CN204824678U - 一种采用逆流工艺生产甲酸钠的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，属于化工技术领域。该装置包括主反应塔、预反应塔、气气换热器、CO原料气加热器、冷却器、动力泵、液液换热器和液碱加热器，所述气气换热器的热气出口与主反应塔底部的进气口之间连有CO原料气加热器，所述主反应塔顶部的出气口与预反应塔底部的进气口连接，所述主反应塔底部的出液口与液液换热器的热液进口连接，所述预反应塔底部的出液口通过动力泵与主反应塔顶部的进液口连接，所述预反应塔顶部的出气口与气气换热器的热气入口连接，所述气气换热器的冷气出口连有冷却器，所述预反应塔顶部的进液口与液液换热器的热碱液出口连接，所述液液换热器的冷碱液入口与液碱加热器连接。
Description
技术领域
本实用新型属于化工技术领域，涉及一种采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，尤其涉及一种利用原料气中CO与逆向流动的NaOH溶液在一定工艺设备条件下反应生成甲酸钠的装置。
背景技术
甲酸钠是一种重要的基础化工原料，用于甲酸、草酸、保险粉的生产。还可以用于还原剂和消毒剂，用于饲料保鲜剂、蔗糖催熟剂、染料添加剂，作为生产化妆品、洗涤剂的生产。
现有的合成工艺生产甲酸钠的方法采用的是管式反应器，总长度达到170-200米，反应液体与反应气体一起在反应管中并流流动，接触反应阻力大，一般压差在0.9-1.1MPa，动力消耗大，反应压力波动大，采出液不能均衡采出。尾气中CO指标波动大，时高时低，对后工段工艺控制影响较大，再者热量损失大，能耗高。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，该装置是利用原料气中CO与逆向流动的NaOH溶液在一定的设备工艺条件反应生成甲酸钠，达到系统生产阻力小，能耗低，稳定工艺操作条件，简单方便，能广泛应用。所述技术方案如下：
本实用新型实施例提供了一种采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，该装置包括主反应塔1、预反应塔2、气气换热器3、CO原料气加热器4、冷却器5、动力泵7、液液换热器8和液碱加热器11，所述气气换热器3的热气出口与主反应塔1底部的进气口之间连有CO原料气加热器4，所述主反应塔1顶部的出气口与预反应塔2底部的进气口连接，所述主反应塔1底部的出液口与液液换热器8的热液进口连接，所述预反应塔2底部的出液口通过动力泵7与主反应塔1顶部的进液口连接，所述预反应塔2顶部的出气口与气气换热器3的冷气入口连接，所述气气换热器3的热气出口连有冷却器5，所述预反应塔2顶部的进液口与液液换热器8的热液出口连接，所述液液换热器8的冷液入口与液碱加热器11连接。
其中，本实用新型实施例中的主反应塔1包括填料塔或板式塔或其组合。
其中，本实用新型实施例中的预反应塔2包括填料塔或板式塔或其组合。
其中，本实用新型实施例中的板式塔为垂直筛板塔或泡罩塔。
进一步地，本实用新型实施例中的主反应塔1或预反应塔2可以由多个反应塔串联组成。
其工作过程为，压力为1.5-3.0MPa、CO含量为30%左右的原料气通过原料气阀门6经气气换热器3和CO原料气加热器4后，温度达到130-180℃进入主反应塔1底部，从下向上与上部向下流动的由动力泵7送来的自预反应塔2来的预反应液逆向接触反应，高浓度CO与预反应液中低浓度NaOH逆向接触反应生产甲酸钠溶液。反应后的原料气进入预反应塔2与上部下来的17-20wt%浓度的碱液逆向接触反应，预反应塔2顶部出来的气体（CO降低到0.1-2%）进入气气换热器3与30-50℃原料气换热后温度降到60-70℃后进入冷却器5后，反应气体温度降到30-40℃后，进入后工段回收利用。17-20wt%浓度的碱液经过碱液泵9加压到2.0-3.5MPa后进入碱液加热器11加热到100-160℃，经过液液换热器8换热后升高到120-180℃进入预反应塔2，与主反应塔1来的反应尾气中少量CO逆向接触反应，使出预反应塔2的尾气中CO降到0.1-2%内。预反应塔2的反应液是NaOH和HCOONa的混合液，经动力泵7打入主反应塔1，混合液中较低浓度NaOH与主反应塔1底部进入高浓度CO气体逆向接触充分反应。混合液中NaOH降到0-0.1%成为合格的甲酸钠合成液。160-180℃的合成液，从主反应塔1底部出来进入液液换热器8温度降为100-150℃后，通过采出阀门10送入浓缩工段，浓缩后干燥成合格的颗粒状甲酸钠成品。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型提供的采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，实现了NaOH溶液与气体流动逆向接触，高浓度的NaOH与低CO含量尾气充分反应，保证出反应系统尾气中CO达到最低，既提高了反应收率，又不至于CO含量高影响后工段生产。逆向流动中反应液中低浓度NaOH与原料气高浓度CO接触反应，使反应液中NaOH含量降到0-0.1%，甲酸钠产品质量达到最佳。同时，降低系统阻力，动力消耗低，热量得到回收利用，能耗低。设备投入少，操作简单，适于广泛应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的采用逆流工艺生产甲酸钠的装置的结构示意图。
