用于甲酸的制取裝置制造方法
【專利摘要】一種用于甲酸的制取裝置，包含有具有預(yù)混合器（3）、水解反應(yīng)器（6）、精餾塔Ⅰ（7）和精餾塔Ⅱ（12）的甲酸的制取裝置本體，其中用于水和甲酸甲酯混和的預(yù)混合器（3）、與預(yù)混合器（3）連通的水解反應(yīng)器（6）、與水解反應(yīng)器（6）連通的精餾塔Ⅰ（7）、與精餾塔Ⅰ（7）連通的精餾塔Ⅱ（12），精餾塔Ⅱ（12）的頂端輸出口端設(shè)置為與預(yù)混合器（3）的輸入口端連通，二級精餾塔分離過程的附產(chǎn)品作為水和甲酸甲酯水解反應(yīng)的催化劑，不需要外加催化劑，也不發(fā)生其它副反應(yīng)，因此提高了甲酸的質(zhì)量。
【專利說明】用于甲酸的制取裝置
[0001]一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及一種用于甲酸的制取裝置，尤其是一種具有兩級精餾塔的甲酸的制取方法和裝置。
[0003]二、【背景技術(shù)】
[0004]甲酸是基本有機(jī)化工原料之一，廣泛用于農(nóng)藥、皮革、染料、醫(yī)藥和橡膠等工業(yè)，甲酸可直接用于織物加工、鞣革、紡織品印染和青飼料的貯存，也可用作金屬表面處理劑、橡膠助劑和工業(yè)溶劑，在有機(jī)合成中用于合成各種甲酸酯、吖啶類染料和甲酰胺系列醫(yī)藥中間體，因此甲酸是一種重要的化工產(chǎn)品，在現(xiàn)有的用于甲酸的制取裝置中，需要外加無機(jī)酸催化，同時因發(fā)生逆向酯化反應(yīng)使水解轉(zhuǎn)化率很低。
[0005]三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述技術(shù)缺點，本實用新型的目的是提供一種用于甲酸的制取裝置，因此提高了甲酸的質(zhì)量。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:包含有具有預(yù)混合器、水解反應(yīng)器、精餾塔I和精餾塔II的甲酸的制取裝置本體，其中用于水和甲酸甲酯混和的預(yù)混合器、與預(yù)混合器連通的水解反應(yīng)器、與水解反應(yīng)器連通的精餾塔1、與精餾塔I連通的精餾塔II，精餾塔II的頂端輸出口端設(shè)置為與預(yù)混合器的輸入口端連通。
[0008]由于設(shè)計了二級精餾塔分離過程的附產(chǎn)品作為水和甲酸甲酯水解反應(yīng)的催化劑，不需要外加催化劑，也不發(fā)生其它副反應(yīng)，因此提高了甲酸的質(zhì)量。
[0009]本實用新型設(shè)計了，甲酸的制取裝置本體還包含有預(yù)熱器、再沸器1、冷凝器1、再沸器II和冷凝器II，預(yù)混合器的輸入口端設(shè)置為分別與水罐和甲酸甲酯罐連通，預(yù)混合器輸出口端設(shè)置為通過預(yù)熱器與水解反應(yīng)器的輸入口端連通，水解反應(yīng)器輸出口端設(shè)置為與精餾塔I的輸入口端連通，再沸器I設(shè)置為與精餾塔I的加熱源連通，精餾塔I的頂端氣體輸出口端設(shè)置為與冷凝器I的輸入口端連通，冷凝器I的輸出口端設(shè)置為一路與精餾塔I的輸入口端連通、另一路與甲酸甲酯合成塔的輸入口端連通，精餾塔I的底端輸出口端設(shè)置為通過泵體與精餾塔II的輸入口端連通，再沸器II設(shè)置為與精餾塔II的加熱源連通，精餾塔II的頂端氣體輸出口端設(shè)置為與冷凝器II的輸入口端連通，冷凝器II的輸出口端設(shè)置為一路與精餾塔II的輸入口端連通、另一路與預(yù)混合器的輸入口端連通，精餾塔II的底端輸出口端設(shè)置為通過泵體與甲酸成品罐的輸入口端連通。
[0010]本實用新型設(shè)計了，精餾塔I設(shè)置為一級精餾塔，精餾塔II設(shè)置為二級精餾塔。
[0011]本實用新型設(shè)計了，還包含有閃蒸裝置，閃蒸裝置設(shè)置在精餾塔I中。
