CN103467290B - 一种合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法，包括：从羰化反应器出来的气体经冷却、气液分离后，进入洗气塔下部，与所述洗气塔上部喷洒下来的甲醇液进行逆向吸收，进一步回收其中的DMO，由洗气塔顶出来经气液分离后，循环气再通过循环气压缩机提压后回到酯化工序循环利用；所述洗气塔中的釜液经釜液泵一部分循环至所述洗气塔的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔；其中，由所述釜液泵抽出的釜液经加热器加热到60～65℃后进入所述洗气塔的上部。本发明所述方法使所述洗气塔在最佳的操作条件下，既能保证塔顶出口气体不带液至循环气压缩机，又能杜绝草酸二甲酯结晶堵塞填料被迫停车的现象发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种草酸二甲酯的制备方法及装置，特别是涉及一种用于合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法及装置。
背景技术
目前合成气制乙二醇的生产主要是经CO气相催化偶联制草酸二甲酯（简称DMO）、草酸二甲酯与氢气的加氢催化反应制粗乙二醇和粗乙二醇的精制提纯等步骤。而其中草酸二甲酯的合成主要包括以下两部分：
1、CO与亚硝酸甲酯（简称MN）反应生成草酸二甲酯与NO，
反应式为：2CH3ONO+2CO→（COOCH3）2+2NO
2、NO与甲醇、O2反应实现MN的再生，
反应式为：2NO+1/2O2+2CH3OH→2CH3ONO+H2O
如图1所示，从羰化反应器出来的反应后气体（主要组分是N2、CO、NO、MN、DMO）经冷却、气液分离后，气相则进入洗气塔1下部，与塔顶喷洒下来的甲醇液进行逆向吸收，将气相中未被完全冷凝下来的草酸二甲酯进一步回收。吸收后的气体从塔顶经气液分离器3分离后，气相由循环气压缩机提压后回酯化工序循环利用。釜液经釜液泵6一部分循环至所述洗气塔1的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔进行回收。
存在的问题：通常从羰化反应器出来的反应后气体温度在65℃左右进入所述洗气塔1的下部，在生产的工艺控制中一般通过塔釜再沸器4将塔釜温度控制的比较高在90℃左右，塔顶温度在30～40℃，釜液则由釜液泵6提压经冷却器5冷却到50℃左右送到塔的上部。塔釜温度控制的高会造成釜液中的草酸二甲酯发生分解、碳化、变色，严重影响到草酸二甲酯的产品质量，另外塔釜温度过高会使整个塔体的温度偏高，增大塔顶内冷器的负荷，严重时会造成甲醇液滴不能被完全冷却下来而随塔顶出口气体带出，一旦进入循环气压缩机后会严重威胁到设备和生产的安全运行。
如将塔釜温度控制的低些在60℃左右，这样虽然解决了塔顶气体带液的问题，但同时又出现了塔内草酸二甲酯堵塞填料的问题。当塔釜温度降下以后，整个塔体的温度也就下来了，这时循环液进入塔中部的温度也随下降，即便把冷却器5的循环冷却水关掉，循环液进塔的温度也只有30℃左右，再加上塔顶加入的新鲜甲醇也只是常温。常压下草酸二甲酯在54℃时就会结晶析出，虽然草酸二甲酯能够溶于甲醇，但它的溶解也不是完全互溶的，一般在30℃时甲醇最多也只能溶解30%的草酸二甲酯，洗气塔釜液的草酸二甲酯浓度高时能达到40%左右，此时从操作上加大了塔顶吸收液甲醇的使用量来降低草酸二甲酯的浓度，加大草酸二甲酯在甲醇中的溶解，虽然这种状况有时能够得以缓解，但这同时也大大增加了后面草酸二甲酯回收塔的生产负荷及各种消耗。但更多的情况会出现部分草酸二甲酯结晶析出堵塞在填料表面，整个洗气塔的气液相的吸收无法进行，造成整个装置的生产被迫停车，进行人工清理疏通。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法，洗气塔在最佳的操作条件下，既能保证塔顶出口气体不带液至循环气压缩机，又能杜绝草酸二甲酯结晶堵塞填料被迫停车的现象发生。
一种合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法，包括如下步骤：
从羰化反应器出来的气体（主要组分是N2、CO、NO、MN、DMO）经冷却、气液分离捕集绝大部分液相DMO后，气相中少量未被完全冷凝下的含有DMO反应后气体进入洗气塔下部，与所述洗气塔上部喷洒下来的甲醇液进行逆向吸收进一步回收其中的DMO后，从所述洗气塔顶出来进行气液分离，再由循环气压缩机提压后回到酯化工序循环利用；所述洗气塔中的釜液经釜液泵一部分循环至所述洗气塔的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔进行回收；
其中，由所述釜液泵抽出的釜液经加热器加热到60～65℃后进入所述洗气塔的中部。
本发明所述的合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法，其中所述洗气塔的塔身温度保持在40～50℃之间，所述洗气塔的塔顶温度保持在30～40℃。
本发明所述的合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法，其中所述甲醇液为常温。
一种制备草酸二甲酯的装置，包括洗气塔，其上部和下部分别与甲醇液输入管路和羰化反应气管路相连通，所述洗气塔的底部与加热器的入口相连，所述加热器的出口与所述洗气塔的上部相连通；所述洗气塔和所述加热器之间的管路上设置有釜液泵。
