本发明专利技术属于草酸二甲酯生产的技术领域，具体涉及一种草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法及装置，提高了再生过程中一氧化氮的利用率并减少甲醇的使用量。装置包括旋转填料床；其气体进口分别接氮气、氧气以及一氧化氮的来源，液体进口与甲醇储槽连接，液体出口与醇水混合物储槽的进口相连，气体出口连接冷凝器Ｉ。工艺方法的步骤如下，开启旋转填料床，将一氧化氮、氮气和氧气和无水甲醇在旋转填料床中进行接触反应，生成气相和液相；气相排出后进行冷凝，液相流入醇水混合物储槽。本发明专利技术的有益效果：工艺反应效率高、ＮＯ全部实现高效利用、装置结构紧凑、体积小、投资少。设备，结构简单，易操作、能耗小、流程简单、开停车方便等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于草酸二甲酯生产的
，具体涉及一种草酸二甲酯生产过程中 亚硝酸甲酯再生的工艺方法及装置，特别是一氧化氮的循环利用。
技术介绍
草酸二甲酯是重要的有机化工原料及中间体，大量应用于精细化工制备各种染 料、医药、农药等工业中，而且还是重要的溶剂和萃取剂等。草酸二甲酯水解制得草 酸可制取高附加值的专用化学品用于电子信息及国防原子能工业，氨化可得草酸胺等有 机化工产品，由草酸二甲酯加氢制乙二醇，乙二醇也是重要的化工原料，大量用于合成 纤维、不饱和聚酯树脂和塑料薄膜的生产上，此外用于制造精细化工的粘合剂、溶剂、 增塑剂等前景十分广阔，我国是乙二醇消费大国，预计2010年我国乙二醇产量将达到 420万吨，而届时的需求量将达到720万吨，产量远远不能满足国内的需求，需要大量进 口，乙二醇在我国具有很好的发展前景。目前传统草酸二甲酯的生产路线是利用草酸与甲醇发生酯化反应来制备，该生 产工艺存在成本高，能耗大，污染严重等缺点，与国际先进水平有一定差距。国外草 酸生产路线也不断更新，上世纪七十年代主要以石油化工为基础，进行了原料路线的改 进，如法国罗纳-普朗克公司用丙烯氧化法合成草酸，以丙烯计草酸收率可达90%以 上。进入上世纪八十年代由于石油能源曾出现危机，国际上又开展了以煤代替石油的“一碳化工”新原料路线。其中一氧化碳气相偶联催化制草酸二甲酯，是目前国际上 “Cl化工”新工艺研究的热点，也是我国“十一五”规划重点立项的非石油路线可持续 发展的重要课题之一，一氧化碳原料来源广泛而价廉，可从煤或天然气制取，特别对于 我国富煤贫油少气的能源结构来讲，用一氧化碳来制草酸二甲酯是最经济合理的路线， 开辟了利用煤炭资源合成乙二醇的一条新途径。一氧化碳气相催化偶联制备草酸二甲酯的反应过程分两步进行2CO+2CH3ONO — (COOCH3) 2+2NO (偶联反应)2NO+2CH3OH+0.502 — 2CH30N0+H20 (再生反应)_2CO+2CH3OH+0.502 — (COOCH3) 2+H20 (总反应)在再生反应中，NO、O2和甲醇首先反应形成亚硝酸甲酯，该反应无需催化剂， 反应速度快，然后CO和亚硝酸甲酯在催化剂作用下进行羰基化反应，形成草酸二甲酯和 NO, NO循环到再生反应中实现循环使用。此工艺过程，从工艺和经济上考虑必须将偶联反应所产生的副产物NO加以循环 利用，因此NO再生亚硝酸甲酯的反应也引起了极大的关注。事实上CO催化偶联过程 能否顺利进行，主要取决于再生反应匹配的程度，只有当催化偶联和再生两个反应速率 相匹配时，才能达到偶联-再生循环形成无污染的自封闭系统。此步是整个工艺过程达 的关键。随着科技工作者对草酸二甲酯研究的深入，NO的循环利用已成为草酸二甲酯合 成装置顺利运转的关键，该问题涉及到亚硝酸甲酯的再生反应及与偶联反应速率的匹配 问题，分析NO的循环利用问题，首先从亚硝酸甲酯的再生反应可能涉及到的系列反应着 手权利要求1.一种用于草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的装置，其特征在于包括旋转填 料床(3)；旋转填料床(3)的气体进口分别连接相互独立的氮气、氧气以及一氧化氮的来 源管路，液体进口(3.5)与甲醇储槽(2)连接，液体出口(3.2)与醇水混合物储槽(6)的 进口相连，醇水混合物储槽(6)的出口连接精馏塔(8)的进口，精馏塔的气体出口(9)经 过冷凝器II(IO)连接甲醇储槽(2)，旋转填料床(3)的气体出口连接冷凝器I(4)。2.根据权利要求1所述的用于草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的装置，其特征 在于旋转填料床的气体进口设置三个，包括氮气进口(3.7)、氧气进口(3.9)和一氧化氮 进口(3.8)，氧气进口(3.9)和一氧化氮进口(3.8)相向设置，氮气进口(3.7)设置于氧气 进口(3.9)和一氧化氮进口(3.8)之间、并且方向垂直于氧气进口(3.9)和一氧化氮进口 (3.8)的方向。3.