一種合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及合成氣制乙二醇工藝技術領域，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。
【背景技術】
[0002]現有工業技術中，合成氣制乙二醇工藝普遍采用一氧化氮、氧氣以及甲醇反應生成亞硝酸甲酯，再由亞硝酸甲酯與一氧化碳反應生成中間產物草酸二甲酯，然后經過加氫得到乙二醇產品。由于亞硝酸甲酯與一氧化碳反應生成草酸二甲酯時重新生成一氧化氮，而且鈀金屬催化劑上反應選擇性非常高，因此對整個工藝系統而言，理論上可視為不消耗一氧化氮氣體。然而在合成亞硝酸甲酯的反應體系中，一氧化氮會生成氮氧化物(NOx)的同時，伴隨著一種生成硝酸的副反應，導致反應系統中的一氧化氮被大量消耗。同時，由于酯化合成塔中含有大量的甲醇，會溶解一部分亞硝酸甲酯，也會造成整個系統中氮的大量無益消耗。
[0003]對于副反應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，生成的一氧化氮氣體再返回到亞硝酸甲酯合成反應器，此方式對回收硝酸的設備要求較高，同時需要一直消耗大量的亞硝酸鈉；另一種方式是直接對副反應生成的硝酸進行堿中和處理，雖然防止了硝酸對后續工藝設備的腐蝕，但需要一直消耗大量的堿。無論采用哪種方式，都增加了原料的消耗，生成的大量硝酸鹽又對環保處理造成很大壓力。
[0004]對于酯化塔甲醇溶液會溶解一部分亞硝酸甲酯的現象，目前工業上普遍采用的蒸餾塔是通過加熱塔釜至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，會有大量的酯類副產物生成，同時較高的塔釜溫度會加劇硝酸對設備的腐蝕。
[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器，通過移除反應熱，降低塔身溫度以提高亞硝酸甲酯合成反應進行的程度，然而酯化合成塔塔釜硝酸濃度依然較高。
[0006]專利CN1445208A在傳統的亞硝酸甲酯蒸餾塔反應器的底部增加了釜式反應器，通過抽取一部分蒸餾塔底部液體與輸入的一氧化氮氣體以及部分副產物硝酸反應生成亞硝酸甲酯，以提高亞硝酸甲酯的收率。然而，因為釜式反應器的全混流的特性，反應器內硝酸濃度與出口硝酸濃度相同，而高濃度的硝酸對生成亞硝酸甲酯是有利的，要想使釜式反應器出口的硝酸濃度降到足夠低，需要采用多臺釜式反應器串聯的形式，再加上設備制造的限制，釜式反應器的處理量一定，如果將所述專利中的方法實際應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器，操作難度較高，占地面積大，經濟性較低。
[0007]由上可知，目前工業上嘗試對酯化合成反應器本身進行設計優化，以降低副反應生成硝酸的效果并不理想，而對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。【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的在于針對以上缺點進行改進，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。該再生裝置系統可大幅降低合成氣制乙二醇工藝中硝酸消耗量，經濟高效的回收利用副反應生成的硝酸，同時解決甲醇溶液溶解亞硝酸甲酯的問題。
[0009]本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0010]—種合成氣制乙二醇工藝中亞硝酸甲酯的再生裝置系統，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有頂部液相進料口、頂部氣相進料口和底部液相出料口 ；所述亞硝酸甲酯汽提塔設有頂部液相進料口、底部氣相進料口、頂部氣相出料口和底部液相出料口 ；所述氣液分離器設有中上部進料口、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料口與亞硝酸甲酯合成反應器的包含甲醇和硝酸的液體管道經管線連接；所述亞硝酸甲酯再生塔的頂部氣相進料口與包含氮氧化物的氣體管道經管線連接；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料口經管線連接；
[0013]所述氣液分離器的頂部氣相出料口與草酸二甲酯循環壓縮機入口經管線連接；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料口經管線連接;
[0014]所述亞硝酸甲酯汽提塔的底部氣相進料口與選自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器出口經氣液分離器分離后的氣體管道。
[0016]優選的，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器入口/出口循環氣氣體管道。
[0017]優選的，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壓縮機入口經管線連接。
[0018]優選的，所述亞硝酸甲酯再生塔的中上部設有液相采出側線管道，所述液相側線管道與所述亞硝酸甲酯再生塔的頂部液相進料口連接。
[0019]更優選的，所述液相采出側線管道與硝酸管道連接。
[0020]本實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，可大幅降低合成氣制乙二醇工藝中硝酸消耗量，經濟高效的回收利用副反應生成的硝酸，同時解決甲醇溶液溶解亞硝酸甲酯的問題。對于合成氣制乙二醇工藝中由于馳放或其它副反應造成的亞硝酸甲酯損失，亞硝酸甲酯再生塔的中上部設有液相采出側線管道，液相采出側線管道與硝酸管道連接，可通過向亞硝酸甲酯再生塔側線加入硝酸，在塔內通過硝酸還原反應補充亞硝酸甲酯。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實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。
[0022]附圖標記:
[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。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例進一步闡述本實用新型，應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的保護范圍。
[0025]實施例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，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設有頂部液相進料口、頂部氣相進料口和底部液相出料口 ；亞硝酸甲酯汽提塔設有頂部液相進料口、底部氣相進料口、頂部氣相出料口和底部液相出料口 ；氣液分離器設有中上部進料口、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的中上部設有液相采出側線管道，液相側線管道與亞硝酸甲酯再生塔的頂部液相進料口連接，液相采出側線管道與硝酸管道連接，液相側線管道通過栗4與亞硝酸甲酯再生塔的頂部液相進料口連接。
[0029]亞硝酸甲酯再生塔I的頂部液相進料口與亞硝酸甲酯合成反應器的包含甲醇和硝酸的液體管道經管線連接；亞硝酸甲酯再生塔I的頂部氣相進料口與草酸二甲酯合成反應器出口經氣液分離器分離后的氣體管道經管線連接；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料口經管線連接。
[0030]氣液分離器的頂部氣相出料口與草酸二甲酯循環壓縮機入口經管線連接；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料口經管線連接。
[0031]亞硝酸甲酯汽提塔的底部氣相進料口與一氧化碳和N2混合氣體管道經管線連接；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，先用鹽酸進行預處理，然后利用硝酸鹽進行貴金屬鈀的負載，最后擠壓成型，制備成Φ1.