[發明專利]硝酸還原裝置及還原硝酸的方法

在審

• 申請號: 202110044427.1
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112892432A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 吳勇;吳金華;夏婷婷;許朝陽
• 申請（專利權）人: 中國神華煤制油化工有限公司;神華工程技術有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/24;B01J4/00;B01J19/30;C07C201/04;C07C203/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;陳靜

本發明涉及一種硝酸還原裝置及還原硝酸的方法，所述硝酸還原裝置，包括塔體，設置在所述塔體頂端的出氣口和進液口、設置在所述塔體底端的進氣口和排液口，所述塔體內設置N個串聯的硝酸處理單元；每個所述硝酸處理單元中包括：由上至下依次連通的液體收集分布器、還原段、集液器和恒溫段。本發明提供的硝酸還原方法硝酸還原效率高，處理后的廢液中硝酸濃度低至220ppm以下，并將反應氣中亞硝酸甲酯的濃度提升至5?15體積％。

技術領域

本發明涉及煤制乙二醇技術領域，具體涉及一種硝酸還原裝置及還原硝酸的方法。

背景技術

乙二醇(MEG)是一種重要的有機化工原料，主要用于生產聚酯纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥等，此外還用于涂料、照相顯影液、剎車液以及油墨等行業，用作過硼酸銨的溶劑和介質，用于生產特種溶劑乙二醇醚等，用途十分廣泛。

煤制乙二醇工藝主要包括：煤氣化、合成氣凈化、羰化反應、酯化反應、加氫反應等，其中部分反應的原理如下：

羰化反應：2CH₃ONO+2CO＝(COOCH₃)₂+2NO

酯化反應：2NO+2CH₃OH+0.5O₂＝2CH₃ONO+H₂O

加氫反應：(COOCH₃)₂+4H₂＝(CH₂OH)₂+2CH₃OH

還原反應：HNO₃+2NO+3CH₃OH＝3CH₃ONO+2H₂O

亞硝酸甲酯(CH₃ONO，MN)的再生在合成乙二醇的工藝路線中占有非常重要的地位，MN再生的速率與CO的羰化反應的速率要匹配，以確保整個工藝流程穩定持續運行。在酯化反應工藝中，再生后的液相中含有甲醇、水、硝酸等，其中硝酸含量一般為0.5-2％。

為了降低下游廢水處理的難度，需要對硝酸進行還原反應處理。現有技術一般采用塔板式反應器對硝酸進行還原處理，具體工藝為：硝酸經過氣提、蒸餾回收甲醇等有機物，含硝酸的廢水用堿中和，然后再進行含有硝酸鹽、亞硝酸鹽、甲酸鈉、草酸鈉、碳酸鈉等的含鹽廢水排入污水處理系統。采用這種處理方法，反應中的氮氧化物會有大約2％溶解于甲醇溶液中，造成煤制乙二醇工藝的氮化物單耗增加、廢水處理含鹽高、含氮氧化物高、COD含量高、pH偏高，廢水的組成復雜、毒性高、廢水處理和環保處理費用高，并造成水資源的浪費和污染，造成了極大的浪費，同時增加了廢水處理的難度。

CN106955649A公開了一種硝酸還原裝置，該裝置包括有殼體，所述殼體內上下依次設置有N層填料層，相鄰填料層之間的殼體內腔中均設置有滴淋器，填料層上方與出氣口之間的殼體內腔中設置有能冷卻通過填料層的氣體的氣體換熱器，所述進液口位于氣體換熱器與填料層之間的殼體上。該裝置裝置在使用過程中不需要添加催化劑，但是該裝置仍需設置加熱器，且經該裝置處理后的硝酸廢液中硝酸濃度仍然高達0.1％。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的硝酸還原裝置仍需設置加熱器，且硝酸處理效率不高問題，提供一種硝酸還原裝置及還原硝酸的方法。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種硝酸還原裝置，包括塔體，設置在所述塔體頂端的出氣口和進液口、設置在所述塔體底端的進氣口和排液口，所述塔體內設置N個串聯的硝酸處理單元，N≥2；

每個所述硝酸處理單元中包括：由上至下依次連通的液體收集分布器、還原段、集液器和恒溫段；其中，