CO的制备装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种CO的制备装置，包括甲酸输液管、冷凝器、甲酸处理罐、甲酸加料罐、反应器、加热器和后处理设备；甲酸输液管从冷凝器内穿过并连通至甲酸加料罐，甲酸加料罐连通至甲酸处理罐，甲酸处理罐连通至反应器，反应器上设置有用于添加硫酸的硫酸输液管，加热器为反应器加热；反应器通过管路将生产的CO气体输送至冷凝器，冷凝器连接后处理设备。本发明专利技术的CO制备装置利用甲酸和硫酸的化学反应生产CO，为了得到高纯度的CO气体，本发明专利技术预先对甲酸加热，排出甲酸中溶解的氧气、氮气和甲烷等杂质气体；同时，本发明专利技术使生成的CO气体与甲酸在冷凝器进行热交换，同时实现甲酸的加热和CO的冷却，节约能源。

Preparation device and method of CO

The invention discloses a preparation device for CO, which comprises a formic acid infusion pipe, a condenser, a formic acid treatment tank, a formic acid feeding tank, a reactor, a heater and a post-treatment equipment; a formic acid infusion pipe passes through and connects to a formic acid feeding tank from a condenser, a formic acid feeding tank to a formic acid treatment tank, a formic acid treatment tank to a reactor, and sulfur for adding sulfuric acid is arranged on the reactor. The acid infusion pipe is heated by the heater, and the CO gas produced is conveyed to the condenser through the pipeline. The condenser is connected with the post-treatment equipment. The CO preparation device of the invention produces CO by chemical reaction of formic acid and sulphuric acid. In order to obtain high purity CO gas, the invention preheates formic acid, discharges dissolved oxygen, nitrogen, methane and other impurity gases in formic acid; at the same time, the invention makes the generated CO gas and formic acid heat exchange in the condenser, realizes heating of formic acid and cooling of CO, and saves energy.

