一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合成草酰胺的裝置和方法，具體涉及一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合 成草酰胺的裝置和方法，屬于化工、催化、化肥和環(huán)保的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是世界上第一大黃磷生產(chǎn)國，總產(chǎn)能約180萬噸，占全球的90%以上。黃磷是 資源型、高物耗、高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)，每生產(chǎn)1噸黃磷，副產(chǎn)約2850 m3電爐尾氣，黃磷尾氣 含90%左右的一氧化碳(典型組成見表1)，是寶貴的化工原料。目前我國黃磷尾氣大多直接 燃燒排放，綜合利用水平低，利用率不足10%。按黃磷年產(chǎn)量90萬噸計算，每年造成總量約 20億Nm 3的CO資源浪費。
[0003] 表1黃磷尾氣典型組成
【主權(quán)項】
1. 一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：包括依次連接的黃磷尾 氣凈化裝置，一氧化碳提純裝置，合成草酸酯裝置以及合成草酰胺裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述 合成草酸酯裝置包括草酸酯合成反應器、亞硝酸烷基酯合成反應器和草酸酯儲罐；黃磷尾 氣通過所述黃磷尾氣凈化裝置與一氧化碳提純裝置后得到的CO氣體與來自所述亞硝酸烷 基酯合成反應器中生產(chǎn)的亞硝酸烷基酯在草酸酯合成反應器中反應得到草酸二烷基酯提 純后進入早Ife醋儲罐。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述 合成草酸酯裝置還包括脫水裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述 合成草酰胺裝置包括氨計量罐、草酰胺合成反應器、過濾裝置、干燥裝置和造粒裝置；氨計 量罐中的氨與草酸酯儲罐中的草酸酯在草酰胺合成反應器反應得到含草酰胺粗產(chǎn)品混合 液，然后通過過濾裝置和干燥裝置，最后通過造粒裝置得到草酰胺成品。
5. 根據(jù)要求4所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置，其特征在于：所述合成 草酰胺裝置還包括脫氨塔、烷基醇提純裝置和干燥尾氣吸收裝置。
6. -種黃磷尾氣利用如權(quán)利要求5所述的裝置連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于包 括以下步驟： (1) 黃磷尾氣凈化；黃磷尾氣通過黃磷尾氣凈化裝置，經(jīng)過凈化后的黃磷尾氣中P、F、S 含量均< I mg/Nm3; (2) 凈化尾氣提純CO ;黃磷尾氣通過黃磷尾氣凈化裝置后再進入一氧化碳提純裝置， 得到的純度> 98. 5說的CO產(chǎn)品氣，所得到的CO產(chǎn)品氣進行脫氫，使其氫含量彡500 ppm ; (3 )C0合成草酸酯；經(jīng)提純合格后的CO產(chǎn)品氣與來自亞硝酸酯合成反應器中生成的亞 硝酸酯混合后，再預熱至l〇〇°C，引入到草酸酯合成反應器中，在合成草酸酯催化劑的作用 下，在0. 1 ~ 1.0 MPa(A)，90°C ~ 140°C的反應條件下，⑶與亞硝酸酯反應生成草酸二基 酯，反應產(chǎn)物經(jīng)氣液分離后，生成的粗草酸二基酯產(chǎn)品經(jīng)精餾提純得到純度為> 99. 9%的 草酸-基醋廣品； (4)草酸酯氨解合成草酰胺；將得到的草酸二基酯產(chǎn)品與烷基醇按照重量比4:6的比 例配置成混合溶液，然后加入到草酰胺合成反應器中，氨首先注入到氨計量罐中，然后在攪 拌的情況下，向草酰胺合成反應器中緩慢加入氨，氨最終加入量與草酸二基酯加入量的化 學計量比的2:1 ~ 2. 5:1，反應過程中反應溫度控制在60°C ~ IKTC，反應壓力控制在0.2 MPa (A) ~0.5 MPa (A)； 反應得到的草酰胺粗產(chǎn)品經(jīng)過濾裝置將草酰胺和未反應完的溶液進行分離，過濾得到 的濾液在脫氨塔中回收未反應完全的氨，回收的氨可再返回氨計量罐循環(huán)使用，脫氨塔的 溶液經(jīng)烷基醇提純塔回收烷基醇，烷基醇提純塔提純的烷基醇中NH 3含量< 10 ppm; 回收的烷基醇一部分作為吸收劑送入干燥尾氣吸收裝置，另一部分返回至亞硝酸酯合 成反應器中用于生產(chǎn)亞硝酸酯，烷基醇提純塔釜液主要為未完全反應的草酸二甲酯，可返 回至草酸酯儲罐循環(huán)使用；經(jīng)過濾裝置得到濾餅，首先送入干燥裝置，干燥過程中釋放的蒸 汽經(jīng)收集后送入干燥尾氣吸收塔，用烷基醇提純塔提純的甲醇溶液吸收，吸收后的吸收液 返回至草酰胺合成反應器中，干燥后的草酰胺經(jīng)造粒裝置造粒后即得到草酰胺成品。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于：所述步驟 (3)經(jīng)氣液分離后的含NO的氣相物流，再進入亞硝酸酯合成反應器，在0.1 ~ 1.0 MPa(A)， 25°C ~ 80°C的反應條件下，含NO的氣相物流與烷基醇反應生成亞硝酸酯，在亞硝酸酯合成 反應器配入的烷基醇是反應化學計量比的80倍，反應后生成的氣體亞硝酸酯再返回至草 酸酯合成反應器，反應中未反應完的烷基醇溶液送入脫水裝置，將烷基醇與反應生成的水 進行分離，分離提純后的烷基醇返回亞硝酸酯合成反應器中循環(huán)使用，分離的水送入到黃 磷尾氣凈化裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于： 所述草酸二烷基酯為草酸二甲酯或草酸二乙酯；當使用草酸二甲酯時，烷基醇使用甲醇，亞 硝酸烷基酯使用亞硝酸甲酯；當使用草酸二乙酯時，烷基醇使用乙醇，亞硝酸烷基酯使用亞 硝酸乙酯。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的方法，其特征在于： 所述氨是液氨或是氨的水溶液，優(yōu)選液氨。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種合成草酰胺的裝置和方法，具體涉及一種黃磷尾氣經(jīng)凈化連續(xù)合成草酰胺的裝置和方法，屬于化工、催化、化肥和環(huán)保的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明裝置包括依次連接的黃磷尾氣凈化裝置，一氧化碳提純裝置，合成草酸酯裝置以及合成草酰胺裝置。本發(fā)明方法包括黃磷尾氣凈化、凈化尾氣提純CO、CO合成草酸酯和草酸酯氨解合成草酰胺。本發(fā)明建立了一套完整的由黃磷尾氣和氨為原料，連續(xù)生產(chǎn)合成高純度草酰胺的工藝路線，經(jīng)濟環(huán)保。
【IPC分類】C07C231-02, C07C233-56, C07C231-00, C07C231-24
【公開號】CN104610087
【申請?zhí)枴緾N201410708623
【發(fā)明人】李揚, 朱小學, 王科
【申請人】西南化工研究設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月28日