[實用新型]煤制乙二醇生產中氮氧化物補入設備

有效

• 申請號: 201220490459.0
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN202791348U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 段巍;李紅
• 申請（專利權）人: 安徽淮化股份有限公司
• 主分類號: F17D3/18
• 分類號: F17D3/18;F17D1/02;C07C31/20;C07C29/00
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍

技術領域

本實用新型涉及一種化工生產供氮設備，特別是涉及一種乙二醇生產中的供氮設備。

背景技術

四氧化二氮是一種劇毒，且有腐蝕性的無色氣體，其分子量為92.011，冰點-11.23°C，沸點21.5°C，蒸汽壓96kPa（20°C時），四氧化二氮一般通過a反應生產，

N2O4==2NO2（可逆）????（a）

當溫度升高時，反應向生成二氧化氮的方向進行，所以實際上四氧化二氮成品都是與二氧化氮的平衡態混合物，四氧化二氮與水發生（b）反應：

N2O4+H2O==HNO2+HNO3????(b)

目前合成氣制乙二醇工業化裝置的草酸二甲酯的生產包括酯化反應和羰化反應兩部分，其主要化學反應式如下：

2NO+2CH₃OH+1/2Q₂→2CH₃ONO+H₂O????（c）

2CH₃ONO+2CO→(COOH₃)₂+2NO????????（d）

綜合上述反應，草酸二甲酯總的化學反應式為：

2CH₃OH+2CO+1/2Q₂→(COOH₃)₂+H₂O????????（f）

從總的反應式可以看出，草酸二甲酯的生產理論上是不需要消耗氮氧化物的，而實際的工業化生產中往往會有一定的副反應存在，比如

CH₃OH+N₂O₄→CH₃ONO+HNO₃????(e)

3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO?????????(h)

N₂O₄+H₂O→HNO₂+HNO₃????????(g)

這些副反應的存在必然會使整個反應系統的氮氧化物有一定的損耗，為此就需要向反應系統內補入少量的氮氧化物，以維持整個乙二醇生產的正常進行。

實際生產中氮氧化物的補入設備如圖1所示：包括通過輸送管（3’）連通的四氧化二氮貯罐（1’）和四氧化二氮蒸發罐（2’），四氧化二氮貯罐（1’）上端連通四氧化二氮輸入管（11’）、氮氣輸入管（12’）和第一放空管（13’），下端連通輸送管（3’）前端，輸送管（3’）后端連通在四氧化二氮蒸發罐（2’）上端，輸送管（3’）上設置有液氮控制閥（31’）和四氧化二氮孔板流量計（32’），四氧化二氮蒸發罐（2’）上端還設置有第二放空管（21’）和連通精餾塔預熱器的第二輸送管（22’），四氧化二氮蒸發罐（2’）的下端安裝有循環蒸汽加熱管（4’）。傳統的補氮工藝如下：

首先從界外通過四氧化二氮輸入管（11’）接收液體四氧化二氮進入四氧化二氮貯罐（1’），這期間整個管道的輸送過程中需要進行保冷，然后通過氮氣輸入管（12’）輸送氮氣給四氧化二氮貯罐（1’）充壓，把液體四氧化二氮壓入四氧化二氮蒸發罐（2’）。雖然在輸送管（3’）上裝有四氧化二氮孔板流量計（32’），但它只能控制四氧化二氮壓進四氧化二氮蒸發罐（2’）的總量。接著再根據對整個反應系統循環氣氣體組分的取樣分析，氮氧化物含量達不到生產工藝要求時進行補氮，這時只能用四氧化二氮蒸發罐（2’）的蒸汽調節閥控制蒸汽量的大小，蒸汽量越大，帶來熱量越多，液態四氧化二氮蒸發就越多，生成的二氧化氮也越多，同時結合四氧化二氮蒸發罐（2’）液位降低量來控制四氧化二氮汽化補入反應系統量的大小。一般情況下四氧化二氮蒸發罐（2’）液位下降10%左右就要停止向系統補氮。這樣補入的氮氧化物只能維持三、四個小時的正常生產，接著還要重復進行上述補氮操作。而在補氮的實際的操作過程中，由于蒸汽壓力不穩，波動比較大，控制的不好蒸汽量，當蒸汽量大，液態四氧化二氮蒸發過多，四氧化二氮蒸發罐（2’）會超壓，安全閥起跳，大量的氮氧化物就通過第二放空管（21’）排入大氣，對環境造成污染，同時也造成氮氧化物不必要的損耗，為此就需要人為的在現場進行蒸汽控制，這不僅增加了化工操作人員的勞動強度，同樣也使氮氧化物的補入量很難做到連續穩定的進行。

實用新型內容