CN112409163B - 一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法 - Google Patents

一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法，包括：甲醇羰基化反应后产物进入气液分离罐（5）闪蒸出CO气体，液相经甲酯精馏塔（7）进行甲醇、甲酯分离；甲酯精馏塔底（7）部分釜液冷却后返回干甲醇储罐（1）循环利用，另一部分进入薄膜蒸发器（10）浓缩分离，部分固相与甲醇通过自流方式进入残液结晶釜（11）冷却后送入卧螺离心机（12）进行固液分离，固体盐从卧螺离心机（12）排渣口排出，液体进入碟式离心机（13）进行再次分离，经过碟式离心机（13）后的液体返回干甲醇储罐1循环利用，固液盐从碟式离心机（13）排渣口排出。本发明除盐效果好、自动化程度高、甲醇损失少、环保风险低。

Description

一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法
技术领域
本方法属于化工技术领域，具体来说涉及一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法。
背景技术
目前工业生产中，甲酸甲酯生产主要有两种工艺：一种是甲醇脱氢法，另一种为甲醇羰基化法。甲醇羰基化法工艺气原料气中含有少量CO2及H2O，实际生产中，CO2、H2O会与催化剂甲醇钠发生副反应，生成甲酸钠、碳酸钠、氢氧化钠等盐类副产物，此部分副产物若不及时除去会累积在循环甲醇中，当含盐量达到一定浓度时会堵塞原料气进气喷头，导致反应器压差高，装置被迫停车人工清理喷头。目前生产企业除盐方式主要以布袋式过滤器为工具，采用间断不连续方式、自动化程度低的分离方式，人工成本高、环境污染较大。碟式离心机进行连续除盐的方式比布袋式过滤器虽然自动化程度提高了，但由于进料具有含盐量高、盐颗粒大等特点，而蝶式离心机只能分离小颗粒盐类，分离效果差，副产物分离难度大，导致设备频繁维修，且分离出的副产物中还含有约70%的甲醇（约50Kg/h），需要人工回收处理，导致大量甲醇损失，存在安全和环保风险等问题，制约着装置的安稳长满优运行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种除盐效果好、自动化程度高、甲醇损失少、环保风险低的甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法。
本方法目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明的一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法，包括以下步骤：
（1）干甲醇储罐中甲醇经甲醇进料泵加压后进入甲酯反应器，在催化剂作用下发生羰基化反应及副反应，反应后产物（20～30%甲酸甲酯）经产品采出阀减压至0.5～0.6MPa后进入气液分离罐闪蒸出CO气体；
（2）气液分离罐中减压闪蒸后的液相经甲酯塔进料控制阀再次减压至0.2～0.25MPa进入甲酯精馏塔进行甲醇、甲酯分离；
（3）甲酯精馏塔底部分釜液经过甲醇冷却器冷却后通过甲酯精馏塔液位调节阀返回干甲醇储罐循环利用，另一部分通过除盐进料泵加压至0.5MPa后进入薄膜蒸发器浓缩分离，气相返回甲酯精馏塔作为热源及汽提，部分固相与甲醇通过自流方式进入残液结晶釜冷却至40-50℃；
（4）为了防止晶体沉积在残液结晶釜底部，残液结晶釜里面有搅拌器，同时将压力设置在0.05～0.1MPag，保证卧螺离心机进料稳定；
（5）打开残液结晶釜底部调节阀将残液送入卧螺离心机进行固液分离，经过卧螺离心机后的液体进入碟式离心机进行再次分离，固体盐从卧螺离心机排渣口排出；
（6）经过碟式离心机后的液体返回干甲醇储罐循环利用，固液盐从碟式离心机排渣口排出。
上述的一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法，其中：经过卧螺离心机后的液体含固量约5‰。
上述的一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法，其中：固液盐中含有少量的约0.5Kg/h甲醇，固液盐经沉淀分离甲醇水后，固体统一收集处理；甲醇水再次返回系统利用，水间断排入污水处理。
本发明同现有技术相比，具有明显的有益效果，由以上技术方案可知：本发明在蝶式离心机之前增加卧螺离心机，粗盐先由卧螺离心机分离出，细盐再随甲醇一起进入碟式离心机进行二次分离，最终将副产物彻底分离。本发明具有除盐效果好、自动化程度高、甲醇损失少、环保风险低等优点，同时对分离甲酸钠等副产物具有很好的经济、环保效益。以年产1.5万吨甲酸甲酯项目计，每年可副产甲酸钠等副产物约200吨，其中甲酸钠含量约90%左右，可作为下游甲酸钠法制甲酸原料使用，2019年甲酸钠（90%）价格约800～1000元/吨，每年可增加销售收入：（800～1000）×200=16～20万元，若不进行处理，只能按化工固体废物处理，处理费用约3000～3500元/吨，每年需增加生产成本为：200×3000～3500=60～70万元，实施后可节约该笔费用。实施前，甲醇损失10吨/月，年损失120吨，按2000元/吨，实施后可节约费用24万元。每年分离甲酸钠等副产物增加电耗：10KW*24*300*0.5=3.6万元，每年合计可节约96～110万元。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中标识：
