CN208532648U

CN208532648U - 利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统

Info

Publication number: CN208532648U
Application number: CN201820815986.1U
Authority: CN
Inventors: 刘伟
Original assignee: Alxa League Lanfeng Chemical Co Ltd
Current assignee: Alxa League Lanfeng Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-02-22
Anticipated expiration: 2028-05-29

Abstract

本实用新型公开了一种利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统，其包括反应釜、耙式干燥机、分馏塔和精馏釜。本实用新型的优点在于，对二级钠进行了有效的处理，不仅解决了二级钠堆积易引发安全事故的问题，对其中的金属钠成分进行了有效的利用，降低了资源的浪费，而且将没有价值的工业废渣进行了二次利用，增加了二级钠的附加值；与传统甲醇钠法生产原甲酸三甲酯相比，两者生产的产物品质基本相同，产品纯度可达99.2％，二级钠无需购买制备成本极大降低。

Description

利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统

技术领域：

本实用新型涉及一种原甲酸三甲酯的制备系统，特别涉及一种利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统。

背景技术：

原甲酸三甲酯，又称三甲氧基甲烷，是一种重要的有机合成中间体，可用于多种医药、染料和香料等的合成，市场需求量逐年递增。传统的原甲酸三甲酯的合成方法一般有金属钠法、甲醇钠法等，其具有技术成熟、工艺简单、收率高等优点，被广泛应用；但由于在制备过程需要金属钠制备甲醇钠，制备成本较高，近年逐渐被淘汰。

二级钠是在金属钠生产过程中产生的，主要含有60-70％的金属钠和钙、镁、钡等。由于二级钠易吸潮，其含金属钠与水反应会生成氢气，能引起氢气燃烧甚至爆炸，是一种危险化学品废渣。目前，二级钠还没有很好的处理方法，只能放在阴凉通风的地方密封储存，不但给许多金属钠生产厂家带来了储存难题，污染环境，而且无法对二级钠中的金属成分进行利用，造成了资源浪费。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种消耗二级钠、降低制备成本的利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统。

本实用新型由如下技术方案实施：利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统，其包括反应釜、耙式干燥机、分馏塔和精馏釜，所述反应釜上设有二级钠投放口、甲醇滴加口和氯仿滴加口，所述反应釜外侧设有循环水夹套；所述反应釜的出口与所述耙式干燥机的进口连接；所述耙式干燥机的蒸发液出口通过冷凝器与蒸发液储罐的进口连接，所述蒸发液储罐的出口与所述分馏塔的进口连接；所述分馏塔的塔顶蒸发气出口通过塔顶冷凝器与强制回流罐的进口连接，所述强制回流罐的出口通过强制回流泵与所述分馏塔的塔顶回流口连接；所述分馏塔的分醇出口与分馏甲醇罐的进口连接，所述分馏塔的浓缩液出口与所述精馏釜的进口连接；所述精馏釜的低沸物出口与低沸物储罐连接，所述精馏釜的出口与通过精馏沉降槽与成品储罐连接。

具体的，所述蒸发液储罐的出口与蒸发液沉降槽的进口连接，所述蒸发液沉降槽的清液出口与所述分馏塔的进口连接。

具体的，所述耙式干燥机的固体出口通过引风机与氯化钠储罐的进口连接。

具体的，所述精馏釜外侧设有盘管和蒸汽夹套，所述低沸物储罐的出口与所述蒸发液储罐的进口连接，所述蒸发液储罐与所述反应釜的所述甲醇滴加口连接。

本实用新型的优点：1、对二级钠进行了有效的处理，不仅解决了二级钠堆积易引发安全事故的问题，对其中的金属钠成分进行了有效的利用，降低了资源的浪费，而且将没有价值的工业废渣进行了二次利用，增加了二级钠的附加值；2、与传统甲醇钠法生产原甲酸三甲酯相比，两者生产的产物品质基本相同，产品纯度可达99.2％，二级钠无需购买，金属钠现市场价位15000元/吨，二级钠生成原甲酸三甲酯单耗是1.14吨/吨，这样原甲酸三甲酯生产成本至少降低15000元/吨，制备成本极大降低。