【技术实现步骤摘要】
CO的制备装置及方法
本专利技术涉及CO气体制备领域，尤其涉及一种高纯CO气体的制备装置和方法。
技术介绍
在现有技术中，制备CO气体，尤其是高纯度的CO气体主要采用的是蒸馏的提纯方法，利用混合气体的沸点的不同，经过低温精馏来分离提纯。这种方法的缺陷是在进入低温前需要进行更进一步的净化，脱离原料气体中的不凝组分，由于有些混合气体中的组分沸点十分相近，蒸馏提纯的方法容易失败并造成物料浪费，影响环境，增加生产成本。同时在低温精馏时的高压环境增加了生产风险，液态一氧化碳控制过程中更容易造成事故的发生，给生产人员造成生命的危险。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种新型的CO制备装置及方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种CO的制备装置，包括甲酸输液管、冷凝器、甲酸处理罐、甲酸加料罐、反应器、加热器和后处理设备；甲酸输液管从冷凝器内穿过并连通至甲酸处理罐，甲酸处理罐连通至甲酸加料罐，甲酸加料罐连通至反应器，反应器上设置有用于添加硫酸的硫酸输液管，加热器为反应器加热；反应器通过管路将生产的CO气体输送至冷凝器，冷凝器连接后处理设备。本专利技术的CO制备装置利用甲酸和硫酸的化学反应生产CO，为了得到高纯度的CO气体，本专利技术预先对甲酸加热，排出甲酸中溶解的氧气、氮气和甲烷等杂质气体。同时，为了减少能耗的考虑，本专利技术设计了冷凝器，使生成的CO气体(甲酸与硫酸产生的CO气体的初始温度大约为110℃)与甲酸在冷凝器进行热交换，同时实现甲酸的加热和CO的冷却。进一步的，所述甲酸处理罐上设置有鼓泡管，鼓泡管向甲酸处理罐内的甲酸中持续通入CO气体(CO为甲酸与硫酸产生的CO)帮助进一步排出溶解在甲酸内的杂质气体。进一步的，所述甲酸处理罐上设置有真空泵，真空环境有助于进一步排出溶解在甲酸内的杂质气体。具体的，所述后处理装置包括冷却器、水洗塔、碱洗塔、气液分离器、增压器和干燥器中的一种或多种。进一步的，所述气液分离器上设置有压力表。进一步的，所述冷凝器的输出管路上设置有温度显示器用于测量冷凝器输出的CO气体的温度。本专利技术还提供了一种CO的制备方法，包括如下步骤：步骤1：预先向反应器内加入浓硫酸；步骤2：循环加热导热油，对反应器加热升温；步骤3：将甲酸加入反应器内生成CO气体；步骤4：将上述CO气体通入冷凝器内，将步骤1中的甲酸在放入处理罐之前先通入冷凝器内与CO气体进行热交换。步骤5：对产生的CO气体进行后处理。进一步的，所述步骤4还包括：将加热后的甲酸通入甲酸处理罐内暂存，对甲酸处理罐内的甲酸通入CO气体，同时对甲酸处理罐抽真空。具体的，所述后处理包括冷却、水洗、碱洗、气液分离、增压和干燥中的一种或多种。有益效果：1.本专利技术通过提高甲酸温度，减少了氧气、氮气、甲烷等不凝气体在甲酸中的溶解度，从而使氧气、氮气、甲烷等气体更多的释放到甲酸处理罐的顶部，减少杂质气体对后续生成的CO气体的影响。2.本专利技术在甲酸中鼓泡，以深层次的带出部分氧气、氮气和甲烷等。3.本专利技术将甲酸置于真空环境中，进一步排出溶解在甲酸内的杂质气体。4.本专利技术将生成的CO气体通入冷却器、水洗塔和碱洗塔，除去随气体一起带出的酸性物质。4.本专利技术设计冷凝器，使生成的CO气体(甲酸与硫酸产生的CO气体的初始温度大约为110℃)与甲酸在冷凝器进行热交换，同时实现甲酸的加热和CO的冷却，节约能源。附图说明图1是实施例1CO制备装置的结构示意图。其中：1、甲酸输液管；2、甲酸计量泵；3、冷凝器；4、甲酸处理罐；5、甲酸加料罐；6、反应器；7、冷却器；8、水洗塔；9、碱洗塔；10、气液分离器；11、增压器；12、干燥器；13、硫酸输液管；14、导热油管；15、温度显示器；16、压力表；17、鼓泡管；18、真空泵。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。实施例1如图1所示，本实施例的CO的制备装置，包括甲酸输液管1、甲酸计量泵2、冷凝器3、甲酸处理罐4、甲酸加料罐5、反应器6、加热器、冷却器7、水洗塔8、碱洗塔9、气液分离器10、增压器11和干燥器12；甲酸计量泵2安装在甲酸输液管1的端头，甲酸计量泵2用于测量甲酸输液管1内的流量；甲酸输液管1从冷凝器3内穿过并连通至甲酸处理罐4，为了增加热交换的效果，甲酸输液管1在冷凝器3内呈螺旋状；甲酸处理罐4连通甲酸加料罐5，甲酸加料罐5连接至反应器6，反应器6上设置有用于添加硫酸的硫酸输液管13，加热器为反应器6加热；本实施例的加热器具体是一条穿过反应器6的导热油管14，导热油管14内通入热油即可升温反应器6；反应器6通过管路将生产的CO气体输送至冷凝器3，冷凝器3后依次连接冷却器7、水洗塔8、碱洗塔9、气液分离器10、增压器11和干燥器12；其中，冷凝器3的输出管路上设置有温度显示器15用于测量冷凝器3输出的CO气体的温度；气液分离器10上设置有压力表16；为了进一步去除甲酸内的杂质气体，本实施例在甲酸处理罐4上设置鼓泡管17和真空泵18，鼓泡管17向甲酸处理罐4内的甲酸中持续通入经干燥器12处理过的CO气体；真空泵18持续对甲酸处理罐4进行抽真空。本实施例的CO的制备装置的工作流程是：(1)打开硫酸输液管13上的阀门，使硫酸进入反应器6；(2)打开导热油管14上的阀门，启动导热油泵，打开电加热开关，利用热油提升反应器6的温度；(3)打开甲酸计量泵2，使甲酸进入CO冷凝器3，再经冷凝器3进入甲酸处理罐4；(4)鼓泡管17向甲酸处理罐4内的甲酸中持续通入经干燥器12处理过的CO气体，真空泵18持续对甲酸处理罐4进行抽真空；排出甲酸内的氧气、氮气和甲烷等杂质气体；(5)打开甲酸处理罐4与甲酸加料罐5之间的阀门，使甲酸进入甲酸加料罐5；甲酸加料罐5用于存储经过处理的纯净的甲酸并以合理的速度向反应器6内添加甲酸；(6)甲酸与硫酸在反应器6内反应，生成的CO气体大约为110℃；(7)110℃的CO气体进入冷凝器3内与甲酸热交换，在此过程中，甲酸升温，CO气体降温同时CO气体中的水蒸气发生冷凝；(8)CO气体进一步进入冷却器7内降温以及水蒸气发生冷凝；(9)CO混合气体进入水洗塔8、碱洗塔9，去除混合气体中的甲酸等酸性气体；(10)CO混合气体进入气液分离器10、增压器11和干燥器12进一步被干燥处理，最终获得高纯的CO气体。虽然说明书中对本专利技术的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本专利技术的保护范围。在不脱离本专利技术宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CO的制备装置，其特征在于：包括甲酸输液管、冷凝器、甲酸处理罐、甲酸加料罐、反应器、加热器和后处理设备；甲酸输液管从冷凝器内穿过并连通至甲酸处理罐，甲酸处理罐连通至甲酸加料罐，甲酸加料罐连通至反应器，反应器上设置有用于添加硫酸的硫酸输液管，加热器为反应器加热；反应器通过管路将生产的CO气体输送至冷凝器，冷凝器连接后处理设备。

【技术特征摘要】
1.一种CO的制备装置，其特征在于：包括甲酸输液管、冷凝器、甲酸处理罐、甲酸加料罐、反应器、加热器和后处理设备；甲酸输液管从冷凝器内穿过并连通至甲酸处理罐，甲酸处理罐连通至甲酸加料罐，甲酸加料罐连通至反应器，反应器上设置有用于添加硫酸的硫酸输液管，加热器为反应器加热；反应器通过管路将生产的CO气体输送至冷凝器，冷凝器连接后处理设备。2.根据权利要求1所述的CO的制备装置，其特征在于：所述甲酸处理罐上设置有鼓泡管，鼓泡管向甲酸处理罐内的甲酸中持续通入气体。3.根据权利要求2所述的CO的制备装置，其特征在于：所述甲酸处理罐上通过真空管连接至真空泵。4.根据权利要求2所述的CO的制备装置，其特征在于：鼓泡管向甲酸处理罐内的甲酸中持续通入的气体为CO气体，所述CO气体来自经后处理设备处理后的CO气体。5.根据权利要求1所述的CO的制备装置，其特征在于：所述后处理装置包括冷却器、水洗塔、碱洗塔、气液分离器、增压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂思祥，周帅，张雷，张浩，
申请(专利权)人：江苏宏仁特种气体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32