CN103182283B - 乙二醇工业生产中no2预反应装置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统，其包括与NO压缩机通过管路相连接的NO2预反应器，所述NO2预反应器的出口连接至酯化塔，所述NO2预反应器为立式反应器，且其内部或外部设有冷却降温装置。本发明将原有NO2预反应器空桶式反应器改为列管式NO2预反应器，优点是氧化反应是放热反应，采用列管有利换热，利用循环水冷凝，加快反应速度，还可以避免积液，消除安全隐患，并且有利反应的进行。
Description
技术领域
本发明涉及乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统。
背景技术
乙二醇的主要生产方法有环氧乙烷直接水合法、乙烯直接水合法、二氯乙烷水解法等。虽然乙二醇的生产工艺有很多种，但是现在石油价格居高不下，乙二醇的生产成本越来越高，煤制乙二醇技术成为解决这一问题的有效途径。
煤制乙二醇技术有草酸酯加氢合成路线、合成气直接合成路线、甲醛合成路线等，其中草酸酯加氢合成路线采用以煤为原料合成乙二醇，即煤经造气制取CO、H2。CO在催化剂作用下与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO，草酸二甲酯催化加氢制得乙二醇。
煤制乙二醇的生产原理如下：
(1)原料气制备
低压煤气化制一氧化碳
2C+O2=2CO
间歇法制半水煤气，再经高变低变制得氢气
C+H2O=CO+H2
CO+H2O=CO2+H2
(2)草酸二甲酯合成
CO气相偶联合成草酸二甲酯（DMO）由两步化学反应组成。首先为CO在催化剂的作用下，与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO，称为偶联反应，反应方程式如下：
2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2＋2NO
其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应，反应方程式如下：
2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O
生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为：
2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+H2O
(3)草酸二甲酯加氢制取乙二醇
草酸二甲酯加氢是一个串联反应，首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯(MG)，MG再加氢生成乙二醇，总反应、主反应方程式如下：
(COOCH3)2＋4H2=(CH2OH)2+2CH3OH
开发煤制乙二醇符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源特点，将有效缓解我国乙二醇产品供需矛盾，逐步实现我国以煤代油生产乙二醇的战略目标，节省大量石油资源，将对国家的能源和化工产业产生重要积极影响。
目前，我国煤制乙二醇的规划项目有20多个。其中河南的规划项目有5个年产200kt/a的乙二醇项目已经开工建设，由永金公司负责；2010年11月中国石化仪征化纤公司与安徽皖北煤电集团公司共同出资建立中安联合煤业化工有限公司实施煤化一体化项目，包括年产60kt/a60万吨的乙二醇项目；同年，黔希煤化工建设年产30kt/a的乙二醇项目；10月，博源投资集团内蒙古苏尼特碱业公司20万吨/年煤制乙二醇项目全面开工建设，总投资预计23亿元，一期10万吨/年乙二醇预计于2012年9月进行单机试车。2011年由华东理工大学、淮化集团以及上海浦景化工合作开发了煤制乙二醇技术，建成了千吨级中试装置。该套中试装置具备4项技术优势：流程完整，由酯化、羰化、加氢和乙二醇精制4个工序构成；所用催化剂为铜硅催化剂，不含铬，活性高，预期寿命长；采用纯氮氧化物作为酯化工序的开车和补充物料，易于控制；对一氧化碳原料气的要求不高，氢气含量上限为2000μL／L，远高于其他工艺所要求的10μL／L左右。
虽然煤制乙二醇技术已经取得了进展并实现工业化，在草酸二甲酯生产流程中，羰化反应生成的NO气体，如图1所示，通过压缩机将含有NO的混合气体循环至酯化工号，进入NO2预反应器和外界的氧气混合发生氧化反应，然后进入酯化塔，发生酯化反应。原有NO2预反应器是卧罐，一端气体进入，一端气体出口，并且卧罐是空桶，这样会使循化气体夹带液体在此罐容易积液。积累的液体影响氧化反应，并且发生副反应。装置会由于积液副反应的发生，产生大量热量，造成预反应器爆炸，有安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够避免装置积液，消除安全隐患，且有利于NO2预反应正向进行的乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统。
本发明的乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统，包括与NO压缩机通过管路相连接的NO2预反应器，所述NO2预反应器的出口连接至酯化塔，所述NO2预反应器为立式反应器，且其内部或外部设有冷却降温装置。
所述NO2预反应器内部设有冷却降温装置。
所述冷却降温装置包括若干个平行排列的竖直列管，所述若干个竖直列管的上端相连通为一入口管、下端相连通为一出口管，且所述入口管和出口管均伸出到NO2预反应器的外部。
本发明中所述NO2预反应器的冷却降温装置也可设在反应器外部如设在NO2预反应器外周的夹套层，夹套层与NO2预反应器之间形成夹套空腔，空腔中注冷凝水。
本发明将原有NO2预反应器空桶式反应器改为列管式NO2预反应器，优点是氧化反应是放热反应，采用列管有利换热，利用循环水冷凝，加快反应速度，还可以避免积液，消除安全隐患，并且有利反应的进行。
附图说明
图1为原使用的乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统结构示意图；
图2为本发明的乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统结构示意图；
图中：1、NO压缩机；2、NO2预反应器；3、酯化塔；4、原使用的NO2预反应器反应器；5、入口管；6、出口管；7、竖直列管。
具体实施方式
如图2所示，本发明的乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统，包括与NO压缩机1通过管路相连接的NO2预反应器2，该NO2预反应器的出口连接至酯化塔3，该NO2预反应器为立式反应器，且其内部设有冷却降温装置，所述冷却降温装置包括有若干个平行排列的竖直列管7，所述若干个竖直列管的上端相连通为一冷凝水入口管5、下端相连通为一冷凝水出口管6，且所述入口管和出口管均伸出到NO2预反应器的外部。羰化反应生成的NO气体通过NO压缩机1将含有NO的混合气体循环至酯化工号，进入改进后的列管式NO2预反应器2和外界的氧气混合发生氧化反应，然后进入酯化塔3，发生酯化反应。采用列管有利换热，利用循环水冷凝，加快反应速度，还可以避免积液，消除安全隐患，并且有利反应。
Claims (3)
1.乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统，包括与NO压缩机通过管路相连接的NO2预反应器，所述NO2预反应器的出口连接至酯化塔，其特征在于：所述NO2预反应器为立式反应器，且其内部或外部设有冷却降温装置；所述冷却降温装置包括若干个平行排列的竖直列管，所述若干个竖直列管的上端相连通为一入口管、下端相连通为一出口管，且所述入口管和出口管均伸出到NO2预反应器的外部。
2.如权利要求1所述的乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统，其特征在于：所述NO2预反应器外部设有冷却降温装置。
3.如权利要求2所述的乙二醇工业生产中NO2预反应装置系统，其特征在于：所述冷却降温装置为设在NO2预反应器外周的夹套层，所述夹套层与NO2预反应器之间形成夹套空腔。
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