一種合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法及裝置製造方法
2023-05-02 09:16:11
一種合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，包括：從羰化反應器出來的氣體經冷卻、氣液分離後，進入洗氣塔下部，與所述洗氣塔上部噴灑下來的甲醇液進行逆向吸收，進一步回收其中的DMO，由洗氣塔頂出來經氣液分離後，循環氣再通過循環氣壓縮機提壓後回到酯化工序循環利用；所述洗氣塔中的釜液經釜液泵一部分循環至所述洗氣塔的上部，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經加熱器加熱到60～65℃後進入所述洗氣塔的上部。本發明所述方法使所述洗氣塔在最佳的操作條件下，既能保證塔頂出口氣體不帶液至循環氣壓縮機，又能杜絕草酸二甲酯結晶堵塞填料被迫停車的現象發生。
【專利說明】—種合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種草酸二甲酯的製備方法及裝置，特別是涉及一種用於合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法及裝置。
【背景技術】
[0002]目前合成氣制乙二醇的生產主要是經CO氣相催化偶聯制草酸二甲酯(簡稱DM0)、草酸二甲酯與氫氣的加氫催化反應制粗乙二醇和粗乙二醇的精製提純等步驟。而其中草酸二甲酯的合成主要包括以下兩部分:
[0003]1、CO與亞硝酸甲酯(簡稱麗)反應生成草酸二甲酯與NO，
[0004]反應式為:2CH30N0+2C0— (COOCH3) 2+2N0
[0005]2、NO與甲醇、O2反應實現麗的再生，
[0006]反應式為:2N0+l/202+2CH30H— 2CH30N0+H20
[0007]如圖1所示，從羰化反應器出來的反應後氣體(主要組分是N2、CO、NO、麗、DM0)經冷卻、氣液分離後，氣相則進入洗氣塔I下部，與塔頂噴灑下來的甲醇液進行逆向吸收，將氣相中未被完全冷凝下來的草酸二甲酯進一步回收。吸收後的氣體從塔頂經氣液分離器3分離後，氣相由循環氣壓縮機提壓後回酯化工序循環利用。釜液經釜液泵6 —部分循環至所述洗氣塔I的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔進行回收。
[0008]存在的問題:通常從 羰化反應器出來的反應後氣體溫度在65°C左右進入所述洗氣塔I的下部，在生產的工藝控制中一般通過塔釜再沸器4將塔釜溫度控制的比較高在90°C左右，塔頂溫度在30~40°C，釜液則由釜液泵6提壓經冷卻器5冷卻到50°C左右送到塔的上部。塔釜溫度控制的高會造成釜液中的草酸二甲酯發生分解、碳化、變色，嚴重影響到草酸二甲酯的產品質量，另外塔釜溫度過高會使整個塔體的溫度偏高，增大塔頂內冷器的負荷，嚴重時會造成甲醇液滴不能被完全冷卻下來而隨塔頂出口氣體帶出，一旦進入循環氣壓縮機後會嚴重威脅到設備和生產的安全運行。
[0009]如將塔釜溫度控制的低些在60°C左右，這樣雖然解決了塔頂氣體帶液的問題，但同時又出現了塔內草酸二甲酯堵塞填料的問題。當塔釜溫度降下以後，整個塔體的溫度也就下來了，這時循環液進入塔中部的溫度也隨下降，即便把冷卻器5的循環冷卻水關掉，循環液進塔的溫度也只有30°C左右，再加上塔頂加入的新鮮甲醇也只是常溫。常壓下草酸二甲酯在54°C時就會結晶析出，雖然草酸二甲酯能夠溶於甲醇，但它的溶解也不是完全互溶的，一般在30°C時甲醇最多也只能溶解30%的草酸二甲酯，洗氣塔釜液的草酸二甲酯濃度高時能達到40%左右，此時從操作上加大了塔頂吸收液甲醇的使用量來降低草酸二甲酯的濃度，加大草酸二甲酯在甲醇中的溶解，雖然這種狀況有時能夠得以緩解，但這同時也大大增加了後面草酸二甲酯回收塔的生產負荷及各種消耗。但更多的情況會出現部分草酸二甲酯結晶析出堵塞在填料表面，整個洗氣塔的氣液相的吸收無法進行，造成整個裝置的生產被迫停車，進行人工清理疏通。