[0012]本實用新型設(shè)計了，閃蒸裝置設(shè)置為包含有罐體、噴淋頭和絲網(wǎng)填料層，在罐體的頂端面上設(shè)置有氣相出口并在罐體的底端面上設(shè)置有液相出口，噴淋頭設(shè)置在罐體81的中間部位，絲網(wǎng)填料層設(shè)置在罐體的氣相出口部位，噴淋頭設(shè)置為與水解反應(yīng)器輸出口端連通。
[0013]在本技術(shù)方案中，預(yù)混合器、水解反應(yīng)器、精餾塔I和精餾塔II為本實用新型的重要技術(shù)特征，在用于甲酸的制取裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】中，具有新穎性、創(chuàng)造性和實用性，而在在精餾塔I中設(shè)置有閃蒸裝置，產(chǎn)生了提高甲酸的質(zhì)量和節(jié)能的技術(shù)效果。
[0014]四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的示意圖:
[0016]圖2為閃蒸裝置8的示意圖。
[0017]五、【具體實施方式】
[0018]圖1為本實用新型的一個實施例，結(jié)合附圖具體說明本實施例，一種用于甲酸的制取裝置，包含有預(yù)混合器3、預(yù)熱器5、水解反應(yīng)器6、精餾塔I 7、再沸器I 9、冷凝器I 10、精餾塔II 12、再沸器II 14、冷凝器II 15和閃蒸裝置8，閃蒸裝置8設(shè)置在精餾塔I 7中，預(yù)混合器3的輸入口端設(shè)置為分別與水罐和甲酸甲酯罐連通，預(yù)混合器3輸出口端設(shè)置為通過預(yù)熱器5與水解反應(yīng)器6的輸入口端連通，水解反應(yīng)器6輸出口端設(shè)置為與精餾塔
I7的輸入口端連通，再沸器I 9設(shè)置為與精餾塔I 7的加熱源連通，精餾塔I 7的頂端氣體輸出口端設(shè)置為與冷凝器I 10的輸入口端連通，冷凝器I 10的輸出口端設(shè)置為一路與精餾塔I 7的輸入口端連通、另一路與甲酸甲酯合成塔的輸入口端連通，精餾塔I 7的底端輸出口端設(shè)置為通過泵體與精餾塔II 12的輸入口端連通，再沸器II 14設(shè)置為與精餾塔
II12的加熱源連通，精餾塔II 12的頂端氣體輸出口端設(shè)置為與冷凝器II 15的輸入口端連通，冷凝器II 15的輸出口端設(shè)置為一路與精餾塔II 12的輸入口端連通、另一路與預(yù)混合器3的輸入口端連通，精餾塔II 12的底端輸出口端設(shè)置為通過泵體與甲酸成品罐的輸入口端連通。
[0019]在本實施例中，精餾塔I 7設(shè)置為一級精餾塔，精餾塔II 12設(shè)置為二級精餾塔。
[0020]在本實施例中，閃蒸裝置8設(shè)置為包含有罐體81、噴淋頭82和絲網(wǎng)填料層83，在罐體81的頂端面上設(shè)置有氣相出口并在罐體81的底端面上設(shè)置有液相出口，噴淋頭82設(shè)置在罐體81的中間部位，絲網(wǎng)填料層83設(shè)置在罐體81的氣相出口部位，噴淋頭82設(shè)置為與水解反應(yīng)器6輸出口端連通。
[0021]制取方法，其步驟是:把水和甲酸甲酯混合時，加入含量為3-7 %的甲酸溶液，然后依次經(jīng)過水解反應(yīng)、一級精餾塔分離過程和二級精餾塔分離過程，其中含量為3-7%的甲酸溶液設(shè)置為二級精餾塔分離過程的附產(chǎn)品。
[0022]具體的步驟是:
[0023]a、按照重量比例，把水和甲酸甲酯1:1.4-1.7混合，在混合時加入含量為3_7%的甲酸溶液，形成二元混合液。
[0024]b、在溫度為135_140°C、壓力為1.2-1.3Mpa的環(huán)境下，二元混合液進(jìn)行水解反應(yīng)。
[0025]C、經(jīng)過水解反應(yīng)的二元混合液進(jìn)入一級精餾塔中，在溫度為95_105°C的一級精餾塔中作用進(jìn)行分離，經(jīng)過一級精餾塔的頂部的氣體進(jìn)過冷凝后一部分進(jìn)入一級精餾塔、另一部分進(jìn)入甲酸甲酯合成塔、一級精餾塔的底部的混合物進(jìn)入二級精餾塔中。
