一種合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及合成氣制乙二醇工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)中，合成氣制乙二醇工藝普遍采用一氧化氮、氧氣以及甲醇反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，再由亞硝酸甲酯與一氧化碳反應(yīng)生成中間產(chǎn)物草酸二甲酯，然后經(jīng)過(guò)加氫得到乙二醇產(chǎn)品。由于亞硝酸甲酯與一氧化碳反應(yīng)生成草酸二甲酯時(shí)重新生成一氧化氮，而且鈀金屬催化劑上反應(yīng)選擇性非常高，因此對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)而言，理論上可視為不消耗一氧化氮?dú)怏w。然而在合成亞硝酸甲酯的反應(yīng)體系中，一氧化氮會(huì)生成氮氧化物(NOx)的同時(shí)，伴隨著一種生成硝酸的副反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)系統(tǒng)中的一氧化氮被大量消耗。同時(shí)，由于酯化合成塔中含有大量的甲醇，會(huì)溶解一部分亞硝酸甲酯，也會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)中氮的大量無(wú)益消耗。
[0003]對(duì)于副反應(yīng)生成的硝酸一般有兩種處理方式:一種是采用精餾濃縮提純硝酸的方法，利用濃縮提純后的硝酸與亞硝酸鈉反應(yīng)，生成的一氧化氮?dú)怏w再返回到亞硝酸甲酯合成反應(yīng)器，此方式對(duì)回收硝酸的設(shè)備要求較高，同時(shí)需要一直消耗大量的亞硝酸鈉；另一種方式是直接對(duì)副反應(yīng)生成的硝酸進(jìn)行堿中和處理，雖然防止了硝酸對(duì)后續(xù)工藝設(shè)備的腐蝕，但需要一直消耗大量的堿。無(wú)論采用哪種方式，都增加了原料的消耗，生成的大量硝酸鹽又對(duì)環(huán)保處理造成很大壓力。
[0004]對(duì)于酯化塔甲醇溶液會(huì)溶解一部分亞硝酸甲酯的現(xiàn)象，目前工業(yè)上普遍采用的蒸餾塔是通過(guò)加熱塔釜至95°C左右，期望降低亞硝酸甲酯在甲醇中的溶解性，然而較高的塔釜溫度，會(huì)有大量的酯類副產(chǎn)物生成，同時(shí)較高的塔釜溫度會(huì)加劇硝酸對(duì)設(shè)備的腐蝕。
[0005]專利CN1218032A和專利CN103007842A均采用抽取塔釜液體塔外換熱后再返回酯化合成反應(yīng)器，通過(guò)移除反應(yīng)熱，降低塔身溫度以提高亞硝酸甲酯合成反應(yīng)進(jìn)行的程度，然而酯化合成塔塔釜硝酸濃度依然較高。
[0006]專利CN1445208A在傳統(tǒng)的亞硝酸甲酯蒸餾塔反應(yīng)器的底部增加了釜式反應(yīng)器，通過(guò)抽取一部分蒸餾塔底部液體與輸入的一氧化氮?dú)怏w以及部分副產(chǎn)物硝酸反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，以提高亞硝酸甲酯的收率。然而，因?yàn)楦椒磻?yīng)器的全混流的特性，反應(yīng)器內(nèi)硝酸濃度與出口硝酸濃度相同，而高濃度的硝酸對(duì)生成亞硝酸甲酯是有利的，要想使釜式反應(yīng)器出口的硝酸濃度降到足夠低，需要采用多臺(tái)釜式反應(yīng)器串聯(lián)的形式，再加上設(shè)備制造的限制，釜式反應(yīng)器的處理量一定，如果將所述專利中的方法實(shí)際應(yīng)用于亞硝酸甲酯的再生，則要采用非常多的大容量釜式反應(yīng)器，操作難度較高，占地面積大，經(jīng)濟(jì)性較低。
[0007]由上可知，目前工業(yè)上嘗試對(duì)酯化合成反應(yīng)器本身進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以降低副反應(yīng)生成硝酸的效果并不理想，而對(duì)于甲醇溶液溶解一部分亞硝酸甲酯的處理方案也有一定缺陷。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)以上缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統(tǒng)。該再生裝置系統(tǒng)可大幅降低合成氣制乙二醇工藝中硝酸消耗量，經(jīng)濟(jì)高效的回收利用副反應(yīng)生成的硝酸，同時(shí)解決甲醇溶液溶解亞硝酸甲酯的問(wèn)題。
[0009]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]—種合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統(tǒng)，包括亞硝酸甲酯再生塔、亞硝酸甲酯汽提塔和氣液分離器；