【發明內容】
[0010]本發明要解決的技術問題是提供一種用於合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，洗氣塔在最佳的操作條件下，既能保證塔頂出口氣體不帶液至循環氣壓縮機，又能杜絕草酸二甲酯結晶堵塞填料被迫停車的現象發生。[0011]一種合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，包括如下步驟:
[0012]從羰化反應器出來的氣體(主要組分是N2、CO、NO、麗、DM0)經冷卻、氣液分離捕集絕大部分液相DMO後，氣相中少量未被完全冷凝下的含有DMO反應後氣體進入洗氣塔下部，與所述洗氣塔上部噴灑下來的甲醇液進行逆向吸收進一步回收其中的DMO後，從所述洗氣塔頂出來進行氣液分離，再由循環氣壓縮機提壓後回到酯化工序循環利用；所述洗氣塔中的釜液經釜液泵一部分循環至所述洗氣塔的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔進行回收；
[0013]其中，由所述釜液泵抽出的釜液經加熱器加熱到60~65°C後進入所述洗氣塔的中部。
[0014]本發明所述的合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，其中所述洗氣塔的塔身溫度保持在40~50°C之間，所述洗氣塔的塔頂溫度保持在30~40°C。
[0015]本發明所述的合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，其中所述甲醇液為常溫。
[0016]一種製備草酸二甲酯的裝置，包括洗氣塔，其上部和下部分別與甲醇液輸入管路和羰化反應氣管路相連通，所述洗氣塔的底部與加熱器的入口相連，所述加熱器的出口與所述洗氣塔的上部相連通；所述洗氣塔和所述加熱器之間的管路上設置有釜液泵。
[0017]本發明所述的製備草酸二甲酯的裝置，其中，所述洗氣塔的頂部與氣液分離器中部的入口相連通，所述氣液分離器具有分別設置在其頂部和底部的兩個出口，所述頂部的出口與循環氣壓縮機相連，所述底部的出口與所述洗氣塔的上部相連。
[0018]本發明所述合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法與現有技術不同之處在於:
[0019]本發明所述方法省去了塔釜再沸器，節省了設備投資，降低了循環冷卻水和蒸汽的能耗；採用加熱器替代循環冷卻器，並控制加熱器的溫度為60~65°C，以控制進入所述洗氣塔的上部的循環液溫度，同時所述洗氣塔的塔身溫度保持在40~50°C之間，所述洗氣塔的塔頂溫度保持在30~40°C，避免了塔釜溫度控制的過高而致草酸酯進一步分解等副反應的發生，保證了草酸二甲酯的質量；杜絕了因草酸二甲酯結晶堵塞塔填料致整個裝置全部停車現象的發生，確保了生產的長周期穩定運行，同時也減輕了工人疏通堵塞草酸二甲酯結晶物的勞動強度；四防止洗氣塔頂帶液而對循環氣壓縮機設備造成的損壞，保證了設備的安全運行。
[0020]本發明所述裝置簡單，節省了設備投資，降低了循環冷卻水和蒸汽的能耗。
[0021]下面結合附圖對本發明所述方法及裝置作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為現有技術中用來製備草酸二甲酯的裝置的結構示意圖；
[0023]圖2為本發明中用來製備草酸二甲酯的裝置的結構示意圖。【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]一種合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，包括如下步驟:
[0026]從羰化反應器出來的氣體(主要組分是N2、CO、NO、麗、DM0)經冷卻、氣液分離捕集絕大部分液相DMO後，氣相中少量未被完全冷凝下的含有DMO反應後氣體進入洗氣塔I下部，與所述洗氣塔I上部噴灑下來的甲醇液進行逆向吸收進一步回收其中的DMO後，從所述洗氣塔I頂出來進行氣液分離，含有N2、CO、NO、MN的循環氣再通過循環氣壓縮機提壓後回到酯化工序循環利用；
