一种联产甲酰胺类化合物的装置以及联产方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于一种联产甲酰胺类化合物的装置以及联产方法；包括煤气化净化系统，低温液氮洗工段出气口与液氨合成装置相连，液氨合成装置通过甲胺合成装置与甲胺精馏装置相连，甲胺精馏装置与N,N

【技术实现步骤摘要】
一种联产甲酰胺类化合物的装置以及联产方法


[0001]本专利技术属于甲酰胺类化合物制备
，具体涉及一种联产甲酰胺类化合物的装置以及联产方法。

技术介绍

[0002]我国能源分布是典型的多煤少油少气，近十几年煤化工行业发展迅速，其下游产品合成氨、甲醇产品更是遍地开花；合成氨、甲醇产能过剩已成为近年来煤化工行业公认的事实，多数企业已大力开发下游产品，以达到拓宽产业链，增强企业的抗风险能力。比如：专利CN209081772U公开了一种合成氨联产甲醇的装置，其终产物只达到目前产能过剩的液氨和甲醇；上述情况依旧造成企业的产量过剩，企业抗风险能力差的缺陷。如何以煤气化净化系统为基础，对合成气、液氨、甲醇产品进行下游产品的开发，且提高产品的多样性，从而达到提高煤化工企业的抗风险能力，已经成为该类型企业重要的研究方向。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种结构简单、设计合理、能够在有效消耗富裕的甲醇和液氨的同时，达到柔性调节产品以及产量，从而实现一次性配套投资，能够综合提高企业抗风险能力的联产甲酰胺类化合物的装置以及联产方法。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：
[0005]一种联产甲酰胺类化合物的装置，包括煤气化净化系统，煤气化净化系统中的低温液氮洗工段出气口与液氨合成装置相连，液氨合成装置的出口通过与甲胺合成装置的第一进口相连，甲胺合成装置的出口与甲胺精馏装置的进口相连，甲胺精馏装置的出口通过与N,N
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二甲基甲酰胺合成系统的进口相连；所述煤气化净化系统中的未变换气出口与CO提纯装置相连，CO提纯装置的出口通过第三三通与N,N
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二甲基甲酰胺合成系统的进口相连；第三三通的第三端与甲酸甲酯合成装置的进口相连，甲酸甲酯合成装置的出口与甲酸甲酯精馏系统的进口相连，甲酸甲酯精馏系统的产品出口与甲酰胺合成系统的进口相连；液氨合成装置的出口通过与甲胺合成装置的第一进口之间设有第五三通，第五三通的第三端与甲酰胺合成系统的进口相连；甲酸甲酯合成装置的进口和甲胺合成装置的第一进口分别通过第一三通与甲醇合成装置的出口相连。
[0006]优选的，所述煤气化净化系统中的低温甲醇洗工段出气口与甲醇合成装置的进口相连。
[0007]优选的，所述甲胺精馏装置的气相出口通过第二三通分别与N
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甲基甲酰胺合成系统和甲胺合成装置的第二进口相连；甲酸甲酯精馏系统的产品出口和甲酰胺合成系统之间设有第四三通，第四三通的第三端与N
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甲基甲酰胺合成系统的进口相连。
[0008]优选的，所述第五三通和甲胺合成装置的第一进口之间设有第一调节阀，甲胺精馏装置和N,N
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二甲基甲酰胺合成系统的进口之间设有第二调节阀，第三三通与N,N
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二甲基甲酰胺合成系统的进口之间设有第三调节阀，第五三通的第三端与甲酰胺合成系统之间设
有第四调节阀，甲酸甲酯精馏系统的产品出口与甲酰胺合成系统之间设有第五调节阀。
[0009]优选的，所述甲胺合成装置的第一进口和第一三通之间设有第六调节阀，甲酸甲酯合成装置的进口和第一三通之间设有第七调节阀。
[0010]优选的，所述第二三通和N
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甲基甲酰胺合成系统之间设有第八调节阀，第二三通和甲胺合成装置的第二进口之间设有第九调节阀；第四三通的第三端与N
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甲基甲酰胺合成系统的进口之间设有第十调节阀。
[0011]本专利技术还提供了一种联产甲酰胺类化合物的装置的联产方法，该联产方法包括甲酰胺、N
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甲基甲酰胺以及N,N
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二甲基甲酰胺的合成方法，该合成方法包括如下步骤：
