專(zhuān)利名稱(chēng)：乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO₂預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
乙二醇的主要生產(chǎn)方法有環(huán)氧乙烷直接水合法、乙烯直接水合法、二氯乙烷水解法等。雖然乙二醇的生產(chǎn)工藝有很多種，但是現(xiàn)在石油價(jià)格居高不下，乙二醇的生產(chǎn)成本越來(lái)越高，煤制乙二醇技術(shù)成為解決這一問(wèn)題的有效途徑。煤制乙二醇技術(shù)有草酸酯加氫合成路線、合成氣直接合成路線、甲醛合成路線等，其中草酸酯加氫合成路線采用以煤為原料合成乙二醇，即煤經(jīng)造氣制取CO、h2。CO在催化劑作用下與亞硝酸甲酯反應(yīng)生成草酸二甲酯和NO，草酸二甲酯催化加氫制得乙二醇。煤制乙二醇的生產(chǎn)原理如下:
(1)原料氣制備
低壓煤氣化制一氧化碳 2C+02=2C0
間歇法制半水煤氣，再經(jīng)高變低變制得氫氣 c+h2o=co+h2 co+h2o=co2+h2
(2)草酸二甲酯合成` CO氣相偶聯(lián)合成草酸二甲酯(DMO)由兩步化學(xué)反應(yīng)組成。首先為CO在催化劑的作用下，與亞硝酸甲酯反應(yīng)生成草酸二甲酯和NO，稱(chēng)為偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下:2C0+2CH30N0= (COOCH3) 2 + 2N0
其次為偶聯(lián)反應(yīng)生成的NO與甲醇和O2反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，稱(chēng)為再生反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下:
2N0+2CH30H+1/202=2CH30N0+H20
生成的亞硝酸甲酯返回偶聯(lián)過(guò)程循環(huán)使用?？偡磻?yīng)式為:
2C0+1/202+2CH30H= (COOCH3)2+ H2O
(3)草酸二甲酯加氫制取乙二醇
草酸二甲酯加氫是一個(gè)串聯(lián)反應(yīng)，首先DMO加氫生成中間產(chǎn)物乙醇酸甲酯(MG)，MG再加氫生成乙二醇，總反應(yīng)、主反應(yīng)方程式如下:
(COOCH3) 2 + 4 = (CH2OH) 2+ 2CH30H開(kāi)發(fā)煤制乙二醇符合我國(guó)缺油、少氣、煤炭資源相對(duì)豐富的資源特點(diǎn)，將有效緩解我國(guó)乙二醇產(chǎn)品供需矛盾，逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)以煤代油生產(chǎn)乙二醇的戰(zhàn)略目標(biāo)，節(jié)省大量石油資源，將對(duì)國(guó)家的能源和化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重要積極影響。目前，我國(guó)煤制乙二醇的規(guī)劃項(xiàng)目有20多個(gè)。其中河南的規(guī)劃項(xiàng)目有5個(gè)年產(chǎn)200kt/a的乙二醇項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)，由永金公司負(fù)責(zé)；2010年11月中國(guó)石化儀征化纖公司與安徽皖北煤電集團(tuán)公司共同出資建立中安聯(lián)合煤業(yè)化工有限公司實(shí)施煤化一體化項(xiàng)目，包括年產(chǎn)60kt/a60萬(wàn)噸的乙二醇項(xiàng)目；同年，黔希煤化工建設(shè)年產(chǎn)30kt/a的乙二醇項(xiàng)目；10月，博源投資集團(tuán)內(nèi)蒙古蘇尼特堿業(yè)公司20萬(wàn)噸/年煤制乙二醇項(xiàng)目全面開(kāi)工建設(shè)，總投資預(yù)計(jì)23億元，一期10萬(wàn)噸/年乙二醇預(yù)計(jì)于2012年9月進(jìn)行單機(jī)試車(chē)。2011年由華東理工大學(xué)、淮化集團(tuán)以及上海浦景化工合作開(kāi)發(fā)了煤制乙二醇技術(shù)，建成了千噸級(jí)中試裝置。該套中試裝置具備4項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì):流程完整，由酯化、羰化、加氫和乙二醇精制4個(gè)工序構(gòu)成；所用催化劑為銅硅催化劑，不含鉻，活性高，預(yù)期壽命長(zhǎng)；采用純氮氧化物作為酯化工序的開(kāi)車(chē)和補(bǔ)充物料，易于控制；對(duì)一氧化碳原料氣的要求不高，氫氣含量上限為2 OOOuL / L，遠(yuǎn)高于其他工藝所要求的IOiiL / L左右。雖然煤制乙二醇技術(shù)已經(jīng)取得了進(jìn)展并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，在草酸二甲酯生產(chǎn)流程中，羰化反應(yīng)生成的NO氣體，如圖1所示，通過(guò)壓縮機(jī)將含有NO的混合氣體循環(huán)至酯化工號(hào)，進(jìn)入NO2預(yù)反應(yīng)器和外界的氧氣混合發(fā)生氧化反應(yīng)，然后進(jìn)入酯化塔，發(fā)生酯化反應(yīng)。原有NO2預(yù)反應(yīng)器是臥罐，一端氣體進(jìn)入，一端氣體出口，并且臥罐是空桶，這樣會(huì)使循化氣體夾帶液體在此罐容易積液。積累的液體影響氧化反應(yīng)，并且發(fā)生副反應(yīng)。裝置會(huì)由于積液副反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生大量熱量，造成預(yù)反應(yīng)器爆炸，有安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠避免裝置積液，消除安全隱患，且有利于NO2預(yù)反應(yīng)正向進(jìn)行的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)。