[0026]d、經(jīng)過一級精餾塔分離的混合物進(jìn)入二級精餾塔中，在溫度為145_155°C的一級精餾塔中進(jìn)行分離，經(jīng)過二級精餾塔的頂部的氣體進(jìn)過冷凝后一部分進(jìn)入二級精餾塔、另一部分即為含量為3-7%的甲酸溶液再與第一步的水和甲酸甲酯混合液混合、二級精餾塔的底部的液體即為含量為85% -95%的甲酸。
[0027]在精餾塔II 12頂端氣體中得到的低濃度的甲酸溶液，再作為水和甲酸甲酯水解反應(yīng)的催化劑，不需要外加催化劑。在閃蒸裝置8作用下，在精餾塔I 7中，甲醇與甲酸甲酯被迅速閃蒸出來，上升至塔頂，甲酸與水移向塔底，一是有效減少了甲酸與甲醇的接觸時間；二是通過閃蒸裝置8作用，精餾塔I 7物料分離所需溫度、壓力降低，從而抑制甲酸和甲醇的再酯化反應(yīng)，采用本實用新型可以使逆向酯化率控制在2%以內(nèi)，單程水解轉(zhuǎn)化率可達(dá)40%，優(yōu)于傳統(tǒng)工藝因發(fā)生逆向酯化反應(yīng)水解轉(zhuǎn)化率不足20%的水平；同時通過降低精餾塔I 7內(nèi)溫度壓力，減少了設(shè)備和蒸汽消耗。
[0028]使用本實施例試驗，通過本實施例生產(chǎn)的甲酸，通過二塔返回的甲酸水溶液作為自催化劑，水解過程不用外加催化劑，不存在其他副反應(yīng)，擺脫了以往用外加無機(jī)酸催化帶來的缺陷。水解后混合物料經(jīng)過反應(yīng)器出口控壓閥，經(jīng)減壓后進(jìn)入一塔特殊的閃蒸裝置，甲醇與甲酸甲酯被迅速閃蒸出來，上升至塔頂，甲酸與水移向塔底。一是有效減少了甲酸與甲醇的接觸時間；二是通過閃蒸裝置一塔物料分離所需溫度、壓力降低，從而抑制甲酸和甲醇的再酯化反應(yīng)。采用本實用新型可以使逆向酯化率控制在2%以內(nèi)，單程水解轉(zhuǎn)化率可達(dá)40%，優(yōu)于傳統(tǒng)工藝因發(fā)生逆向酯化反應(yīng)水解轉(zhuǎn)化率不足20%的水平。同時通過降低精餾塔內(nèi)溫度壓力減少了設(shè)備和蒸汽消耗?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中存在單程轉(zhuǎn)化率低、操作要求高等現(xiàn)實問題，現(xiàn)工藝可提高單程轉(zhuǎn)化率和降低能耗。本實用新型操作方便，反應(yīng)器配料按照一定比例混合后，易于進(jìn)行連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0029]本實施例中，閃蒸裝置8把罐體81內(nèi)腔分割成位于下方的噴淋分離室和位于上方的擴(kuò)容室。閃蒸裝置8的物料進(jìn)口設(shè)有噴淋裝置，進(jìn)入閃蒸裝置8的氣液混合物料經(jīng)噴淋裝置噴淋后進(jìn)行閃蒸，增強(qiáng)了氣液混合物料的閃蒸效果，并進(jìn)一步經(jīng)過絲網(wǎng)填料的分離，提高了氣液分離效果，提高了分離出的氣、液產(chǎn)品的純度。
[0030]本實用新型具有下特點:
[0031]1、由于設(shè)計了二級精餾塔分離過程的附產(chǎn)品作為水和甲酸甲酯水解反應(yīng)的催化齊U，不需要外加催化劑，也不發(fā)生其它副反應(yīng)，因此提高了甲酸的質(zhì)量。
[0032]2、由于設(shè)計了起閃蒸作用的裝置，減少了甲酸與甲醇的接觸時間，提高了甲酸的質(zhì)量，降低精餾分離的壓力和溫度，降低了能耗。
[0033]3、由于設(shè)計了預(yù)混合器3、預(yù)熱器5、水解反應(yīng)器6、精餾塔I 7、再沸器I 9、冷凝器I 10、精餾塔II 12、再沸器II 14和冷凝器II 15，適合大規(guī)模的甲酸生產(chǎn)，提高了日生產(chǎn)量。
