鬼佬大哥大
  • / 12
  • 下載費用:30 金幣  

一種氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置、工藝和催化劑在線評價方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410141238.6

申請日:

2014.04.10

公開號:

CN103951558A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C07C 69/06申請日:20140410|||公開
IPC分類號: C07C69/06; C07C67/36; G01N30/02 主分類號: C07C69/06
申請人: 中國科學院福建物質結構研究所
發明人: 徐忠寧; 郭國聰; 彭思艷; 王志巧; 呂冬梅; 陳青松; 王明盛
地址: 350002 福建省福州市鼓樓區楊橋西路155號
優先權:
專利代理機構: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429 代理人: 周義剛
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201410141238.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2015.07.15|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置,其特征在于:該裝置包括氮氣氣體管道、一氧化碳氣體管道、氫氣氣體管道、一氧化氮氣體管道、氧氣氣體管道、甲醇儲罐(1)、流體泵(2)、酯化塔(3)、第一精餾塔(4)、廢水儲罐(5)、第一冷凝器(6)、氣體混合箱(7)、反應器(8)、加熱爐(9)、催化劑(10)、針型閥(11)、在線氣相色譜分析系統(12)、氣液分離器(13)、第二精餾塔(14)、第二冷凝器(15)、甲酸甲酯儲罐(16)、放空閥(17)、循環泵(18)。該裝置采用固定床反應器,催化劑與產物易分離,裝置操作簡單,反應器為常壓反應器,資金投入少。

權利要求書

權利要求書
1.  一種氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置,其特征在于:該裝置包括氮氣氣體管道、一氧化碳氣體管道、氫氣氣體管道、一氧化氮氣體管道、氧氣氣體管道、甲醇儲罐(1)、流體泵(2)、酯化塔(3)、第一精餾塔(4)、廢水儲罐(5)、第一冷凝器(6)、氣體混合箱(7)、反應器(8)、加熱爐(9)、催化劑(10)、針型閥(11)、在線氣相色譜分析系統(12)、氣液分離器(13)、第二精餾塔(14)、第二冷凝器(15)、甲酸甲酯儲罐(16)、放空閥(17)、循環泵(18); 
其中:在線氣相色譜分析系統(12)包括氣動十通閥(19)、氣動六通閥(20)、定量管(21)、閥控制器(22)、第一填充柱(23)、第二填充柱(24)、毛細管柱(25)、熱導檢測器(26)、氫火焰離子化檢測器(27)和計算機(28);催化劑(10)位于反應器(8)的中部;反應器(8)位于加熱爐(9)的中部; 
且, 
一氧化氮氣體管道和氧氣氣體管道通過等徑三通接頭合并成一路,與酯化塔(3)的下端插接,甲醇儲罐(1)通過流體泵(2)與酯化塔(3)的中上端相連,酯化塔(3)的下端出口管道連接第一精餾塔(4);第一精餾塔(4)的下端出口管道與廢水儲罐(5)相連,上端出口管道與甲醇儲罐(1)相連;氮氣氣體管道、一氧化碳氣體管道和氫氣氣體管道通過等徑四通接頭合并成一路,與連接于酯化塔(3)的上端出口管道的第一冷凝器(6)的出口管道通過等徑三通接頭進一步合并成一路,合并后的管道與氣體混合箱(7)的入口相連;氣體混合箱(7)的出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過針型閥(11)與在線氣相色譜分析系統(12)相連,另一路與反應器(8)的上端相連;反應器(8)的下端出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過針型閥(11)與在線氣相色譜分析系統(12)相連,另一路與氣液分離器(13)相連; 氣液分離器(13)的上端出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過放空閥(17)部分放空,另一路通過循環泵(18)與一氧化氮氣體管道相連;氣液分離器(13)的下端出口管道與第二精餾塔(14)相連;第二精餾塔(14)的下端出口管道與甲醇儲罐(1)相連;第二精餾塔(14)的上端出口管道與第二冷凝器(15)入口相連,第二冷凝器(15)出口管道與甲酸甲酯儲罐(16)相連; 
在線氣相色譜分析系統(12)中的氣動十通閥(19)與氣動六通閥(20)通過管道相連接;氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)與閥控制器(22)相連;氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)上均設有定量管(21);氣動十通閥(19)連接第一填充柱(23)和第二填充柱(24);第一填充柱(23)與熱導檢測器(26)相連;氣動六通閥(20)與毛細管柱(25)相連;毛細管柱(25)與氫火焰離子化檢測器(27)相連;氣動六通閥(20)的出氣管道直接排空。 