本发明所述的制备草酸二甲酯的装置，其中，所述洗气塔的顶部与气液分离器中部的入口相连通，所述气液分离器具有分别设置在其顶部和底部的两个出口，所述顶部的出口与循环气压缩机相连，所述底部的出口与所述洗气塔的上部相连。
本发明所述合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法与现有技术不同之处在于：
本发明所述方法省去了塔釜再沸器，节省了设备投资，降低了循环冷却水和蒸汽的能耗；采用加热器替代循环冷却器，并控制加热器的温度为60～65℃，以控制进入所述洗气塔的上部的循环液温度，同时所述洗气塔的塔身温度保持在40～50℃之间，所述洗气塔的塔顶温度保持在30～40℃，避免了塔釜温度控制的过高而致草酸酯进一步分解等副反应的发生，保证了草酸二甲酯的质量；杜绝了因草酸二甲酯结晶堵塞塔填料致整个装置全部停车现象的发生，确保了生产的长周期稳定运行，同时也减轻了工人疏通堵塞草酸二甲酯结晶物的劳动强度；四防止洗气塔顶带液而对循环气压缩机设备造成的损坏，保证了设备的安全运行。
本发明所述装置简单，节省了设备投资，降低了循环冷却水和蒸汽的能耗。
下面结合附图对本发明所述方法及装置作进一步说明。
附图说明
图1为现有技术中用来制备草酸二甲酯的装置的结构示意图；
图2为本发明中用来制备草酸二甲酯的装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法，包括如下步骤：
从羰化反应器出来的气体（主要组分是N2、CO、NO、MN、DMO）经冷却、气液分离捕集绝大部分液相DMO后，气相中少量未被完全冷凝下的含有DMO反应后气体进入洗气塔1下部，与所述洗气塔1上部喷洒下来的甲醇液进行逆向吸收进一步回收其中的DMO后，从所述洗气塔1顶出来进行气液分离，含有N2、CO、NO、MN的循环气再通过循环气压缩机提压后回到酯化工序循环利用；
所述洗气塔1中的釜液经釜液泵6一部分循环至所述洗气塔1的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔进行甲醇与DMO的分离提纯；
其中，由所述釜液泵6抽出的釜液经加热器2加热到60℃后进入所述洗气塔1的上部，所述洗气塔1的塔身温度保持在40～50℃之间，所述洗气塔1的塔顶温度保持在30～40℃，所述甲醇液为常温。
所述釜液中主要是草酸二甲酯和甲醇，将釜液循环主要是为了控制所述洗气塔的温度，同时也可以回收利用釜液中的甲醇。
所述釜液的具体流向由现有技术中的多组阀门或其他任何一种可以控制流向的装置来实现的，通过控制所述釜液可以单独流向某个方向，也可以同时流向两个方向，具体至于两个方向的分配比例，是要通过塔的物料平衡进行调节的，视具体情况而定。
实施例2
所述加热器2将所述釜液加热到65℃后进入所述洗气塔1的上部，所述洗气塔1的塔身温度保持在41～45℃之间，所述洗气塔1的塔顶温度保持在32～35℃，所述甲醇液为常温。其他同实施例1。
实施例3
所述加热器2将所述釜液加热到62℃后进入所述洗气塔1的上部，所述洗气塔1的塔身温度保持在42～48℃之间，所述洗气塔1的塔顶温度保持在31～38℃，所述甲醇液为常温。其他同实施例1。
实施例4
一种制备草酸二甲酯的装置，如图2所示，包括洗气塔1，其上部和下部分别与甲醇液输入管路和羰化反应气管路相连通，所述洗气塔1的底部与加热器2的入口相连，所述加热器2的出口与所述洗气塔1的上部相连通；所述洗气塔1和所述加热器2之间的管路上设置有釜液泵6。
所述洗气塔1的顶部与气液分离器3中部的入口相连通，所述气液分离器3具有分别设置在其顶部和底部的两个出口，所述顶部的出口与循环气压缩机相连，所述底部的出口与所述洗气塔1的上部相连。
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 (3)
1.一种合成气制乙二醇工艺中草酸二甲酯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
从羰化反应器出来的气体经冷却、气液分离捕集绝大部分液相DMO后，气相中少量未被完全冷凝下的含有DMO反应后气体进入洗气塔下部，与所述洗气塔上部喷洒下来的甲醇液进行逆向吸收进一步回收其中的DMO后，从所述洗气塔顶出来进行气液分离，再由循环气压缩机提压后回到酯化工序循环利用；所述洗气塔中的釜液经釜液泵一部分循环至所述洗气塔的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔进行回收；
其中，由所述釜液泵抽出的釜液经加热器加热到60～65℃后进入所述洗气塔的上部；所述洗气塔的塔身温度保持在40～50℃之间，所述洗气塔的塔顶温度保持在30～40℃；所述甲醇液为常温。
2.一种用于实现权利要求1所述方法的制备草酸二甲酯的装置，其特征在于：包括洗气塔(1)，其上部和下部分别与甲醇液输入管路和羰化反应气管路相连通，所述洗气塔(1)的底部与加热器(2)的入口相连，所述加热器(2)的出口与所述洗气塔(1)的上部相连通；所述洗气塔(1)和所述加热器(2)之间的管路上设置有釜液泵(6)。
3.根据权利要求2所述的制备草酸二甲酯的装置，其特征在于：所述洗气塔(1)的顶部与气液分离器(3)中部的入口相连通，所述气液分离器(3)具有分别设置在其顶部和底部的两个出口，所述顶部的出口与循环气压缩机相连，所述底部的出口与所述洗气塔(1)的上部相连。
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