本發(fā)明的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，包括與NO壓縮機(jī)通過(guò)管路相連接的NO2預(yù)反應(yīng)器，所述NO2預(yù)反應(yīng)器的出口連接至酯化塔，所述NO2預(yù)反應(yīng)器為立式反應(yīng)器，且其內(nèi)部或外部設(shè)有冷卻降溫裝置。所述NO2預(yù)反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有冷卻降溫裝置。所述冷卻降溫裝置包括若干個(gè)平行排列的豎直列管，所述若干個(gè)豎直列管的上端相連通為一入口管、下端相連通為一出口管，且所述入口管和出口管均伸出到NO2預(yù)反應(yīng)器的外部。本發(fā)明中所述NO2預(yù)反應(yīng)器的冷卻降溫裝置也可設(shè)在反應(yīng)器外部如設(shè)在NO2預(yù)反應(yīng)器外周的夾套層，夾套層與NO2預(yù)反應(yīng)器之間形成夾套空腔，空腔中注冷凝水。本發(fā)明將原有NO2預(yù)反應(yīng)器空桶式反應(yīng)器改為列管式反應(yīng)器，優(yōu)點(diǎn)是氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，采用列管有利換熱，利用循環(huán)水冷凝，加快反應(yīng)速度，還可以避免積液，消除安全隱患，并且有利反應(yīng)的進(jìn)行。


圖1為原使用的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖中:1、N0壓縮機(jī)；2、N02預(yù)反應(yīng)器；3、酯化塔；4、原使用的NO2預(yù)反應(yīng)器反應(yīng)器；5、入口管；6、出口管；7、豎直列管。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，包括與NO壓縮機(jī)I通過(guò)管路相連接的NO2預(yù)反應(yīng)器2，該NO2預(yù)反應(yīng)器的出口連接至酯化塔3，該NO2預(yù)反應(yīng)器為立式反應(yīng)器，且其內(nèi)部設(shè)有冷卻降溫裝置，所述冷卻降溫裝置包括有若干個(gè)平行排列的豎直列管7，所述若干個(gè)豎直列管的上端相連通為一冷凝水入口管5、下端相連通為一冷凝水出口管6，且所述入口管和出口管均伸出到NO2預(yù)反應(yīng)器的外部。羰化反應(yīng)生成的NO氣體通過(guò)NO壓縮機(jī)I將含有NO的混合氣體循環(huán)至酯化工號(hào)，進(jìn)入改進(jìn)后的列管式NO2預(yù)反應(yīng)器2和外界的氧氣混合發(fā)生氧化反應(yīng)，然后進(jìn)入酯化塔3，發(fā)生酯化反應(yīng)。采用列管有利換熱，利用循環(huán)水冷凝，加快反應(yīng)速度，還可以避免積液，消除安全隱患，并且有利反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，包括與NO壓縮機(jī)通過(guò)管路相連接的NO2預(yù)反應(yīng)器，所述反應(yīng)器的出口連接至酯化塔，其特征在于:所述NO2預(yù)反應(yīng)器為立式反應(yīng)器，且其內(nèi)部或外部設(shè)有冷卻降溫裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，其特征在于:所述NO2預(yù)反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有冷卻降溫裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻降溫裝置包括若干個(gè)平行排列的豎直列管，所述若干個(gè)豎直列管的上端相連通為一入口管、下端相連通為一出口管，且所述入口管和出口管均伸出到NO2預(yù)反應(yīng)器的外部。
4.如權(quán)利要求1所述的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，其特征在于:所述NO2預(yù)反應(yīng)器外部設(shè)有冷卻降溫裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻降溫裝置為設(shè)在NO2預(yù)反應(yīng)器外周的夾套層，所述夾套層與NO2預(yù)反應(yīng)器之間形成夾套空腔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種乙二醇工業(yè)生產(chǎn)中NO2預(yù)反應(yīng)裝置系統(tǒng)，其包括與NO壓縮機(jī)通過(guò)管路相連接的NO2預(yù)反應(yīng)器，所述NO2預(yù)反應(yīng)器的出口連接至酯化塔，所述NO2預(yù)反應(yīng)器為立式反應(yīng)器，且其內(nèi)部或外部設(shè)有冷卻降溫裝置。本發(fā)明將原有NO2預(yù)反應(yīng)器空桶式反應(yīng)器改為列管式NO2預(yù)反應(yīng)器，優(yōu)點(diǎn)是氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，采用列管有利換熱，利用循環(huán)水冷凝，加快反應(yīng)速度，還可以避免積液，消除安全隱患，并且有利反應(yīng)的進(jìn)行。
文檔編號(hào)C01B21/36GK103182283SQ20131009172
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者李久玉, 陳林, 倪源滿, 范旭, 李忠, 陳明功 申請(qǐng)人:安徽淮化股份有限公司