1、干甲醇储罐，2、甲醇进料泵，3、甲酯反应器，4、产品采出阀，5、气液分离罐，6、甲酯塔进料控制阀，7、甲酯精馏塔，8、甲醇冷却器，9、除盐进料泵，10、薄膜蒸发器，11、残液结晶釜，12、卧螺离心机，13、碟式离心机，14、甲酯精馏塔液位调节阀。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物甲酸钠的分离方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
参见图1所示，一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物甲酸钠的分离方法，包括以下步骤：
（1）干甲醇储罐1中甲醇经甲醇进料泵2加压后进入甲酯反应器3，在催化剂作用下发生羰基化反应及副反应，反应后产物（20～30%甲酸甲酯）经产品采出阀4减压至0.5～0.6MPa后进入气液分离罐5闪蒸出CO气体；
（2）气液分离罐5中减压闪蒸后的液相经甲酯塔进料控制阀6再次减压至0.2～0.25MPa进入甲酯精馏塔7进行甲醇、甲酯分离；
（3）甲酯精馏塔底7部分釜液经过甲醇冷却器8冷却后通过甲酯精馏塔液位调节阀14返回干甲醇储罐1循环利用，另一部分通过除盐进料泵9加压至0.5MPa后进入薄膜蒸发器10浓缩分离，气相返回甲酯精馏塔7作为热源及汽提，部分固相与甲醇通过自流方式进入残液结晶釜11冷却至40-50℃；
（4）为了防止晶体沉积在残液结晶釜11底部，残液结晶釜11里面有搅拌器，同时将压力设置在0.05～0.1MPag，保证卧螺离心机进料稳定；
（5）打开残液结晶釜11底部调节阀将残液送入卧螺离心机12进行固液分离，经过卧螺离心机12后的液体（含固量约5‰）进入碟式离心机13进行再次分离，固体盐从卧螺离心机12排渣口排出进行统一收集包装；
（6）经过碟式离心机13后的液体返回干甲醇储罐1循环利用，固液盐从碟式离心机13排渣口排出，固液盐中含有甲醇（约0.5Kg/h），固液盐经沉淀分离甲醇水后，固体统一收集处理；甲醇水再次返回系统利用，水间断排入污水处理。
工作原理：甲酯精馏塔7分离出甲酯后，一部分经除盐进料泵9加压至0.5MPag将残液送入薄膜蒸发器10，另一部分通过甲酯精馏塔液位调节阀14控制甲酯精馏塔7液位在50～60%后返回干甲醇储罐1。根据进料量与蒸汽量的配比关系（60～70%甲醇量蒸发）和视镜出盐效果进行综合判断浓缩效果，保证残液中晶体大小均匀。残液结晶釜11中液体平稳进入卧螺离心机12，经卧螺离心机12分离后的固体液体进入碟式离心机13进行第二次分离，分离后的液体为干净、透明液体返回干甲醇储罐1循环使用；碟式离心机13排出的固、液物料经沉淀分离甲醇水后，固体统一收集处理，甲醇水再次返回系统利用，水间断排入污水处理。
本发明在甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺分离甲酸钠等副产物，能有效除去系统中的盐、降低反应器堵塞风险，且成盐效果好、甲醇回收率高、环保风险低、装置总体能耗降低，装置安稳长满优运行效果好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法，包括以下步骤：
（1）干甲醇储罐（1）中甲醇经甲醇进料泵（2）加压后进入甲酯反应器（3），在催化剂作用下发生羰基化反应及副反应，反应后产物（20～30%甲酸甲酯）经产品采出阀（4）减压至0.5～0.6MPa后进入气液分离罐（5）闪蒸出CO气体；
（2）气液分离罐（5）中减压闪蒸后的液相经甲酯塔进料控制阀（6）再次减压至0.2～0.25MPa进入甲酯精馏塔（7）进行甲醇、甲酯分离；；
（3）甲酯精馏塔底（7）部分釜液经过甲醇冷却器（8）冷却后通过甲酯精馏塔液位调节阀（14）返回干甲醇储罐（1）循环利用，另一部分通过除盐进料泵（9）加压至0.5MPa后进入薄膜蒸发器（10）浓缩分离，气相返回甲酯精馏塔（7）作为热源及汽提，部分固相与甲醇通过自流方式进入残液结晶釜（11）冷却至40-50℃；
（4）为了防止晶体沉积在残液结晶釜（11）底部，残液结晶釜（11）里面有搅拌器，同时将压力设置在0.05～0.1MPag，保证卧螺离心机进料稳定；
（5）打开残液结晶釜（11）底部调节阀将残液送入卧螺离心机（12）进行固液分离，经过卧螺离心机（12）后的液体进入碟式离心机（13）进行再次分离，固体盐从卧螺离心机（12）排渣口排出；
（6）经过碟式离心机（13）后的液体返回干甲醇储罐1循环利用，固液盐从碟式离心机（13）排渣口排出。
2.如权利要求1所述的一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法，其中：经过卧螺离心机（12）后的液体含固量约5‰。
3.如权利要求1或2所述的一种甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺中副产物的分离方法，其中：固液盐中含有少量的约0.5Kg/h甲醇，固液盐经沉淀分离甲醇水后，固体统一收集处理；甲醇水再次返回系统利用，水间断排入污水处理。
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