2.  根據權利要求1所述的裝置,其特征在于:優選的,所述的酯化塔(3)、第一精餾塔(4)、第二精餾塔(14)為層板塔或填料塔。 

3.  根據權利要求1所述的裝置,其特征在于:所述的加熱爐(9)溫度范圍:室溫-600℃,控溫精度:±0.2℃。 

4.  使用權利要求1所述的裝置生產甲酸甲酯的工藝,其特征在于,工藝如下: 
(a)氮氣、一氧化碳和氫氣首先混合在一起; 
(b)甲醇儲罐(1)中的甲醇通過流體泵(2)進入酯化塔(3)中上端; 
(c)一氧化氮和氧氣混合后從下端進入酯化塔(3)與甲醇反應生成亞硝酸甲酯;酯化塔(3)下端的流出物I進入第一精餾塔(4)進行分離; 
(d)第一精餾塔(4)下端的流出物II進入廢水儲罐(5);第一精餾塔(4)上端的流出物III冷凝后進入甲醇儲罐(1)進行循環利用; 
(e)酯化塔(3)上端的流出物IV進入第一冷凝器(6)進行冷凝; 
(f)冷凝液體回到酯化塔(3)中;未冷凝氣體亞硝酸甲酯與氮氣、一氧化碳和氫氣的混合氣體一同進入氣體混合箱(7)進行充分混合; 
(g)氣體混合箱(7)中的氣體分為兩路,一路通過針型閥(11)進入在線氣相色譜分析系統(12)中分析,另一路進入反應器(8)與催化劑(10) 接觸發生反應; 
(h)反應器(8)下端的流出物V分為兩路,一路通過針型閥(11)進入在線氣相色譜分析系統(12)中分析,另一路進入氣液分離器(13)進行分離; 
(i)未冷凝氣體分為兩路,一路通過放空閥(17)部分放空,另一路通過循環泵(18)進入一氧化氮氣體管道進行循環利用; 
(j)氣液分離器(13)下端的流出物VI進入第二精餾塔(14)進行分離;第二精餾塔(14)下端的流出物VII進入甲醇儲罐(1)進行循環利用,上端的流出物VIII進入第二冷凝器(15)進行冷凝;第二冷凝器(15)下端的流出物IX進入甲酸甲酯儲罐(16)。 

5.  根據權利要求4所述的工藝,其特征在于:所述的反應器(8)中的反應溫度范圍:50-150℃,反應壓力范圍:0.01-2MPa。 

6.  使用權利要求1所述的裝置在線評價催化劑的方法,其特征在于,所述方法如下: 
1)量取一定體積的催化劑(10),放入反應器(8)中部,上下兩端都填充惰性石英砂; 
2)打開第一載氣、第二載氣和第三載氣,開啟氣相色譜,熱導檢測器加電流,氫火焰離子化檢測器點火,使氣相色譜保持準備就緒狀態; 
3)當反應平穩運行時,微量調節反應器(8)前端的針型閥(11),使少量原料氣進入在線氣相色譜分析系統(12)中的定量管(21); 
4)計算機(28)通過閥控制器(22)控制氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)同時轉動,將定量管(21)中的原料氣帶入色譜柱進行全組分同步分析,獲得原料氣的初始峰面積; 
5)關閉反應器(8)前端的針型閥(11),微量調節反應器(8)后端的針型閥(11),使少量產物進入在線氣相色譜分析系統(12)中的定量管(21); 
6)計算機(28)通過閥控制器(22)控制氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)同時轉動,將定量管(21)中的產物帶入色譜柱進行全組分同步分析,獲得未反應原料氣和產物的峰面積; 
7)產物中的有機物通過毛細管柱(25)分離后在氫火焰離子化檢測器(27)上出峰,有機產物通過第二填充柱(24)被反吹掉,剩余無機氣體通過 第一填充柱(23)在熱導檢測器(26)上出峰; 
8)通過色譜峰面積的分析結果可準確計算出原料CO的轉化率,通過面積歸一法可準確計算出主產物甲酸甲酯的選擇性,通過轉化率、選擇性和空速可以準確計算出主產物甲酸甲酯的時空收率。 

