CN103435489A - 一种合成亚硝酸甲酯的系统及合成亚硝酸甲酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成亚硝酸甲酯的系统，包括通过管道依次连接的预反应器、换热器、反应精馏塔、甲醇回收塔和甲醇回收罐，所述的亚硝酸甲酯反应精馏塔底部还设有循环泵，甲醇回收罐的底部通过管道与系统具有的甲醇泵的入口连接，甲醇泵的出口通过管道与亚硝酸甲酯反应精馏塔侧壁连接；本发明还公开了一种使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，在预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮，反应时间为2～3s，然后在反应精馏塔内与甲醇进行酯化反应生成亚硝酸甲酯；采用本发明的技术方案，保证合成清洁的亚硝酸甲酯。

Description

一种合成亚硝酸甲酯的系统及合成亚硝酸甲酯的方法
技术领域
本发明化工工艺领域，更具体地说，本发明涉及一种合成亚硝酸甲酯的系统及气制合成亚硝酸甲酯的方法。 
背景技术
现有技术乙二醇生产方法是由石油加工得到乙烯，乙烯氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷进一步水合生产乙二醇，石油资源已日渐短缺，发展以碳一化合物为原料制取乙二醇的工艺方法是解决原料不足的根本解决方法，采用该工艺的主要原料的煤炭，符合我国煤多油少的能源结构，合理开发和利用煤炭资源，减少对石油的依赖，缓解生产原料供应量的不足，降低合成乙二醇的生产成本是目前生产聚酯碳纤维行业追求的目标，合成气制乙二醇属于煤的清洁利用领域，以煤炭为原料合成气制乙二醇的关键技术是合成清洁的亚硝酸甲酯。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种保证合成清洁的亚硝酸甲酯的合成气制亚硝酸甲酯的系统。 
本发明所要解决的另一个技术问题是提供使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法。 
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统，包括通过管道依次连接的预反应器、换热器、反应精馏塔、甲醇回收塔和甲醇回收罐，所述的亚硝酸甲酯反应精馏塔底部还设有循环泵，甲醇回收罐的底部通过管道与系统具有的甲醇泵的入口连接，甲醇泵的出口通过管道与亚硝酸甲酯反应精馏塔侧壁物料进口连接。 
本发明提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统，预反应器和换热器连接的管道与外界氮氧化物管道联通。 
本发明提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统，甲醇回收塔底部设有稀硝酸回收装置。 
本发明提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统，亚硝酸甲酯反应精馏塔顶部设有亚硝酸甲酯收集管道。 
本发明提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统，预反应器为列管式反应器。 
本发明还公开了一种使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，在预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮，反应时间为2～3s，然后在反应精馏塔内与甲醇进行酯化反应生成亚硝酸甲酯。 
本发明提供的一种使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，酯化反应的温度80～100℃，反应压力低0.25～0.35MPa。 
本发明提供的一种使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，循环气组成：N2:70%NO:10%CO:15%MN:5%。 
本发明提供的一种使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，亚硝酸甲酯反应精馏塔塔顶气体组成：N2:70%NO:5%CO:15%MN:10%。 
本发明提供的一种使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，酯化反应甲醇的浓度≥90%。 