[0027]所述洗氣塔I中的釜液經釜液泵6 —部分循環至所述洗氣塔I的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔進行甲醇與DMO的分離提純；
[0028]其中，由所述釜液泵6抽出的釜液經加熱器2加熱到60°C後進入所述洗氣塔I的上部，所述洗氣塔I的塔身溫度保持在40~50°C之間，所述洗氣塔I的塔頂溫度保持在30~40°C，所述甲醇液為常溫。
[0029]所述釜液中主要是草酸二甲酯和甲醇，將釜液循環主要是為了控制所述洗氣塔的溫度，同時也可以回收利用釜液中的甲醇。
[0030]所述釜液的具體流向由現有技術中的多組閥門或其他任何一種可以控制流向的裝置來實現的，通過控制 所述釜液可以單獨流向某個方向，也可以同時流向兩個方向，具體至於兩個方向的分配比例，是要通過塔的物料平衡進行調節的，視具體情況而定。
[0031]實施例2
[0032]所述加熱器2將所述釜液加熱到65°C後進入所述洗氣塔I的上部，所述洗氣塔I的塔身溫度保持在41~45°C之間，所述洗氣塔I的塔頂溫度保持在32~35°C，所述甲醇液為常溫。其他同實施例1。
[0033]實施例3
[0034]所述加熱器2將所述釜液加熱到62°C後進入所述洗氣塔I的上部，所述洗氣塔I的塔身溫度保持在42~48°C之間，所述洗氣塔I的塔頂溫度保持在31~38°C，所述甲醇液為常溫。其他同實施例1。
[0035]實施例4
[0036]一種製備草酸二甲酯的裝置，如圖2所示，包括洗氣塔1，其上部和下部分別與甲醇液輸入管路和羰化反應氣管路相連通，所述洗氣塔I的底部與加熱器2的入口相連，所述加熱器2的出口與所述洗氣塔I的上部相連通；所述洗氣塔I和所述加熱器2之間的管路上設置有釜液泵6。
[0037]所述洗氣塔I的頂部與氣液分離器3中部的入口相連通，所述氣液分離器3具有分別設置在其頂部和底部的兩個出口，所述頂部的出口與循環氣壓縮機相連，所述底部的出口與所述洗氣塔I的上部相連。
[0038]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，其特徵在於:包括如下步驟: 從羰化反應器出來的氣體經冷卻、氣液分離捕集絕大部分液相DMO後,氣相中少量未被完全冷凝下的含有DMO反應後氣體進入洗氣塔下部，與所述洗氣塔上部噴灑下來的甲醇液進行逆向吸收進一步回收其中的DMO後，從所述洗氣塔頂出來進行氣液分離，再由循環氣壓縮機提壓後回到酯化工序循環利用；所述洗氣塔中的釜液經釜液泵一部分循環至所述洗氣塔的上部，一部分送至草酸二甲酯回收塔進行回收； 其中，由所述釜液泵抽出的釜液經加熱器加熱到60~65°C後進入所述洗氣塔的上部。
2.根據權利要求1所述的合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，其特徵在於:所述洗氣塔的塔身溫度保持在40~50°C之間，所述洗氣塔的塔頂溫度保持在30~40。。。
3.根據權利要求2所述的合成氣制乙二醇工藝中草酸二甲酯的製備方法，其特徵在於:所述甲醇液為常溫。
4.一種製備草酸二甲酯的裝置，其特徵在於:包括洗氣塔(1)，其上部和下部分別與甲醇液輸入管路和羰化反應氣管路相連通，所述洗氣塔(I)的底部與加熱器(2)的入口相連，所述加熱器(2 )的出口與所述洗氣塔(I)的上部相連通；所述洗氣塔(I)和所述加熱器(2 )之間的管路上設置有釜液泵 (6 )。
5.根據權利要求4所述的製備草酸二甲酯的裝置，其特徵在於:所述洗氣塔(I)的頂部與氣液分離器(3)中部的入口相連通，所述氣液分離器(3)具有分別設置在其頂部和底部的兩個出口，所述頂部的出口與循環氣壓縮機相連，所述底部的出口與所述洗氣塔(I)的上部相連。
【文檔編號】C07C67/48GK103467290SQ201310430489
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】李紅, 段巍, 周軍 申請人:安徽淮化股份有限公司