根据权利要求1或2所述的用于草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的装置，其 特征在于旋转填料床的液体进口(3.5)和气体出口(3.6)为管状，气体出口(3.6)套于液体 进口 (3.5)之外。4.根据权利要求3所述的用于草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的装置，其特征 在于旋转填料床(3)设置三个气体进口的部位为锥形。5.—种草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法，在如权利要求1或2所述 的用于草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的装置中完成，其特征在于步骤如下开 启旋转填料床(3)，调节转速，将一氧化氮(14)、氮气(13)和氧气(12)分别引入旋转 填料床的气体进口，一氧化氮(14)和氧气(12)相向引入，将无水甲醇引入旋转填料床 的液体进口(3.5)，一氧化氮、氮气和氧气混合后进入填料层(3.3)与无水甲醇在旋转填 料床中进行接触反应，生成气相和液相；气相组分包括亚硝酸甲酯、甲醇和氮气，从旋 转填料床的气体出口排出后进行冷凝，冷凝后液相的甲醇和水的混合物进入醇水混合物 储槽(6)，气相的含氮气的亚硝酸甲酯气体(5)进入前一工序进行循环使用；液相组分包 括甲醇和水，从旋转填料床的液体出口(3.2)流入醇水混合物储槽(6)，然后进入精馏塔 (8)，进行醇水分离，分离提纯后的甲醇由精馏塔的气体出口(9)排出，经冷凝后成为液 体，进入甲醇储槽(2)，进行循环使用。6.—种草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法，在如权利要求4所述的用 于草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的装置中完成，其特征在于步骤如下开启旋 转填料床(3)，调节转速，将一氧化氮(14)、氮气(13)和氧气(12)分别引入旋转填料床 的气体进口，一氧化氮(14)和氧气(12)相向引入，将无水甲醇引入旋转填料床的液体进 口(3.5)，一氧化氮、氮气和氧气混合后进入填料层(3.3)与无水甲醇在旋转填料床中进 行接触反应，生成气相和液相；气相组分包括亚硝酸甲酯、甲醇和氮气，从旋转填料床 的气体出口排出后进行冷凝，冷凝后液相的甲醇和水的混合物进入醇水混合物储槽(6)， 气相的含氮气的亚硝酸甲酯气体(5)进入前一工序进行循环使用；液相组分包括甲醇和 水，从旋转填料床的液体出口(3.2)流入醇水混合物储槽(6)，然后进入精馏塔(8)，进 行醇水分离，分离提纯后的甲醇由精馏塔的气体出口(9)排出，经冷凝后成为液体，进 入甲醇储槽(2)，进行循环使用。7.根据权利要求6所述的草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法，其特征 在于一氧化氮、氮气和氧气的体积比例为4 6 2.5 5 1 1.5。8.根据权利要求6所述的草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法，其特征 在进入旋转填料床中甲醇和一氧化氮的摩尔比为1.2 1.8。9.根据权利要求6所述的草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法，其特征 在旋转填料床的转子转速为200-2800r/min，旋转填料床内气液反应温度为30_40°C。10.根据权利要求6所述的草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法，其特 征在精馏塔中温度为70 80°C。全文摘要本专利技术属于草酸二甲酯生产的
，具体涉及一种草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的工艺方法及本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于草酸二甲酯生产过程中亚硝酸甲酯再生的装置，其特征在于包括旋转填料床（３）；旋转填料床（３）的气体进口分别连接相互独立的氮气、氧气以及一氧化氮的来源管路，液体进口（３．５）与甲醇储槽（２）连接，液体出口（３．２）与醇水混合物储槽（６）的进口相连，醇水混合物储槽（６）的出口连接精馏塔（８）的进口，精馏塔的气体出口（９）经过冷凝器Ⅱ（１０）连接甲醇储槽（２），旋转填料床（３）的气体出口连接冷凝器Ⅰ（４）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘有智，焦纬洲，申红艳，祁贵生，袁志国，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：14
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