一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合成草酰胺的裝置和方法，具體涉及一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合 成草酰胺的裝置和方法，屬于化工、催化、化肥和環(huán)保的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是世界上第一大黃磷生產(chǎn)國，總產(chǎn)能約180萬噸，占全球的90%以上。黃磷是 資源型、高物耗、高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)，每生產(chǎn)1噸黃磷，副產(chǎn)約2850 m3電爐尾氣，黃磷尾氣 含90%左右的一氧化碳(典型組成見表1)，是寶貴的化工原料。目前我國黃磷尾氣大多直接 燃燒排放，綜合利用水平低，利用率不足10%。按黃磷年產(chǎn)量90萬噸計算，每年造成總量約 20億Nm 3的CO資源浪費。
[0003] 表1黃磷尾氣典型組成
【主權(quán)項】
1. 一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：包括依次連接的黃磷尾 氣凈化裝置，一氧化碳提純裝置，合成草酸酯裝置以及合成草酰胺裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述 合成草酸酯裝置包括草酸酯合成反應(yīng)器、亞硝酸烷基酯合成反應(yīng)器和草酸酯儲罐；黃磷尾 氣通過所述黃磷尾氣凈化裝置與一氧化碳提純裝置后得到的CO氣體與來自所述亞硝酸烷 基酯合成反應(yīng)器中生產(chǎn)的亞硝酸烷基酯在草酸酯合成反應(yīng)器中反應(yīng)得到草酸二烷基酯提 純后進入早Ife醋儲罐。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述 合成草酸酯裝置還包括脫水裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述 合成草酰胺裝置包括氨計量罐、草酰胺合成反應(yīng)器、過濾裝置、干燥裝置和造粒裝置；氨計 量罐中的氨與草酸酯儲罐中的草酸酯在草酰胺合成反應(yīng)器反應(yīng)得到含草酰胺粗產(chǎn)品混合 液，然后通過過濾裝置和干燥裝置，最后通過造粒裝置得到草酰胺成品。
5. 根據(jù)要求4所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述合成 草酰胺裝置還包括脫氨塔、烷基醇提純裝置和干燥尾氣吸收裝置。
6. -種黃磷尾氣利用如權(quán)利要求5所述的裝置連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于包 括以下步驟： (1) 黃磷尾氣凈化；黃磷尾氣通過黃磷尾氣凈化裝置，經(jīng)過凈化后的黃磷尾氣中P、F、S 含量均< I mg/Nm3; (2) 凈化尾氣提純CO ;黃磷尾氣通過黃磷尾氣凈化裝置后再進入一氧化碳提純裝置， 得到的純度> 98. 5說的CO產(chǎn)品氣，所得到的CO產(chǎn)品氣進行脫氫，使其氫含量彡500 ppm ; (3 )C0合成草酸酯；經(jīng)提純合格后的CO產(chǎn)品氣與來自亞硝酸酯合成反應(yīng)器中生成的亞 硝酸酯混合后，再預(yù)熱至l〇〇°C，引入到草酸酯合成反應(yīng)器中，在合成草酸酯催化劑的作用 下，在0. 1 ~ 1.0 MPa(A)，90°C ~ 140°C的反應(yīng)條件下，⑶與亞硝酸酯反應(yīng)生成草酸二基 酯，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)氣液分離后，生成的粗草酸二基酯產(chǎn)品經(jīng)精餾提純得到純度為> 99. 9%的 草酸-基醋廣品； (4)草酸酯氨解合成草酰胺；將得到的草酸二基酯產(chǎn)品與烷基醇按照重量比4:6的比 例配置成混合溶液，然后加入到草酰胺合成反應(yīng)器中，氨首先注入到氨計量罐中，然后在攪 拌的情況下，向草酰胺合成反應(yīng)器中緩慢加入氨，氨最終加入量與草酸二基酯加入量的化 學計量比的2:1 ~ 2. 5:1，反應(yīng)過程中反應(yīng)溫度控制在60°C ~ IKTC，反應(yīng)壓力控制在0.2 MPa (A) ~0.5 MPa (A)； 反應(yīng)得到的草酰胺粗產(chǎn)品經(jīng)過濾裝置將草酰胺和未反應(yīng)完的溶液進行分離，過濾得到 的濾液在脫氨塔中回收未反應(yīng)完全的氨，回收的氨可再返回氨計量罐循環(huán)使用，脫氨塔的 溶液經(jīng)烷基醇提純塔回收烷基醇，烷基醇提純塔提純的烷基醇中NH 3含量< 10 ppm; 回收的烷基醇一部分作為吸收劑送入干燥尾氣吸收裝置，另一部分返回至亞硝酸酯合 成反應(yīng)器中用于生產(chǎn)亞硝酸酯，烷基醇提純塔釜液主要為未完全反應(yīng)的草酸二甲酯，可返 回至草酸酯儲罐循環(huán)使用；經(jīng)過濾裝置得到濾餅，首先送入干燥裝置，干燥過程中釋放的蒸 汽經(jīng)收集后送入干燥尾氣吸收塔，用烷基醇提純塔提純的甲醇溶液吸收，吸收后的吸收液 返回至草酰胺合成反應(yīng)器中，干燥后的草酰胺經(jīng)造粒裝置造粒后即得到草酰胺成品。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于：所述步驟 (3)經(jīng)氣液分離后的含NO的氣相物流，再進入亞硝酸酯合成反應(yīng)器，在0.1 ~ 1.0 MPa(A)， 25°C ~ 80°C的反應(yīng)條件下，含NO的氣相物流與烷基醇反應(yīng)生成亞硝酸酯，在亞硝酸酯合成 反應(yīng)器配入的烷基醇是反應(yīng)化學計量比的80倍，反應(yīng)后生成的氣體亞硝酸酯再返回至草 酸酯合成反應(yīng)器，反應(yīng)中未反應(yīng)完的烷基醇溶液送入脫水裝置，將烷基醇與反應(yīng)生成的水 進行分離，分離提純后的烷基醇返回亞硝酸酯合成反應(yīng)器中循環(huán)使用，分離的水送入到黃 磷尾氣凈化裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于： 所述草酸二烷基酯為草酸二甲酯或草酸二乙酯；當使用草酸二甲酯時，烷基醇使用甲醇，亞 硝酸烷基酯使用亞硝酸甲酯；當使用草酸二乙酯時，烷基醇使用乙醇，亞硝酸烷基酯使用亞 硝酸乙酯。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于： 所述氨是液氨或是氨的水溶液，優(yōu)選液氨。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種合成草酰胺的裝置和方法，具體涉及一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置和方法，屬于化工、催化、化肥和環(huán)保的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明裝置包括依次連接的黃磷尾氣凈化裝置，一氧化碳提純裝置，合成草酸酯裝置以及合成草酰胺裝置。本發(fā)明方法包括黃磷尾氣凈化、凈化尾氣提純CO、CO合成草酸酯和草酸酯氨解合成草酰胺。本發(fā)明建立了一套完整的由黃磷尾氣和氨為原料，連續(xù)生產(chǎn)合成高純度草酰胺的工藝路線，經(jīng)濟環(huán)保。
【IPC分類】C07C231-02, C07C233-56, C07C231-00, C07C231-24
【公開號】CN104610087
【申請?zhí)枴緾N201410708623
【發(fā)明人】李揚, 朱小學, 王科
【申請人】西南化工研究設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月28日