CN102850216B - 草酸二甲酯生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明草酸二甲酯生产设备涉及一种化工产品生产设备，其优点在于结构简单、节能降耗。本发明包括加热器（1）、羰化反应器（2）、冷凝器（3）、气液分离器（4）和预热器（5），其中预热器（5）的待加热物料入口与亚硝酸甲酯输送管道（61）和CO输送管道（62）相通，预热器（5）的待加热物料出口与加热器（1）的待加热物料入口相连，加热器（1）的待加热物料出口与羰化反应器（2）的反应物料入口相连，羰化反应器（2）的反应物料出口与预热器（5）的加热介质入口相连，预热器（5）的加热介质出口与冷凝器（3）的冷凝物料入口相连，冷凝器（3）的冷凝物料气体出口和冷凝物料液体出口分别与气液分离器（4）入口相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工产品生产设备，特别是涉及一种草酸二甲酯生产设备。
背景技术
草酸二甲酯是以甲醇、NO、CO和O2为原料制取乙二醇时的中间产品，分子式为(COOCH3)2，制备草酸二甲酯的反应步骤如下：
2CO+2CH3ONO→(COOCH3)2+2NO
该反应是在常压下、温度为120-140℃、催化剂为Pd/Al2O3的条件下进行。
如图1所示，现有的草酸二甲酯生产中，酯化塔生成的亚硝酸甲酯（分子式为CH3ONO）在酯化塔塔顶冷凝后，所得温度为0-5℃的亚硝酸甲酯直接进入加热器1’，来自外界的CO气体也直接进入加热器1’，在加热器1’中亚硝酸甲酯和CO加热至110℃后进入羰化反应器2’，二者在羰化反应器中进行羰化反应，该反应是一个放热反应，其反应温度为120-130℃，反应放出的热量被羰化反应器壳层外的换热介质带走，羰化反应完成后温度为120-130℃的反应产物草酸二甲酯（液相）和未反应完的原料气体混合的进入冷凝器3’，在冷凝器3’中气相和液相初步分离，经过冷凝的气相和液相分别进入气液分离器4’，分离所得液相即草酸二甲酯。在上述生产过程中，羰化反应完成后高温的反应产物草酸二甲酯（液相）和未反应完的原料气体直接进入冷凝器冷凝，需要消耗较多的冷凝液，而使用过的冷凝液同样需要降温以便循环使用，这样造成了能量的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、节能降耗的草酸二甲酯生产设备。
本发明草酸二甲酯生产设备，包括加热器、羰化反应器、冷凝器、气液分离器，还包括预热器，其中预热器的待加热物料入口与亚硝酸甲酯输送管道和CO输送管道相通，预热器的待加热物料出口与加热器的待加热物料入口相连，加热器的待加热物料出口与羰化反应器的反应物料入口相连，羰化反应器的反应物料出口与预热器的加热介质入口相连，预热器的加热介质出口与冷凝器的冷凝物料入口相连，冷凝器的冷凝物料气体出口和冷凝物料液体出口分别与气液分离器入口相连。
本发明草酸二甲酯生产设备，其中所述羰化反应器是固定床反应器。
本发明草酸二甲酯生产设备的使用过程如下：
20-30℃的CO气体和0-5℃的亚硝酸甲酯进入预热器，亚硝酸甲酯和CO在预热器中预热至80-100℃后进入加热器，加热器将亚硝酸甲酯和CO加热至110℃后，亚硝酸甲酯和CO再进入羰化反应器进行羰化反应，该反应是放热反应且反应温度为120-130℃，反应放出的热量被羰化反应器壳层的换热介质带走，羰化反应完成后温度为120-130℃的反应产物草酸二甲酯（液相）和未反应完的原料气体混合的进入预热器作为加热介质，加热介质（即羰化反应后的物料）和待加热物料（反应前的亚硝酸甲酯和CO）在预热器中换热，反应前的亚硝酸甲酯和CO吸热后温度上升至80-100℃，然后再进入加热器，羰化反应后的物料在预热器中放热后气体温度降至80℃左右，然后再进入到冷凝器将气体冷凝到60℃，之后进入气液分离器，得到液体产品草酸二甲酯。
本发明草酸二甲酯生产设备与现有技术不同之处在于：增加了预热器进行亚硝酸甲酯和CO的预热，而且预热过程中是利用了羰化反应后的物料所携带的热量，亚硝酸甲酯和CO的预热可以节省加热器中作为加热介质的蒸汽的用量；同时羰化反应后的物料相当于在预热器中进行了预冷，由120-130℃先降温至80℃左右，然后再进入冷凝器冷凝，这样可以节省冷凝液的用量；本发明草酸二甲酯生产设备通过对原有生产设备的简单改造，实现了在系统内部回收利用能量、节能降耗的目的。
下面结合附图对本发明草酸二甲酯生产设备作进一步说明。
附图说明
图1为本发明草酸二甲酯生产设备现有技术的结构示意图；
图2为本发明草酸二甲酯生产设备的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明草酸二甲酯生产设备包括加热器1、羰化反应器2、冷凝器3、气液分离器4，还包括预热器5，其中预热器5的待加热物料入口与亚硝酸甲酯输送管道61和CO输送管道62相通，预热器5的待加热物料出口与加热器1的待加热物料入口相连，加热器1的待加热物料出口与羰化反应器2的反应物料入口相连，羰化反应器2的反应物料出口与预热器5的加热介质入口相连，预热器5的加热介质出口与冷凝器3的冷凝物料入口相连，冷凝器3的冷凝物料气体出口和冷凝物料液体出口分别与气液分离器4入口相连，所述羰化反应器2是固定床反应器。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种草酸二甲酯生产设备，包括加热器(1)、羰化反应器(2)、冷凝器(3)、气液分离器(4)，其特征在于：还包括预热器(5)，其中预热器(5)的待加热物料入口与亚硝酸甲酯输送管道(61)和CO输送管道(62)相通，预热器(5)的待加热物料出口与加热器(1)的待加热物料入口相连，加热器(1)的待加热物料出口与羰化反应器(2)的反应物料入口相连，羰化反应器(2)的反应物料出口与预热器(5)的加热介质入口相连，预热器(5)的加热介质出口与冷凝器(3)的冷凝物料入口相连，冷凝器(3)的冷凝物料气体出口和冷凝物料液体出口分别与气液分离器(4)入口相连；所述羰化反应器(2)是固定床反应器；
在工作中，20-30℃的CO气体和0-5℃的亚硝酸甲酯进入预热器(5)，亚硝酸甲酯和CO在预热器(5)中预热至80-100℃后进入加热器(1)，加热器(1)将亚硝酸甲酯和CO加热至110℃后，亚硝酸甲酯和CO再进入羰化反应器(2)进行羰化反应，羰化反应是放热反应且反应温度为120-130℃，反应放出的热量被羰化反应器(2)壳层的换热介质带走，羰化反应完成后温度为120-130℃的反应产物液相的草酸二甲酯和未反应完的原料气体混合进入预热器(5)作为加热介质，加热介质即羰化反应后的物料和待加热物料即反应前的亚硝酸甲酯和CO在预热器(5)中换热，反应前的亚硝酸甲酯和CO吸热后温度上升至80-100℃，然后再进入加热器(1)，羰化反应后的物料在预热器(5)中放热后气体温度降至80℃，然后再进入到冷凝器(3)将气体冷凝到60℃，之后进入气液分离器(4)，得到液体产品草酸二甲酯。
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