說明書

說明書一種氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置、工藝和催化劑在線評價方法
技術領域
本發明屬于甲酸甲酯生產技術領域,具體涉及一種氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置、工藝和催化劑在線評價方法。
背景技術
甲酸甲酯是C1化學中極為重要的中間體,具有廣泛的用途。從甲酸甲酯出發,可以生產甲酸、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、碳酸二甲酯、乙二醇、乙酸、乙酸甲酯、乙酸酐、甲基丙烯酸甲酯、高純CO等產品,亦可用作殺蟲劑、殺菌劑、熏蒸劑和煙草處理劑等。目前,我國甲酸甲酯年需求量約為136萬噸,但生產能力約為5萬噸,缺口130萬噸。甲酸甲酯的消費構成如下:合成革占30%,農藥占26%,醫藥占25%,丙烯腈占10%,其它9%。而且,隨著聚丙烯腈纖維、聚氨酯合成革、醫藥工業等的發展,甲酸甲酯的市場需求量將以每年10%速率增長。
生產甲酸甲酯的方法主要有:甲醇甲酸酯化法、液相甲醇羰基化法、甲醇脫氫法、甲醇氧化脫氫法、甲醛二聚法、合成氣直接合成法等。其中常用的工業化生產方法有甲醇甲酸酯化法和液相甲醇羰基化法。甲醇甲酸酯化法工藝落后、能耗高、設備腐蝕嚴重,國外已淘汰,國內仍有不少小廠采用此方法生產。目前工業上主流是采用液相甲醇羰基化法。1982年以來,世界上新建的甲酸甲酯裝置幾乎全部采用這一生產技術和工藝,已成為國外大規模生產甲酸甲酯的主要方法。
液相甲醇羰基化法(CH30H+CO=HCOOCH3)是德國BASF公司于上世紀80年代首先實現工業化的,目前唯一工業化的催化劑是甲醇鈉,它的突出優點是選擇性高,甲酸甲酯是唯一產物。但是采用甲醇鈉催化劑存在以下嚴重的缺點:(1)甲醇鈉對水極其敏感,因而對原料的高純度要求極高,其中H20、C02、02和硫化物等雜質的含量要小于10-6,甲醇中的水含量也要小于10-6,原料高純化設備投資非常高;(2)甲醇鈉是強堿,對設備腐蝕嚴重,反應器需用鈦合金作 內襯,費用較高;(3)在反應釜中進行,屬于均相反應,催化劑與產物分離較麻煩,不能實現連續生產流程;(4)反應壓力較高,約4MPa(40個大氣壓),屬于高壓反應容器;(5)甲醇鈉在甲酸甲酯中溶解度較小,若甲醇轉化率大于某一限度值后,甲醇鈉就會形成固體沉淀物,將管道與閥門堵塞,給實際操作帶來很大困難,甚至無法正常生產。
發明內容
針對現有液相工藝反應裝置存在的技術問題,本發明提供了一種氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置、工藝和催化劑在線評價方法,采用固定床反應器,反應器為常壓反應器,催化劑對原料氣純度要求不高,解決了現有液相工藝反應裝置存在的技術問題:1、催化劑與產物分離困難;2、設備資金投入非常高;3、裝置操作困難大。
本發明的目的通過以下技術方案實現:本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置包括氮氣氣體管道、一氧化碳氣體管道、氫氣氣體管道、一氧化氮氣體管道、氧氣氣體管道、甲醇儲罐(1)、流體泵(2)、酯化塔(3)、第一精餾塔(4)、廢水儲罐(5)、第一冷凝器(6)、氣體混合箱(7)、反應器(8)、加熱爐(9)、催化劑(10)、針型閥(11)、在線氣相色譜分析系統(12)、氣液分離器(13)、第二精餾塔(14)、第二冷凝器(15)、甲酸甲酯儲罐(16)、放空閥(17)、循環泵(18);
其中:在線氣相色譜分析系統(12)包括氣動十通閥(19)、氣動六通閥(20)、定量管(21)、閥控制器(22)、第一填充柱(23)、第二填充柱(24)、毛細管柱(25)、熱導檢測器(26)、氫火焰離子化檢測器(27)和計算機(28);
催化劑(10)位于反應器(8)的中部;反應器(8)位于加熱爐(9)的中部;