[0034]上述實施例只是本實用新型所提供的用于甲酸的制取裝置【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的一種實現(xiàn)形式，根據(jù)本實用新型所提供的方案的其他變形，增加或者減少其中的成份或步驟，或者將本實用新型用于其他的與本實用新型接近的【技術(shù)領(lǐng)域】，均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于甲酸的制取裝置，其特征是:包含有具有預(yù)混合器(3)、水解反應(yīng)器(6)、精餾塔I (7)和精餾塔II (12)的甲酸的制取裝置本體，其中用于水和甲酸甲酯混和的預(yù)混合器(3)、與預(yù)混合器(3)連通的水解反應(yīng)器(6)、與水解反應(yīng)器(6)連通的精餾塔I (7)、與精餾塔I (7)連通的精餾塔II (12)，精餾塔II (12)的頂端輸出口端設(shè)置為與預(yù)混合器(3)的輸入口端連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于甲酸的制取裝置；其特征是:甲酸的制取裝置本體還包含有預(yù)熱器(5)、再沸器I (9)、冷凝器I (10)、再沸器II (14)和冷凝器II (15)，預(yù)混合器(3)的輸入口端設(shè)置為分別與水罐和甲酸甲酯罐連通，預(yù)混合器(3)輸出口端設(shè)置為通過預(yù)熱器(5)與水解反應(yīng)器(6)的輸入口端連通，水解反應(yīng)器(6)輸出口端設(shè)置為與精餾塔I(7)的輸入口端連通，再沸器I (9)設(shè)置為與精餾塔I (7)的加熱源連通，精餾塔I (7)的頂端氣體輸出口端設(shè)置為與冷凝器I (10)的輸入口端連通，冷凝器I (10)的輸出口端設(shè)置為一路與精餾塔I (7)的輸入口端連通、另一路與甲酸甲酯合成塔的輸入口端連通，精餾塔I (7)的底端輸出口端設(shè)置為通過泵體與精餾塔II (12)的輸入口端連通，再沸器II (14)設(shè)置為與精餾塔II (12)的加熱源連通，精餾塔II (12)的頂端氣體輸出口端設(shè)置為與冷凝器II (15)的輸入口端連通，冷凝器II (15)的輸出口端設(shè)置為一路與精餾塔II (12)的輸入口端連通、另一路與預(yù)混合器(3)的輸入口端連通，精餾塔II (12)的底端輸出口端設(shè)置為通過泵體與甲酸成品罐的輸入口端連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于甲酸的制取裝置；其特征是:精餾塔I(7)設(shè)置為一級精餾塔，精餾塔II (12)設(shè)置為二級精餾塔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于甲酸的制取裝置；其特征是:還包含有閃蒸裝置(8)，閃蒸裝置(8)設(shè)置在精餾塔I (7)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于甲酸的制取裝置；其特征是:閃蒸裝置(8)設(shè)置為包含有罐體(81)、噴淋頭(82)和絲網(wǎng)填料層(83)，在罐體(81)的頂端面上設(shè)置有氣相出口并在罐體(81)的底端面上設(shè)置有液相出口，噴淋頭(82)設(shè)置在罐體(81)的中間部位，絲網(wǎng)填料層(83 )設(shè)置在罐體(81)的氣相出口部位，噴淋頭(82 )設(shè)置為與水解反應(yīng)器(6 )輸出口端連通。
【文檔編號】C07C53/02GK203683423SQ201320530511
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】張炳勝, 陳衍軍, 武峰, 郭啟文, 徐衍橋 申請人:肥城阿斯德化工有限公司