附图说明：

图1为利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统的整体结构示意图。

图2为反应釜结构示意图。

图3为精馏釜结构示意图。

反应釜1，二级钠投放口11，甲醇滴加口12，氯仿滴加口13，循环水夹套14，耙式干燥机2，冷凝器21，蒸发液储罐3，蒸发液沉降槽4，分馏塔5，塔顶冷凝器51，强制回流罐52，强制回流泵53，分馏甲醇罐54，精馏釜6，低沸物储罐61，精馏沉降槽62，成品储罐63，盘管64，蒸汽夹套65，引风机7，氯化钠储罐8。

具体实施方式：

实施例1：

如图1-3所示，利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统，其包括反应釜1、耙式干燥机2、分馏塔5和精馏釜6，反应釜1上设有二级钠投放口11、甲醇滴加口12和氯仿滴加口13，反应釜1外侧设有循环水夹套14；反应釜1的出口与耙式干燥机2的进口连接；耙式干燥机2的蒸发液出口通过冷凝器21与蒸发液储罐3的进口连接，蒸发液储罐3的出口与蒸发液沉降槽4的进口连接，蒸发液沉降槽4的清液出口与分馏塔5的进口连接；耙式干燥机2的固体出口通过引风机7与氯化钠储罐8的进口连接；分馏塔5的塔顶蒸发气出口通过塔顶冷凝器51与强制回流罐52的进口连接，强制回流罐52的出口通过强制回流泵53与分馏塔5的塔顶回流口连接；分馏塔5的分醇出口与分馏甲醇罐54的进口连接，分馏塔5的浓缩液出口与精馏釜6的进口连接；精馏釜6的低沸物出口与低沸物储罐61连接，精馏釜6的出口与通过精馏沉降槽62与成品储罐63连接，精馏釜6外侧设有盘管64和蒸汽夹套65，低沸物储罐61的出口与蒸发液储罐3的进口连接，蒸发液储罐3与反应釜1的甲醇滴加口12连接。

工作过程：

上述系统中，反应釜1内完成甲醇钠和酯化反应，进行反应前，反应釜1内需要先充入惰性气体，再按照如下方法进行操作；

1、甲醇钠反应具体操作如下：在充满惰性气体的反应釜1内，加入重量份为0.9-1.1分的二级钠，二级钠中含有质量百分比为60-80％的金属钠；先在温度为85℃以下的条件下，向二级钠滴加甲醇，甲醇加入的重量份为5.9-6.1份，滴加过程中温度控制在85℃，至甲醇完全淹没二级钠为止；之后在温度为75-85℃的条件下，再向二级钠滴加剩余甲醇,保温2-3h，以使二级钠与甲醇充分反应，至反应釜1内无固体二级钠、反应釜1内液面无气泡时，反应完成，制得甲醇钠溶液；

2、酯化反应具体操作如下：甲醇钠反应完成后，将反应釜1内的甲醇钠溶液的温度降至67-70℃，向反应釜1内的甲醇钠溶液继续滴加氯仿，氯仿加入的重量份为1.2-1.4份，氯仿滴加完毕后，控制反应釜1内的温度为60-70℃，保温2-3h，制得酯化液；

3、除盐具体操作如下：酯化反应完成后，耙式干燥机2完成脱盐步骤，对酯化液进行蒸馏，控制蒸汽压力为0.1-0.15MPa，对酯化液蒸馏2h，在搅拌速度为5-7r/min、蒸汽压力为0.20.45MPa的条件下继续蒸馏，至温度大于130℃、酯化液中的氯化钠含量低于2％时，制得脱盐液；脱盐得到的脱盐液输送至蒸发液储罐3内暂存，需进行固液分离时输送至蒸发液沉降槽4，分离所得的清液输送至分馏塔5内，分离所得的固体通过引风机7与氯化钠储罐8内；