采用本发明所提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统，包括通过管道依次连接的预反应器、换热器、反应精馏塔、甲醇回收塔和甲醇回收罐，所述的亚硝酸甲酯反应精馏塔底部还设有循环泵，甲醇回收罐的底部通过管道与系统具有的甲醇泵的入口连接，甲醇泵的出口通过管道与亚硝酸甲酯反应精馏塔侧壁物料进口连接，采用本发明的技术方案，合成亚硝酸甲酯不需要在特定的反应器里 完成，在反应精馏塔内完成，本发明的技术方案反应精馏塔不仅是反应塔又是精馏塔，并且反应很容易进行，不需要催化剂，反应温度在80～100℃之间，常压即可；在反应塔中NO2和水同时存在，因此不可避免地会生成HNO3，含稀HNO3的反应生成水作为废水排出，其中HNO3在废水中的含量约为2～4%，塔釜就是甲醇和反应副产物2～4%的硝酸，一部分液体将通过塔釜循环泵，将含有甲醇的液体，循环进入亚硝酸甲酯反应精馏塔；一部分液体进入到甲醇回收塔，回收的甲醇进入到甲醇回收罐，亚硝酸甲酯反应精馏塔的甲醇来自甲醇回收罐；塔釜得到8～10%的稀硝酸采用中和法去回收处理，确保环境的洁净，整个反应过程都是在封闭的系统内完成的，避免物料输送被污染，保证得到清洁的乙二醇原料。 
采用本发明所提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，在预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮，反应时间为2～3s，然后在反应精馏塔内与甲醇进行酯化反应生成亚硝酸甲酯，采用本发明所提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯，整个反应过程都是在系统内完成的，减少了物料流转的步骤，避免流转过程物料的流失，节约了生产成本，同时避免了气体物料排入空间污染环境；预反应器是列管式反应器，反应气体走管程，预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮的反应为氧化反应，是放热反应，壳程走循环水，保证反应生成的热量被充分利用。 
亚硝酸甲酯的合成温度80～100℃，反应压力0.25～0.35MPa，反应的合成温度低，压力低，降低了能耗，降低了生产成本；循环气组成：N2:70%NO:10%CO:15%MN:5%，亚硝酸甲酯反应精馏塔塔顶气体组成：N2:70%NO:5%CO:15%MN:10%，气体的组成，不仅满足下一步生产的需要，同时管道流转，避免其它进入环境，避免了环境的污染；酯化反应甲醇的浓度为90%，保证反 应的转化率。 
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。 
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明： 
图1为本发明一种合成亚硝酸甲酯的系统的示意图。 
图中标记为：1、预反应器；2、换热器；3、反应精馏塔；4、循环泵；5、甲醇回收塔；6、甲醇回收罐；7、甲醇泵。 
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。 
图1为本发明一种合成亚硝酸甲酯的系统的示意图；如图所示的本发明为一种合成亚硝酸甲酯的系统，包括通过管道依次连接的预反应器1、换热器2、反应精馏塔3、甲醇回收塔5和甲醇回收罐6，亚硝酸甲酯反应精馏塔3底部还设有循环泵4，甲醇回收罐6的底部通过管道与系统具有的甲醇泵7的入口连接，甲醇泵7的出口通过管道与亚硝酸甲酯反应精馏塔3侧壁物料进口连接；预反应器1和换热器2连接的管道与外界氮氧化物管道联通；甲醇回收塔5底部设有稀硝酸回收装置；亚硝酸甲酯反应精馏塔3顶部设有亚硝酸甲酯收集管道。 
采用本发明所提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统，包括通过管道依次连接的预反应器1、换热器2、反应精馏塔3、甲醇回收塔5和甲醇回收罐6，亚硝酸甲酯反应精馏塔3底部还设有循环泵4，甲醇回收罐6的底部通过管道与系统 具有的甲醇泵7的入口连接，甲醇泵7的出口通过管道与亚硝酸甲酯反应精馏塔3侧壁连接，采用本发明的技术方案，合成亚硝酸甲酯在反应精馏塔3内完成，本发明的技术方案精馏塔不仅是反应塔又是精馏塔，并且反应很容易进行，不需要催化剂，反应温度在80～100℃之间，常压即可；在反应塔中NO2和水同时存在，因此不可避免地会生成副反应HNO3，在甲醇回收塔5内回收99%精甲醇，塔釜含8～10%的稀硝酸和水，排除塔外，采用加减中和法处理；反应精馏塔3塔釜内为甲醇和反应副产物2～4%的硝酸、6～8%的水，一部分液体将通过塔釜循环泵，将含有甲醇的液体，循环进入亚硝酸甲酯反应精馏塔3；一部分液体进入到甲醇回收塔5，回收的甲醇进入到甲醇回收罐6，亚硝酸甲酯反应精馏塔3的甲醇来自甲醇回收罐6；塔釜得到的稀硝酸去回收处理，保证生产清洁的乙烯原料。 