且,一氧化氮氣體管道和氧氣氣體管道通過等徑三通接頭合并成一路,與酯化塔(3)的下端插接,甲醇儲罐(1)通過流體泵(2)與酯化塔(3)的中上端相連,酯化塔(3)的下端出口管道連接第一精餾塔(4);第一精餾塔(4)的下端出口管道與廢水儲罐(5)相連,上端出口管道與甲醇儲罐(1)相連;
氮氣氣體管道、一氧化碳氣體管道和氫氣氣體管道通過等徑四通接頭合并成一路,與連接于酯化塔(3)的上端出口管道的第一冷凝器(6)的出口管道通過等徑三通接頭進一步合并成一路,合并后的管道與氣體混合箱(7)的入口相連;氣體混合箱(7)的出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過針型閥(11)與在線氣相色譜分析系統(12)相連,另一路與反應器(8)的上端相連;反應器(8)的下端出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過針型閥(11)與在線氣相色譜分析系統(12)相連,另一路與氣液分離器(13)相連;
氣液分離器(13)的上端出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過放空閥(17)部分放空,另一路通過循環泵(18)與一氧化氮氣體管道相連;氣液分離器(13)的下端出口管道與第二精餾塔(14)相連;第二精餾塔(14)的下端出口管道與甲醇儲罐(1)相連;第二精餾塔(14)的上端出口管道與第二冷凝器(15)入口相連,第二冷凝器(15)出口管道與甲酸甲酯儲罐(16)相連;
在線氣相色譜分析系統(12)中的氣動十通閥(19)與氣動六通閥(20)通過管道相連接;氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)與閥控制器(22)相連;氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)上均設有定量管(21);氣動十通閥(19)連接第一填充柱(23)和第二填充柱(24);第一填充柱(23)與熱導檢測器(26)相連;氣動六通閥(20)與毛細管柱(25)相連;毛細管柱(25)與氫火焰離子化檢測器(27)相連;氣動六通閥(20)的出氣管道直接排空。
優選的,所述的酯化塔(3)、第一精餾塔(4)、第二精餾塔(14)為層板塔或填料塔。
優選的,所述的加熱爐(9)溫度范圍:室溫-600℃,控溫精度:±0.2℃。
氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的反應原理如下:
2CH3OH+2NO+0.5O2=2CH30NO+H2O       (a)
2CO+H2+2CH3ONO=2HCOOCH3+2NO        (b)
2CH3OH+2CO+H2+0.5O2=2HCOOCH3+H2O    (c)
2CH3ONO+H2=2CH3OH+2NO               (d)
其中反應(a)為尾氣一氧化氮循環利用反應,在酯化塔(3)中進行,無催化劑;反應(b)為生產甲酸甲酯的主反應,在反應器(8)中的催化劑(10)表面進行,催化劑為貴金屬多相催化劑;反應(c)為反應(a)和(b)的總反應; 反應(d)為副反應。從總反應(c)可以看出,氣相甲醇羰基化合成甲酸甲酯的原料為甲醇、一氧化碳、氫氣和氧氣。
本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的工藝流程如下:
氮氣、一氧化碳和氫氣首先混合在一起;甲醇儲罐(1)中的甲醇通過流體泵(2)進入酯化塔(3)中上端;一氧化氮和氧氣混合后從下端進入酯化塔(3)與甲醇反應生成亞硝酸甲酯;酯化塔(3)下端的流出物I進入第一精餾塔(4)進行分離;第一精餾塔(4)下端的流出物II進入廢水儲罐(5);第一精餾塔(4)上端的流出物III冷凝后進入甲醇儲罐(1)進行循環利用;酯化塔(3)上端的流出物IV進入第一冷凝器(6)進行冷凝;冷凝液體回到酯化塔(3)中;未冷凝氣體亞硝酸甲酯與氮氣、一氧化碳和氫氣的混合氣體一同進入氣體混合箱(7)進行充分混合;氣體混合箱(7)中的氣體分為兩路,一路通過針型閥(11)進入在線氣相色譜分析系統(12)中分析,另一路進入反應器(8)與催化劑(10)接觸發生反應;反應器(8)下端的流出物V分為兩路,一路通過針型閥(11)進入在線氣相色譜分析系統(12)中分析,另一路進入氣液分離器(13)進行分離;未冷凝氣體分為兩路,一路通過放空閥(17)部分放空,另一路通過循環泵(18)進入一氧化氮管道進行循環利用;氣液分離器(13)下端的流出物VI進入第二精餾塔(14)進行分離;第二精餾塔(14)下端的流出物VII進入甲醇儲罐(1)進行循環利用,上端的流出物VIII進入第二冷凝器(15)進行冷凝;第二冷凝器(15)下端的流出物IX進入甲酸甲酯儲罐(16)。
優選的,氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的溫度范圍:50-150℃,壓力范圍:0.01-2MPa。
本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的催化劑在線評價方法如下:
1、量取一定體積的催化劑(10),放入反應器(8)中部,上下兩端都填充惰性石英砂;
2、打開第一載氣、第二載氣和第三載氣,開啟氣相色譜,熱導檢測器加電流,氫火焰離子化檢測器點火,使氣相色譜保持準備就緒狀態;
3、當反應平穩運行時,微量調節反應器(8)前端的針型閥(11),使少量原料氣進入在線氣相色譜分析系統(12)中的定量管(21);
4、計算機(28)通過閥控制器(22)控制氣動十通閥(19)和氣動六通閥 (20)同時轉動,將定量管(21)中的原料氣帶入色譜柱進行全組分同步分析,獲得原料氣的初始峰面積;
5、關閉反應器(8)前端的針型閥(11),微量調節反應器(8)后端的針型閥(11),使少量產物進入在線氣相色譜分析系統(12)中的定量管(21);
6、計算機(28)通過閥控制器(22)控制氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)同時轉動,將定量管(21)中的產物帶入色譜柱進行全組分同步分析,獲得未反應原料氣和產物的峰面積;
7、產物中的有機物通過毛細管柱(25)分離后在氫火焰離子化檢測器(27)上出峰,有機產物通過第二填充柱(24)被反吹掉,剩余無機氣體通過第一填充柱(23)在熱導檢測器(26)上出峰;
8、通過色譜峰面積的分析結果可準確計算出原料CO的轉化率,通過面積歸一法可準確計算出主產物甲酸甲酯的選擇性,通過轉化率、選擇性和空速可以準確計算出主產物甲酸甲酯的時空收率。
本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置具有如下特點:
1、采用固定床反應器,催化劑與產物易分離,裝置操作簡單;
2、反應器為常壓反應器,資金投入少;
3、催化劑對原料氣純度要求不高,無需高端純化設備,資金投入少。
附圖說明
圖1為本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置的示意圖,其中:1為甲醇儲罐、2為流體泵、3為酯化塔、4為第一精餾塔、5為廢水儲罐、6為第一冷凝器、7為氣體混合箱、8為反應器、9為加熱爐、10為催化劑、11為針型閥、12為在線氣相色譜分析系統、13為氣液分離器、14為第二精餾塔、15為第二冷凝器、16為甲酸甲酯儲罐、17為放空閥、18為循環泵;
圖2為本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置中的在線氣相色譜分析系統(12)的示意圖,其中19為氣動十通閥、20為氣動六通閥、21為定量管、22閥控制器、23為第一填充柱、24為第二填充柱、25為毛細管柱、26為熱導檢測器、27為氫火焰離子化檢測器、28為計算機;
圖3為實施例1催化劑的氣相色譜氫火焰離子化檢測器分析譜圖;
