导鉴定器,分析H2、CO、CH4、CO2等永久性气体。1实验部分111实验原理本实验所用气源中DME的体积分数Υ(DME)=6%～12%。在上述DME组成范围内对不同压力下的混合气体进行了压缩因3福特一中国研究与发展基金资助项目,项目号:9712302参加工作的还有潘俊轩、赵霞、谭猗生33二甲醚吸收工艺条件的研究3第1期解红娟等:二甲醚吸收工艺条件的研究29410MPa,本实验均在310MPa以下进行,常压下DME在水中的溶解度很大,为37mlƒml水7。采用水为吸收剂最经济简单。本工作以水为吸收剂,考察了气液比、空塔线速DME浓度、吸收温度以及不同比表面积填料对DME吸收率的影响。在合成气制二甲醚过仪分析数据用CH4关联。114DME吸收率计算出口尾气经湿式流量计计量为Go。H2在混合气体中含量高,本实验条件下其在水中的溶解度可忽略不计。对H2做物料衡算,求出混合气体的进气流量Gi。Gi=Go×HoƒHiDME的吸收率Γ=(Gi×Yd,i-Go×Yd,o)ƒ(Gi×Yd,i)式中:Γ—DME吸收率,%;Gi—进塔气体的体积流量,Lƒh;Go—出塔气体的体积流量,Lƒh;Hi—进塔气体中的H2含量,mol%;Ho—出塔气体中的H2含量,mol%;Yd,i—进塔气体中的211气液比GƒL对DME吸收率的影响以出口惰性气体的体积流量与吸收溶剂体积流量的比表示气液比GƒL。图1示出了20℃、空塔线速为1199cmƒs、不同压力下GƒL比对DME吸收率的影响。在310MPa压力下,Γ值几乎与GƒL无关,即使GƒL为600时,Γ值仍接近100%;而在210MPa、110MPa压力下,空塔线速3的计算空塔线速及气体在塔内平均停留时间按115间4及气体在塔内平均停留时流经全塔惰性气体的体积流量计算。U=Go×(100-Yd,o-Yc,o)ƒ(Π×D2ƒ4)Σ=Vo×p×9187ƒ(Go×(100-Yd,o-Yc,o))式中:U—空塔线速;D—填料塔直径;Σ—气体在塔内的平均接触时间,min;Vo—吸收塔容积;p—操作压力,MPa;Yc,o—出塔气体中的CO2含量,mol%116溶解度参数∆的计算∆=(∃UiƒViL)015∃Ui=∃Hvi-R×T图1GƒL比对DME吸收...