图中：1主反应塔、2预反应塔、3气气换热器、4CO原料气加热器、5冷却器、6原料气阀门、7动力泵、8液液换热器、9碱液泵、10采出阀、11碱液加热器。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1，本实用新型实施例提供了一种采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，该装置包括主反应塔1、预反应塔2、气气换热器3、CO原料气加热器4、冷却器5、动力泵7、液液换热器8和液碱加热器11等。气气换热器3的冷气入口与CO原料气储罐或CO原料气发生装置连接（之间设有原料气阀门6），气气换热器3的热气出口与主反应塔1底部的进气口之间连有CO原料气加热器4。主反应塔1顶部的出气口与预反应塔2底部的进气口连接，主反应塔1底部的出液口与液液换热器8的热液进口连接，液液换热器8的冷液出口通过采出阀10与浓缩装置（可以为二效或者三效浓缩器）连接。预反应塔2底部的出液口通过动力泵7与主反应塔1顶部的进液口（设有喷淋结构）连接，预反应塔2顶部的出气口与气气换热器3的热气入口连接，气气换热器3的冷气出口连有冷却器5，冷却器5与尾气处理工段连接。预反应塔2顶部的进液口（设有喷淋结构）与液液换热器8的热碱液出口连接，液液换热器8的冷碱液入口与液碱加热器11的出口连接，液碱加热器11的入口与碱液泵9连接。前述结构中，各结构通过管路连接，且根据需要设置温度计和压力表等结构。
其中，本实用新型实施例中的主反应塔1包括填料塔或板式塔或其组合。
其中，本实用新型实施例中的预反应塔2包括填料塔或板式塔或其组合。
进一步地，本实用新型实施例中的板式塔为垂直筛板塔或泡罩塔，优选为泡罩塔。
进一步地，本实用新型实施例中的主反应塔1或预反应塔2可以由多个反应塔串联组成。
其具体生产过程如下：
压力为2.5MPa、CO含量为30%的原料气通过原料气阀门6经气气换热器3和CO原料气加热器4后，温度达到160℃进入主反应塔1底部，从下向上与上部向下流动的由动力泵7送来的来自预反应塔2的预反应液逆向接触反应，高浓度CO与预反应液中低浓度的NaOH反应生产甲酸钠溶液。反应后的原料气进入预反应塔2与上部下来的18wt%浓度的碱液逆向接触反应，温度165℃，预反应塔顶部出来的气体（CO含量降低到0.5%），进入气气换热器3与35℃原料气经换热后温度降到60℃后进入冷却器5后，反应气体温度降到35℃后，进入后工段回收利用。
18wt%浓度的碱液经过碱液泵9加压到3.0MPa后进入碱液加热器11加热到130℃，经过液液换热器8换热后升高到160℃进入预反应塔2，与主反应塔1来的反应尾气中少量CO逆向接触反应，使出预反应塔2的尾气中CO降到0.1%。预反应塔2的反应液是NaOH和HCOONa的混合液经动力泵7打入主反应塔1，混合液中低浓度的NaOH与主反应塔1底部进入高浓度CO气体逆向接触充分反应。混合液中NaOH降到0.01%为合格的甲酸钠合成液。180℃的合成液，从主反应塔1底部出来进入液液换热器8温度降为110℃后，通过采出阀门10送入浓缩工段，浓缩后干燥成合格的颗粒状甲酸钠成品。
本实用新型提供的采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，实现了NaOH溶液与气体流动逆向接触，高浓度的NaOH与低CO含量尾气充分反应，保证出反应系统尾气中CO达到最低，既提高了反应收率，又不至于CO含量高影响后工段生产。逆向流动中反应液中低浓度NaOH与原料气高浓度CO接触反应，使反应液中NaOH含量降到0-0.1%，甲酸钠产品质量达到最佳。同时，降低系统阻力，动力消耗低，热量得到回收利用，能耗低。设备投入少，操作简单，适于广泛应用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，其特征在于，包括主反应塔(1)、预反应塔(2)、气气换热器(3)、CO原料气加热器(4)、冷却器(5)、动力泵(7)、液液换热器(8)和液碱加热器(11)；所述气气换热器(3)的热气出口与主反应塔(1)底部的进气口之间连有CO原料气加热器(4)；所述主反应塔(1)顶部的出气口与预反应塔(2)底部的进气口连接，所述主反应塔(1)底部的出液口与液液换热器(8)的热液进口连接；所述预反应塔(2)底部的出液口通过动力泵(7)与主反应塔(1)顶部的进液口连接，所述预反应塔(2)顶部的出气口与气气换热器(3)的热气入口连接；所述气气换热器(3)的冷气出口连有冷却器(5)，所述预反应塔(2)顶部的进液口与液液换热器(8)的热液出口连接，所述液液换热器(8)的冷液入口与液碱加热器(11)连接。
2.根据权利要求1所述的采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，其特征在于，所述主反应塔(1)包括填料塔或板式塔或其组合。
3.根据权利要求1所述的采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，其特征在于，所述预反应塔(2)包括填料塔或板式塔或其组合。
4.根据权利要求2或3所述的采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，其特征在于，所述板式塔为垂直筛板塔或泡罩塔。
5.根据权利要求1所述的采用逆流工艺生产甲酸钠的装置，其特征在于，所述主反应塔(1)或预反应塔(2)可以由多个反应塔串联组成。
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