[0012]步骤一：煤气化净化系统中的低温液氮洗工段出气口中的变换气进入液氨合成装置中；煤气化净化系统中的未变换气出口中的未变换气进入CO提纯装置中，甲醇合成装置为外置或与煤气化净化系统中的低温甲醇洗工段出气口中的气体相连通；所述进入液氨合成装置内的变换气为N2和H2，其温度为：30～40℃，压力为：4.5～5.0MPa；所述进入CO提纯装置内的未变换气为CO和H2，其温度为：30～50℃，压力为：4.5～5.5MPa；所述进入甲醇合成装置内的气体为CO、H2和CO2，其温度为：30～50℃，压力为：4.5～5.5MPa；
[0013]步骤二：液氨合成装置内发生氨合成反应；所述的氨合成反应式为：
[0014]H2+N2→
NH3；氨合成反应中的操作温度为：470～490℃，反应压力为：17～18MPa；
[0015]步骤三：CO提纯装置中采用深冷分离工艺对CO提纯，提出后的产品气温度为30～50℃，压力为：0.5～1.0MPa；
[0016]步骤四：甲醇合成装置内发生甲醇合成反应；所述的甲醇合成反应式为：CO+H2+CO2→
CH3OH；甲醇合成反应中的操作温度为：200～275℃，反应压力为：5.2～5.8MPa；
[0017]步骤五：液氨合成装置出口中的一部分液氨通过第五三通、第一调节阀进入甲胺合成装置内，甲醇合成装置出口中一部分甲醇通过第一三通以及第六调节阀进入甲胺合成装置内，在甲胺合成装置中进行甲胺合成反应，所述的甲胺合成反应式为：NH3+CH3OH
→
H3CNH2+H3CNHCH3+N(CH3)3；其反应操作温度为：400～430℃，反应压力为：2.4～2.6MPa；
[0018]步骤六：通过甲胺合成反应后的H3CNH2、H3CNHCH3和N(CH3)3进入甲胺精馏装置中进行精馏，精馏后的产品通过第二调节阀进入N,N
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二甲基甲酰胺合成系统中；所述精馏温度为：45～150℃，精馏压力为：0.85～1.85MPa；所述精馏后的产品为H3CNHCH3；CO提纯装置出口中的一部分提纯后的CO产品气通过第三三通、第三调节阀进入N,N
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二甲基甲酰胺合成系统中；上述原料在N,N
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二甲基甲酰胺合成系统反应，其反应式为：H3CNHCH3+CO
→
HCON(CH3)2+2H2O，其反应温度为：90～130℃，反应压力为：1.5～2.0MPa；
[0019]步骤七：CO提纯装置出口中的另一部分提纯后的CO产品气通过第三三通进入甲酸甲酯合成装置内；甲醇合成装置出口中另一部分甲醇通过第一三通和第七调节阀进入甲酸甲酯合成装置内；上述原料在甲酸甲酯合成装置内进行甲酸甲酯合成反应，其反应式为：CH3OH+CO
→
HCOOCH3；甲酸甲酯合成反应的温度为：75～90℃，反应压力为：3.9～4.5MPa；
[0020]步骤八：步骤七中所述的HCOOCH3进入甲酸甲酯精馏装置中进行精馏提纯，精馏提纯后的甲酸甲酯一部分通过第五调节阀进入甲酰胺合成系统内，所述步骤五中液氨合成装置出口中的另一部分液氨通过第五三通的第三端以及第四调节阀进入甲酰胺合成系统内；上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联产甲酰胺类化合物的装置，包括煤气化净化系统(1)，其特征在于：所述煤气化净化系统(1)中的低温液氮洗工段出气口与液氨合成装置(2)相连，液氨合成装置(2)的出口通过与甲胺合成装置(5)的第一进口相连，甲胺合成装置(5)的出口与甲胺精馏装置(6)的进口相连，甲胺精馏装置(6)的出口通过与N,N
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二甲基甲酰胺合成系统(7)的进口相连；所述煤气化净化系统(1)中的未变换气出口与CO提纯装置(4)相连，CO提纯装置(4)的出口通过第三三通(14)与N,N
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二甲基甲酰胺合成系统(7)的进口相连；第三三通(14)的第三端与甲酸甲酯合成装置(8)的进口相连，甲酸甲酯合成装置(8)的出口与甲酸甲酯精馏系统(9)的进口相连，甲酸甲酯精馏系统(9)的产品出口与甲酰胺合成系统(10)的进口相连；液氨合成装置(2)的出口通过与甲胺合成装置(5)的第一进口之间设有第五三通(16)，第五三通(16)的第三端与甲酰胺合成系统(10)的进口相连；甲酸甲酯合成装置(8)的进口和甲胺合成装置(5)的第一进口分别通过第一三通(12)与甲醇合成装置(3)的出口相连。2.根据权利要求1所述的一种联产甲酰胺类化合物的装置，其特征在于：所述煤气化净化系统(1)中的低温甲醇洗工段出气口与甲醇合成装置(3)的进口相连。3.根据权利要求1所述的一种联产甲酰胺类化合物的装置，其特征在于：所述甲胺精馏装置(6)的气相出口通过第二三通(13)分别与N
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甲基甲酰胺合成系统(11)和甲胺合成装置(5)的第二进口相连；甲酸甲酯精馏系统(9)的产品出口和甲酰胺合成系统(10)之间设有第四三通(17)，第四三通(17)的第三端与N