使用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，在预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮，反应时间为2～3s，然后在反应精馏塔内甲醇进行酯化反应生成亚硝酸甲酯；反应方式如下： 
2NO+O2=2NO2+Q 
NO2+NO=N2O3+Q 
也就是在预反应器里得到N2O3； 
在反应精馏塔内三氧化二氮和外界来的浓度使用浓度≥90%甲醇发生酯化反应，生成亚硝酸甲酯和水，反应如下： 
CH3OH+N2O3→CH3ONO+HONO 
CH3OH+HONO→CH3ONO+H2O 
采用合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，在预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮，反应时间为2～3s，然后在反应精馏塔内与甲醇进行 酯化反应生成亚硝酸甲酯，采用本发明所提供的一种合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯，整个反应过程都是在系统内完成的，减少了物料流转的步骤，避免流转过程物料的流失，节约了生产成本，同时避免了气体物料排入空间污染环境；预反应器1是列管式反应器，反应气体走管程，预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮的反应为氧化反应，是放热反应，壳程走循环水，保证反应生成的热量被充分利用。 
亚硝酸甲酯的合成温度80～100℃，反应压力0.25～0.35MPa，反应的合成温度低，压力低，降低了能耗，降低了生产成本；循环气组成：N2:70%NO:10%CO:15%MN:5%，亚硝酸甲酯反应精馏塔塔顶气体组成：N2:70%NO:5%CO:15%MN:10%，气体的组成，不仅满足下一步生产的需要，同时管道流转，避免其它进入环境，避免了环境的污染。 
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种合成亚硝酸甲酯的系统，其特征在于：包括通过管道依次连接的预反应器、换热器、反应精馏塔、甲醇回收塔和甲醇回收罐，所述的亚硝酸甲酯反应精馏塔底部还设有循环泵，甲醇回收罐的底部通过管道与系统具有的甲醇泵的入口连接，甲醇泵的出口通过管道与亚硝酸甲酯反应精馏塔侧壁物料进口连接。
2.按照权利要求1所述的一种合成亚硝酸甲酯的系统，其特征在于：所述的预反应器和换热器连接的管道与外界氮氧化物管道联通。
3.按照权利要求1所述的一种合成亚硝酸甲酯的系统，其特征在于：所述的甲醇回收塔底部设有稀硝酸回收装置。
4.按照权利要求1所述的一种合成亚硝酸甲酯的系统，其特征在于：所述的亚硝酸甲酯反应精馏塔顶部设有亚硝酸甲酯收集管道。
5.按照权利要求1所述的一种合成亚硝酸甲酯的系统，其特征在于：所述的预反应器为列管式反应器。
6.一种使用权利要求1所述的合成亚硝酸甲酯的系统合成亚硝酸甲酯的方法，其特征在于：在预反应器中进行氧化反应，生成三氧化二氮，反应时间为2～3s，然后在反应精馏塔内与甲醇进行酯化反应生成亚硝酸甲酯。
7.按照权利要求5所述的一种合成亚硝酸甲酯的方法，其特征在于：所述的酯化反应的温度80～100℃，反应压力低0.25～0.35MPa。
8.按照权利要求5所述的一种合成亚硝酸甲酯的方法，其特征在于：所述的循环气组成：N2:70%NO:10%CO:15%MN:5%。
9.按照权利要求5所述的一种合成亚硝酸甲酯的方法，其特征在于：所述的亚硝酸甲酯反应精馏塔塔顶气体组成：N2:70%NO:5%CO:15%MN:10%。
10.按照权利要求5所述的一种合成亚硝酸甲酯的方法，其特征在于：所述的酯化反应甲醇的浓度≥90%。
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