[0011]所述亞硝酸甲酯再生塔設(shè)有頂部液相進(jìn)料口、頂部氣相進(jìn)料口和底部液相出料口 ；所述亞硝酸甲酯汽提塔設(shè)有頂部液相進(jìn)料口、底部氣相進(jìn)料口、頂部氣相出料口和底部液相出料口 ；所述氣液分離器設(shè)有中上部進(jìn)料口、頂部氣相出料口和底部液相出料口 ；
[0012]所述亞硝酸甲酯再生塔的頂部液相進(jìn)料口與亞硝酸甲酯合成反應(yīng)器的包含甲醇和硝酸的液體管道經(jīng)管線連接；所述亞硝酸甲酯再生塔的頂部氣相進(jìn)料口與包含氮氧化物的氣體管道經(jīng)管線連接；所述亞硝酸甲酯再生塔的底部液相出料口與所述氣液分離器的中上部進(jìn)料口經(jīng)管線連接；
[0013]所述氣液分離器的頂部氣相出料口與草酸二甲酯循環(huán)壓縮機(jī)入口經(jīng)管線連接；所述氣液分離器的底部液相出料口與所述亞硝酸甲酯汽提塔的頂部液相進(jìn)料口經(jīng)管線連接;
[0014]所述亞硝酸甲酯汽提塔的底部氣相進(jìn)料口與選自N2、CO2, CH4, CO和氮氧化物中的一種或多種氣體管道經(jīng)管線連接；所述亞硝酸甲酯汽提塔的頂部氣相出料口為回收溶解在甲醇中的亞硝酸甲酯；所述亞硝酸甲酯汽提塔的底部液相出料口與界外處理裝置連接。
[0015]優(yōu)選的，所述包含氮氧化物的氣體管道為草酸二甲酯合成反應(yīng)器出口經(jīng)氣液分離器分離后的氣體管道。
[0016]優(yōu)選的，所述選自N2、C02、CH4、C0和氮氧化物中的一種或多種氣體管道為草酸二甲酯合成反應(yīng)器入口/出口循環(huán)氣氣體管道。
[0017]優(yōu)選的，所述亞硝酸甲酯汽提塔的頂部氣相排出或所述亞硝酸甲酯汽提塔的頂部氣相出料口與草酸二甲酯循環(huán)壓縮機(jī)入口經(jīng)管線連接。
[0018]優(yōu)選的，所述亞硝酸甲酯再生塔的中上部設(shè)有液相采出側(cè)線管道，所述液相側(cè)線管道與所述亞硝酸甲酯再生塔的頂部液相進(jìn)料口連接。
[0019]更優(yōu)選的，所述液相采出側(cè)線管道與硝酸管道連接。
[0020]本實(shí)用新型的合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統(tǒng)，可大幅降低合成氣制乙二醇工藝中硝酸消耗量，經(jīng)濟(jì)高效的回收利用副反應(yīng)生成的硝酸，同時(shí)解決甲醇溶液溶解亞硝酸甲酯的問(wèn)題。對(duì)于合成氣制乙二醇工藝中由于馳放或其它副反應(yīng)造成的亞硝酸甲酯損失，亞硝酸甲酯再生塔的中上部設(shè)有液相采出側(cè)線管道，液相采出側(cè)線管道與硝酸管道連接，可通過(guò)向亞硝酸甲酯再生塔側(cè)線加入硝酸，在塔內(nèi)通過(guò)硝酸還原反應(yīng)補(bǔ)充亞硝酸甲酯。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統(tǒng)。
[0022]附圖標(biāo)記:
[0023]1-亞硝酸甲酯再生塔；2_亞硝酸甲酯汽提塔；3_氣液分離器；4-栗。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1所示，合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生工藝的再生裝置系統(tǒng)，包括亞硝酸甲酯再生塔1、亞硝酸甲酯汽提塔2和氣液分離器3。
[0027]亞硝酸甲酯再生塔I設(shè)有頂部液相進(jìn)料口、頂部氣相進(jìn)料口和底部液相出料口 ；亞硝酸甲酯汽提塔設(shè)有頂部液相進(jìn)料口、底部氣相進(jìn)料口、頂部氣相出料口和底部液相出料口 ；氣液分離器設(shè)有中上部進(jìn)料口、頂部氣相出料口和底部液相出料口。
[0028]亞硝酸甲酯再生塔I的中上部設(shè)有液相采出側(cè)線管道，液相側(cè)線管道與亞硝酸甲酯再生塔的頂部液相進(jìn)料口連接，液相采出側(cè)線管道與硝酸管道連接，液相側(cè)線管道通過(guò)栗4與亞硝酸甲酯再生塔的頂部液相進(jìn)料口連接。
[0029]亞硝酸甲酯再生塔I的頂部液相進(jìn)料口與亞硝酸甲酯合成反應(yīng)器的包含甲醇和硝酸的液體管道經(jīng)管線連接；亞硝酸甲酯再生塔I的頂部氣相進(jìn)料口與草酸二甲酯合成反應(yīng)器出口經(jīng)氣液分離器分離后的氣體管道經(jīng)管線連接；亞硝酸甲酯再生塔的底部液相出料口與氣液分離器的中上部進(jìn)料口經(jīng)管線連接。
[0030]氣液分離器的頂部氣相出料口與草酸二甲酯循環(huán)壓縮機(jī)入口經(jīng)管線連接；氣液分離器的底部液相出料口與亞硝酸甲酯汽提塔的頂部液相進(jìn)料口經(jīng)管線連接。
[0031]亞硝酸甲酯汽提塔的底部氣相進(jìn)料口與一氧化碳和N2混合氣體管道經(jīng)管線連接；亞硝酸甲酯汽提塔的頂部氣相出料口為回收溶解在甲醇中的亞硝酸甲酯；亞硝酸甲酯汽提塔的底部液相出料口與界外處理裝置連接。
[0032]亞硝酸甲酯再生塔直徑為30mm，高度為2600mm，內(nèi)部裝填三葉草鈀碳催化劑，三葉草型鈀碳催化劑采用活性碳作為載體，先用鹽酸進(jìn)行預(yù)處理，然后利用硝酸鹽進(jìn)行貴金屬鈀的負(fù)載，最后擠壓成型，制備成Φ1.