分馏具体操作如下：除盐完成后，将脱盐液输送至分馏塔5内进行甲醇分离，分离出的甲醇储存在分馏甲醇罐54内，至脱盐液中的酯含量高于97％时，制得浓缩液，所得浓缩液进入精馏釜6中处理；分馏过程中，甲醇的回流通过塔顶冷凝器51、强制回流罐52及强制回流罐52完成，初始时控制分馏塔5的蒸汽压力为0.2-0.4MPa、塔上气压力低于0.04MPa、分料量控制在0.5-0.6m³/h，分馏1h后，检测分馏出的分馏甲醇中的含酯量，当分馏甲醇中的含酯量≤3％时，控制分醇量与回流量的比例为3：1，分醇量为1.4m³/h；当分馏甲醇中的含酯量≥3％时，控制分醇量与回流量的比例为1：3，分醇量为1.4m³/h；当分馏塔5塔釜温度高于95℃时，关闭分醇阀，打开分料阀，将浓缩液输送至浓缩液储罐内。分馏主要是分馏体系中甲醇，根据分馏甲醇中的含酯量来控制回流量，主要是由于，分馏初期时温度大于60℃时，分离出的物质主要是甲醇，而到了分馏后期，由于分馏体系中甲醇含量降低，所以要增大回流量。

精馏具体操作如下：分馏完成后，将浓缩液输送至精馏釜6中进行二次甲醇分离，至浓缩液中的含酯量高于99.2％时，得到原甲酸三甲酯粗成品，原甲酸三甲酯粗成品输送至精馏沉降槽62沉降24h，进行固液分离，得到原甲酸三甲酯成品，原甲酸三甲酯成品输送至成品储罐63储存。精馏过程中，先控制精馏釜6的蒸汽压力为0.2-0.45Mpa、温度低于60℃，精馏1h，分离出的低沸物输送至低沸物储罐61内，低沸物储罐61中甲醇可进入蒸发液储罐3内进行处理后返回至反应釜1进行二次利用；之后，将精馏釜6的蒸汽压力升至0.2-0.45MPa、温度升至97℃以上，分离低沸物，分离出的低沸物输送至低沸物储罐61内；最后，当精馏釜6的的塔顶温度为97.5℃、精馏回流液中的含酯量≥99％，精馏终止，得到原甲酸三甲酯粗成品。精馏过程分段控制主要是由于，甲醇沸点在60℃左右，精馏初期分离出的低沸物主要为甲醇，随着精馏过程的持续，到精馏后期塔顶温度大于等于97℃时，精馏分离出的物质才是原甲酸三甲酯成品，分阶段控制精馏并将不同阶段分离出的物质分别储存，才能保证最终成品的高纯度。

本实施例中，对二级钠进行了有效的处理，不仅解决了二级钠堆积易引发安全事故的问题，对其中的金属钠成分进行了有效的利用，降低了资源的浪费，而且将没有价值的工业废渣进行了二次利用，增加了二级钠的附加值；与传统甲醇钠法生产原甲酸三甲酯相比，两者生产的产物品质基本相同，产品纯度可达99.2％，二级钠无需购买，金属钠现市场价位15000元/吨，二级钠生成原甲酸三甲酯单耗是1.14吨/吨，这样原甲酸三甲酯生产成本至少降低15000元/吨，制备成本极大降低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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

1.利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统，其特征在于，其包括反应釜、耙式干燥机、分馏塔和精馏釜，所述反应釜上设有二级钠投放口、甲醇滴加口和氯仿滴加口，所述反应釜外侧设有循环水夹套；所述反应釜的出口与所述耙式干燥机的进口连接；所述耙式干燥机的蒸发液出口通过冷凝器与蒸发液储罐的进口连接，所述蒸发液储罐的出口与所述分馏塔的进口连接；所述分馏塔的塔顶蒸发气出口通过塔顶冷凝器与强制回流罐的进口连接，所述强制回流罐的出口通过强制回流泵与所述分馏塔的塔顶回流口连接；所述分馏塔的分醇出口与分馏甲醇罐的进口连接，所述分馏塔的浓缩液出口与所述精馏釜的进口连接；所述精馏釜的低沸物出口与低沸物储罐连接，所述精馏釜的出口与通过精馏沉降槽与成品储罐连接。

2.根据权利要求1所述的利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统，其特征在于，所述蒸发液储罐的出口与蒸发液沉降槽的进口连接，所述蒸发液沉降槽的清液出口与所述分馏塔的进口连接。

3.根据权利要求1所述的利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统，其特征在于，所述耙式干燥机的固体出口通过引风机与氯化钠储罐的进口连接。

4.根据权利要求1所述的利用二级钠制备原甲酸三甲酯的系统，其特征在于，所述精馏釜外侧设有盘管和蒸汽夹套，所述低沸物储罐的出口与所述蒸发液储罐的进口连接，所述蒸发液储罐与所述反应釜的所述甲醇滴加口连接。