圖4為實施例1催化劑的氣相色譜熱導檢測器分析譜圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
實施例1:
本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置包括氮氣氣體管道、一氧化碳氣體管道、氫氣氣體管道、一氧化氮氣體管道、氧氣氣體管道、甲醇儲罐(1)、流體泵(2)、酯化塔(3)、第一精餾塔(4)、廢水儲罐(5)、第一冷凝器(6)、氣體混合箱(7)、反應器(8)、加熱爐(9)、催化劑(10)、針型閥(11)、在線氣相色譜分析系統(12)、氣液分離器(13)、第二精餾塔(14)、第二冷凝器(15)、甲酸甲酯儲罐(16)、放空閥(17)、循環泵(18);
其中:在線氣相色譜分析系統(12)包括氣動十通閥(19)、氣動六通閥(20)、定量管(21)、閥控制器(22)、第一填充柱(23)、第二填充柱(24)、毛細管柱(25)、熱導檢測器(26)、氫火焰離子化檢測器(27)和計算機(28);
催化劑(10)位于反應器(8)的中部;反應器(8)位于加熱爐(9)的中部;
且,一氧化氮氣體管道和氧氣氣體管道通過等徑三通接頭合并成一路,與酯化塔(3)的下端插接,甲醇儲罐(1)通過流體泵(2)與酯化塔(3)的中上端相連,酯化塔(3)的下端出口管道連接第一精餾塔(4);第一精餾塔(4)的下端出口管道與廢水儲罐(5)相連,上端出口管道與甲醇儲罐(1)相連;
氮氣氣體管道、一氧化碳氣體管道和氫氣氣體管道通過等徑四通接頭合并成一路,與連接于酯化塔(3)的上端出口管道的第一冷凝器(6)的出口管道通過等徑三通接頭進一步合并成一路,合并后的管道與氣體混合箱(7)的入口相連;氣體混合箱(7)的出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過針型閥(11)與在線氣相色譜分析系統(12)相連,另一路與反應器(8)的上端相連;反應器(8)的下端出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過針型閥(11)與在線氣相色譜分析系統(12)相連,另一路與氣液分離器(13)相連;
氣液分離器(13)的上端出口管道通過等徑三通接頭分為兩路,一路通過放空閥(17)部分放空,另一路通過循環泵(18)與一氧化氮氣體管道相連;氣液分離器(13)的下端出口管道與第二精餾塔(14)相連;第二精餾塔(14)的下端出口管道與甲醇儲罐(1)相連;第二精餾塔(14)的上端出口管道與第二冷凝器(15)入口相連,第二冷凝器(15)出口管道與甲酸甲酯儲罐(16)相連;
在線氣相色譜分析系統(12)中的氣動十通閥(19)與氣動六通閥(20)通過管道相連接;氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)與閥控制器(22)相連;氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)上均設有定量管(21);氣動十通閥(19)連接第一填充柱(23)和第二填充柱(24);第一填充柱(23)與熱導檢測器(26)相連;氣動六通閥(20)與毛細管柱(25)相連;毛細管柱(25)與氫火焰離子化檢測器(27)相連;氣動六通閥(20)的出氣管道直接排空。
優選的,所述的酯化塔(3)、第一精餾塔(4)、第二精餾塔(14)為填料塔。
本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的工藝流程如下:
氮氣、一氧化碳和氫氣首先混合在一起;甲醇儲罐(1)中的甲醇通過流體泵(2)進入酯化塔(3)中上端;一氧化氮和氧氣混合后從下端進入酯化塔(3)與甲醇反應生成亞硝酸甲酯;酯化塔(3)下端的流出物I進入第一精餾塔(4)進行分離;第一精餾塔(4)下端的流出物II進入廢水儲罐(5);第一精餾塔(4)上端的流出物III冷凝后進入甲醇儲罐(1)進行循環利用;酯化塔(3)上端的流出物IV進入第一冷凝器(6)進行冷凝;冷凝液體回到酯化塔(3)中;未冷凝氣體亞硝酸甲酯與氮氣、一氧化碳和氫氣的混合氣體一同進入氣體混合箱(7)進行充分混合;氣體混合箱(7)中的氣體分為兩路,一路通過針型閥(11)進入在線氣相色譜分析系統(12)中分析,另一路進入反應器(8)與催化劑(10)接觸發生反應;反應器(8)下端的流出物V分為兩路,一路通過針型閥(11)進入在線氣相色譜分析系統(12)中分析,另一路進入氣液分離器(13)進行分離;未冷凝氣體分為兩路,一路通過放空閥(17)部分放空,另一路通過循環泵(18)進入一氧化氮管道進行循環利用;氣液分離器(13)下端的流出物VI進入第二精餾塔(14)進行分離;第二精餾塔(14)下端的流出物VII進入甲醇儲罐(1)進行循環利用,上端的流出物VIII進入第二冷凝器(15)進行冷凝;第二冷凝器(15)下端的流出物IX進入甲酸甲酯儲罐(16)。
優選的,氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的溫度范圍:50-150℃,壓力范圍:0.01-2MPa。更優選的,氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的溫度為100℃,壓力為0.1MPa。
本發明公開的氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的催化劑在線評價方法如下:
1、量取100mL0.5%Pd/A1203催化劑(10),放入反應器(8)中部,上下兩端都填充惰性石英砂;
2、打開第一載氣、第二載氣和第三載氣,開啟氣相色譜,熱導檢測器加電流,氫火焰離子化檢測器點火,使氣相色譜保持準備就緒狀態;
3、當反應平穩運行時,微量調節反應器(8)前端的針型閥(11),使少量原料氣進入在線氣相色譜分析系統(12)中的定量管(21);
4、計算機(28)通過閥控制器(22)控制氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)同時轉動,將定量管(21)中的原料氣帶入色譜柱進行全組分同步分析,獲得原料氣的初始峰面積;
5、關閉反應器(8)上端的針型閥(11),微量調節反應器(8)后端的針型閥(11),使少量產物進入在線氣相色譜分析系統(12)中的定量管(21);
6、計算機(28)通過閥控制器(22)控制氣動十通閥(19)和氣動六通閥(20)同時轉動,將定量管(21)中的產物帶入色譜柱進行全組分同步分析,獲得未反應原料氣和產物的峰面積;
7、產物中的有機物通過毛細管柱(25)分離后在氫火焰離子化檢測器(27)上出峰,有機產物通過第二填充柱(24)被反吹掉,剩余無機氣體通過第一填充柱(23)在熱導檢測器(26)上出峰;
8、通過色譜峰面積的分析結果可準確計算出原料CO的轉化率為70%,通過面積歸一法可準確計算出主產物甲酸甲酯的選擇性為95%,通過轉化率、選擇性和空速(2000h-1)可以準確計算出主產物甲酸甲酯的時空收率為1326g·L-1·h-1。
上述實施例僅用于說明本發明公開的甲酸甲酯生產裝置的組成、連接方式、工藝流程和催化劑在線評價方法,并不限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、部件的等同替換和改進等,均包含在本發明的保護范圍之內。

關 鍵 詞:
一種 甲醇 羰基化 生產 甲酸 裝置 工藝 催化劑 在線 評價 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種氣相甲醇羰基化生產甲酸甲酯的裝置、工藝和催化劑在線評價方法.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6140746.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大