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甲基甲酰胺合成系统(11)的进口相连。4.根据权利要求1所述的一种联产甲酰胺类化合物的装置，其特征在于：所述第五三通(16)和甲胺合成装置(5)的第一进口之间设有第一调节阀(18)，甲胺精馏装置(6)和N,N
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二甲基甲酰胺合成系统(7)的进口之间设有第二调节阀(19)，第三三通(14)与N,N
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二甲基甲酰胺合成系统(7)的进口之间设有第三调节阀(20)，第五三通(16)的第三端与甲酰胺合成系统(10)之间设有第四调节阀(21)，甲酸甲酯精馏系统(9)的产品出口与甲酰胺合成系统(10)之间设有第五调节阀(22)。5.根据权利要求1所述的一种联产甲酰胺类化合物的装置，其特征在于：所述甲胺合成装置(5)的第一进口和第一三通(12)之间设有第六调节阀(23)，甲酸甲酯合成装置(8)的进口和第一三通(12)之间设有第七调节阀(24)。6.根据权利要求3所述的一种联产甲酰胺类化合物的装置，其特征在于：所述第二三通(13)和N
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甲基甲酰胺合成系统(11)之间设有第八调节阀(25)，第二三通(13)和甲胺合成装置(5)的第二进口之间设有第九调节阀(26)；第四三通(17)的第三端与N
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甲基甲酰胺合成系统(11)的进口之间设有第十调节阀(15)。7.一种如权利要求1
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6任一项所述的联产甲酰胺类化合物的装置的联产方法，其特征在于：该联产方法包括甲酰胺、N
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甲基甲酰胺以及N,N
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二甲基甲酰胺的合成方法，该合成方法包括如下步骤：步骤一：煤气化净化系统(1)中的低温液氮洗工段出气口中的变换气进入液氨合成装置(2)中；煤气化净化系统(1)中的未变换气出口中的未变换气进入CO提纯装置(4)中，甲醇
合成装置(3)为外置或与煤气化净化系统(1)中的低温甲醇洗工段出气口中的气体相连通；所述进入液氨合成装置(2)内的变换气为N2和H2，其温度为：30～40℃，压力为：4.5～5.0MPa；所述进入CO提纯装置(4)内的未变换气为CO和H2，其温度为：30～50℃，压力为：4.5～5.5MPa；所述进入甲醇合成装置(3)内的气体为CO、H2和CO2，其温度为：30～50℃，压力为：4.5～5.5MPa；步骤二：液氨合成装置(2)内发生氨合成反应；所述的氨合成反应式为：H2+N2→
NH3；氨合成反应中的操作温度为：470～490℃，反应压力为：17～18MPa；步骤三：CO提纯装置(4)中采用深冷分离工艺对CO提纯，提出后的产品气温度为30～50℃，压力为：0.5～1.0MPa；步骤四：甲醇合成装置(3)内发生甲醇合成反应；所述的甲醇合成反应式为：CO+H2+CO2→
CH3OH；甲醇合成反应中的操作温度为：200～275℃，反应压力为：5.2～5.8MPa；步骤五：液氨合成装置(2)出口中的一部分液氨通过第五三通(16)、第一调节阀(18)进入甲胺合成装置(5)内，甲醇合成装置(3)出口中一部分甲醇通过第一三通(12)以及第六调节阀(23)进入甲胺合成装置(5)内，在甲胺合成装置(5)中进行甲胺合成反应，所述的甲胺合成反应式为：NH3+CH3OH
→
H3CNH2+H3CNHCH3+N(CH3)3；其反应操作温度为：400～430℃，反应压力为：2.4～2.6MPa；步骤六：通过甲胺合成反应后的H3CNH2、H3CNHCH3和N(CH3)3进入甲胺精馏装置(6)中进行精馏，精馏后的产品通过第二调节阀(19)进入N,N
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二甲基甲酰胺合成系统(7)中；所述精馏温度为：45～150℃，精馏压力为：0.85～1.85MPa；所述精馏后的产品为H3CNHCH3；CO提纯装置(4)出口中的一部分提纯后的CO产品气通过第三三通(14)、第三调节阀(20)进入N,N
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二甲基甲酰胺合成系统(7)中；上述原料在N,N
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二甲基甲酰胺合成系统(7)反应，其反应式为：H3CNHCH3+CO
→
