[實用新型]草酸二甲酯生產過程中亞硝酸甲酯再生的裝置

無效

• 申請號: 201020533930.0
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN201862399U
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 劉有智;焦緯洲;申紅艷;祁貴生;袁志國
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B01J8/10
• 分類號: B01J8/10;C07C69/36;C07C67/36
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所 14100
• 代理人: 任林芳

技術領域

本實用新型屬于草酸二甲酯生產的技術領域，具體涉及一種草酸二甲酯生產過程中亞硝酸甲酯再生的裝置。

背景技術

草酸二甲酯是重要的有機化工原料及中間體，大量應用于精細化工制備各種染料、醫藥、農藥等工業中，而且還是重要的溶劑和萃取劑等。草酸二甲酯水解制得草酸可制取高附加值的專用化學品用于電子信息及國防原子能工業，氨化可得草酸胺等有機化工產品，由草酸二甲酯加氫制乙二醇，乙二醇也是重要的化工原料，大量用于合成纖維、不飽和聚酯樹脂和塑料薄膜的生產上，此外用于制造精細化工的粘合劑、溶劑、增塑劑等前景十分廣闊，我國是乙二醇消費大國，預計2010年我國乙二醇產量將達到420萬噸，而屆時的需求量將達到720萬噸，產量遠遠不能滿足國內的需求，需要大量進口，乙二醇在我國具有很好的發展前景。

目前傳統草酸二甲酯的生產路線是利用草酸與甲醇發生酯化反應來制備，該生產工藝存在成本高，能耗大，污染嚴重等缺點，與國際先進水平有一定差距。國外草酸生產路線也不斷更新，上世紀七十年代主要以石油化工為基礎，進行了原料路線的改進，如法國羅納-普朗克公司用丙烯氧化法合成草酸，以丙烯計草酸收率可達90％以上。進入上世紀八十年代由于石油能源曾出現危機，國際上又開展了以煤代替石油的“一碳化工”新原料路線。其中一氧化碳氣相偶聯催化制草酸二甲酯，是目前國際上“C1化工”新工藝研究的熱點，也是我國“十一五”規劃重點立項的非石油路線可持續發展的重要課題之一，一氧化碳原料來源廣泛而價廉，可從煤或天然氣制取，特別對于我國富煤貧油少氣的能源結構來講，用一氧化碳來制草酸二甲酯是最經濟合理的路線，開辟了利用煤炭資源合成乙二醇的一條新途徑。

一氧化碳氣相催化偶聯制備草酸二甲酯的反應過程分兩步進行：

2CO+2CH₃ONO→(COOCH₃)₂+2NO?????????????(偶聯反應)

2NO+2CH₃OH+0.5O₂→2CH₃ONO+H₂O??????????(再生反應)

2CO+2CH₃OH+0.5O₂→(COOCH₃)₂+H₂O????????(總反應)

在再生反應中，NO、O₂和甲醇首先反應形成亞硝酸甲酯，該反應無需催化劑，反應速度快，然后CO和亞硝酸甲酯在催化劑作用下進行羰基化反應，形成草酸二甲酯和NO，NO循環到再生反應中實現循環使用。

此工藝過程，從工藝和經濟上考慮必須將偶聯反應所產生的副產物NO加以循環利用，因此NO再生亞硝酸甲酯的反應也引起了極大的關注。事實上CO催化偶聯過程能否順利進行，主要取決于再生反應匹配的程度，只有當催化偶聯和再生兩個反應速率相匹配時，才能達到偶聯-再生循環形成無污染的自封閉系統。此步是整個工藝過程達的關鍵。

隨著科技工作者對草酸二甲酯研究的深入，NO的循環利用已成為草酸二甲酯合成裝置順利運轉的關鍵，該問題涉及到亞硝酸甲酯的再生反應及與偶聯反應速率的匹配問題，分析NO的循環利用問題，首先從亞硝酸甲酯的再生反應可能涉及到的系列反應著手：

由上述反應可見，過程相當復雜，有聯串反應，有平行反應，除生產亞硝酸甲酯生成外，還形成了副產物硝酸和甲醛。亞硝酸甲酯的再生為四個反應(1)-(4)，這四個反應的總和即可得到亞硝酸甲酯的再生反應。