HCON(CH3)2+2H2O，其反应温度为：90～130℃，反应压力为：1.5～2.0MPa；步骤七：CO提纯装置(4)出口中的另一部分提纯后的CO产品气通过第三三通(14)进入甲酸甲酯合成装置(8)内；甲醇合成装置(3)出口中另一部分甲醇通过第一三通(12)和第七调节阀(24)进入甲酸甲酯合成装置(8)内；上述原料在甲酸甲酯合成装置(8)内进行甲酸甲酯合成反应，其反应式为：CH3OH+CO
→
HCOOCH3；甲酸甲酯合成反应的温度为：75～90℃，反应压力为：3.9～4.5MPa；步骤八：步骤七中所述的HCOOCH3进入甲酸甲酯精馏装置(9)中进行精馏提纯，精馏提纯后的甲酸甲酯一部分通过第五调节阀(22)进入甲酰胺合成系统(10)内，所述步骤五中液氨合成装置(2)出口中的另一部分液氨通过第五三通(16)的第三端以及第四调节阀(21)进入甲酰胺合成系统(10)内；上述原料在甲酰胺合成系统(10)内进行甲酰胺合成反应，其反应式为：HCOOCH3+NH3→
CH3NO+CH3OH；甲酰胺合成反应中的反应温度为：35～55℃，反应压力为：0.1～0.3MPa；步骤九：所述步骤六中通过甲胺精馏装置(6)精馏后的气相一部分通过第九调节阀(26)和甲胺合成装置(5)的第二进口进入到甲胺合成装置(5)内进行冷凝回流；步骤十：所述步骤九中通过甲胺精馏装置(6)精馏后的气相另一部分通过第八调节阀(25)进入到N
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甲基甲酰胺合成系统(11)内；
所述步骤八中通过甲酸甲酯精馏装置(9)精馏提纯后的另一部分甲酸甲酯通过第四三通(17)的第三端和第十调节阀(15)进入到N
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甲基甲酰胺合成系统(11)中；上述原料在N
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甲基甲酰胺合成系统(11)中进行N
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甲基甲酰胺合成反应，其反应式为：HCOOCH3+H3CNH2→
C2H5NO+CH3OH；N
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甲基甲酰胺反应中的反应温度为：35～55℃，反应压力为：0.1～0.3MPa；所述通过甲胺精馏装置(6)精馏后的气相为H3CNH2。8.根据权利要求7所述的一种联产甲酰胺类化合物的装置的联产方法，其特征在于：该联产方法还包括甲酰胺和N
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甲基甲酰胺的合成方法，该合成方法包括如下步骤：步骤一：煤气化净化系统(1)中的低温液氮洗工段出气口中的变换气进入液氨合成装置(2)中；煤气化净化系统(1)中的未变换气出口中的未变换气进入CO提纯装置(4)中，甲醇合成装置(3)为外置或与煤气化净化系统(1)中的低温甲醇洗工段出气口中的气体相连通；所述进入液氨合成装置(2)内的变换气为N2和H2，其温度为：30～40℃，压力为：4.5～5.0MPa；所述进入CO提纯装置(4)内的未变换气为CO和H2，其温度为：30～50℃，压力为：4.5～5.5MPa；所述进入甲醇合成装置(3)内的气体为CO、H2和CO2，其温度为：30～50℃，压力为：4.5～5.5MPa；步骤二：液氨合成装置(2)内发生氨合成反应；所述的氨合成反应式为：H2+N2→
NH3；氨合成反应中的操作温度为：470～490℃，反应压力为：17～18MPa；步骤三：CO提纯装置(4)中采用深冷分离工艺对CO提纯，提出后的产品气温度为30～50℃，压力为：0.5～1.0MPa；步骤四：甲醇合成装置(3)内发生甲醇合成反应；所述的甲醇合成反应式为：CO+H2+CO2→
CH3OH；甲醇合成反应中的操作温度为：200～275℃，反应压力为：5.2～5.8MPa；步骤五：关闭第三调节阀(20)，CO提纯装置(4)出口中提纯后的CO产品气通过第三三通(14)进入甲酸甲酯合成装置(8)内；甲醇合成装置(3)出口中的一部分甲醇通过第一三通(12)和第七调节阀(24)进入甲酸甲酯合成装置(8)内；上述原料在甲酸甲酯合成装置(8)内进行甲酸甲酯合成反应，其反应式为：CH3OH+CO
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HCOOCH3；甲酸甲酯合成反应的温度为：75～90℃，反应压力为：3.9～4.5MPa；步骤六：所述步骤五中的HCOOCH3进入甲酸甲酯精馏装置(9)中进行精馏提纯，精馏提纯后的甲酸甲酯一部分通过第四三通(17)和第五调节阀(22)进入甲酰胺合成系统(10)内；液氨合成装置(2)出口中的一部分液氨通过第五三通(16)的第三端以及第四调节阀(21)进入甲酰胺合成系统(10)；上述原料在甲酰胺合成系统(10)内进行甲酰胺合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少利，李庆华，刘欣，耍芬芬，张伟利，朱止阳，张洋洋，李红明，
申请(专利权)人：河南心连心化学工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：