一種采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，尤其涉及一種利用原料氣中CO與逆向流動(dòng)的NaOH溶液在一定工藝設(shè)備條件下反應(yīng)生成甲酸鈉的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]甲酸鈉是一種重要的基礎(chǔ)化工原料，用于甲酸、草酸、保險(xiǎn)粉的生產(chǎn)。還可以用于還原劑和消毒劑，用于飼料保鮮劑、蔗糖催熟劑、染料添加劑，作為生產(chǎn)化妝品、洗滌劑的生產(chǎn)。
[0003]現(xiàn)有的合成工藝生產(chǎn)甲酸鈉的方法采用的是管式反應(yīng)器，總長度達(dá)到170-200米，反應(yīng)液體與反應(yīng)氣體一起在反應(yīng)管中并流流動(dòng)，接觸反應(yīng)阻力大，一般壓差在0.9-1.1MPa，動(dòng)力消耗大，反應(yīng)壓力波動(dòng)大，采出液不能均衡采出。尾氣中CO指標(biāo)波動(dòng)大，時(shí)高時(shí)低，對后工段工藝控制影響較大，再者熱量損失大，能耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，該裝置是利用原料氣中CO與逆向流動(dòng)的NaOH溶液在一定的設(shè)備工藝條件反應(yīng)生成甲酸鈉，達(dá)到系統(tǒng)生產(chǎn)阻力小，能耗低，穩(wěn)定工藝操作條件，簡單方便，能廣泛應(yīng)用。所述技術(shù)方案如下:
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，該裝置包括主反應(yīng)塔1、預(yù)反應(yīng)塔2、氣氣換熱器3、C0原料氣加熱器4、冷卻器5、動(dòng)力栗7、液液換熱器8和液堿加熱器11，所述氣氣換熱器3的熱氣出口與主反應(yīng)塔I底部的進(jìn)氣口之間連有CO原料氣加熱器4，所述主反應(yīng)塔I頂部的出氣口與預(yù)反應(yīng)塔2底部的進(jìn)氣口連接，所述主反應(yīng)塔I底部的出液口與液液換熱器8的熱液進(jìn)口連接，所述預(yù)反應(yīng)塔2底部的出液口通過動(dòng)力栗7與主反應(yīng)塔I頂部的進(jìn)液口連接，所述預(yù)反應(yīng)塔2頂部的出氣口與氣氣換熱器3的冷氣入口連接，所述氣氣換熱器3的熱氣出口連有冷卻器5，所述預(yù)反應(yīng)塔2頂部的進(jìn)液口與液液換熱器8的熱液出口連接，所述液液換熱器8的冷液入口與液堿加熱器11連接。
[0006]其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的主反應(yīng)塔I包括填料塔或板式塔或其組合。
[0007]其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的預(yù)反應(yīng)塔2包括填料塔或板式塔或其組合。
[0008]其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的板式塔為垂直篩板塔或泡罩塔。
[0009]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的主反應(yīng)塔I或預(yù)反應(yīng)塔2可以由多個(gè)反應(yīng)塔串聯(lián)組成。
[0010]其工作過程為，壓力為1.5-3.0MPa, CO含量為30%左右的原料氣通過原料氣閥門6經(jīng)氣氣換熱器3和CO原料氣加熱器4后，溫度達(dá)到130-180°C進(jìn)入主反應(yīng)塔I底部，從下向上與上部向下流動(dòng)的由動(dòng)力栗7送來的自預(yù)反應(yīng)塔2來的預(yù)反應(yīng)液逆向接觸反應(yīng)，高濃度CO與預(yù)反應(yīng)液中低濃度NaOH逆向接觸反應(yīng)生產(chǎn)甲酸鈉溶液。反應(yīng)后的原料氣進(jìn)入預(yù)反應(yīng)塔2與上部下來的17-20wt%濃度的堿液逆向接觸反應(yīng)，預(yù)反應(yīng)塔2頂部出來的氣體(CO降低到0.1-2%)進(jìn)入氣氣換熱器3與30-50°C原料氣換熱后溫度降到60-70°C后進(jìn)入冷卻器5后，反應(yīng)氣體溫度降到30-40°C后，進(jìn)入后工段回收利用。17-20wt%濃度的堿液經(jīng)過堿液栗9加壓到2.0-3.5MPa后進(jìn)入堿液加熱器11加熱到100_160°C，經(jīng)過液液換熱器8換熱后升高到120-180°C進(jìn)入預(yù)反應(yīng)塔2，與主反應(yīng)塔I來的反應(yīng)尾氣中少量CO逆向接觸反應(yīng)，使出預(yù)反應(yīng)塔2的尾氣中CO降到0.1-2%內(nèi)。預(yù)反應(yīng)塔2的反應(yīng)液是NaOH和HCOONa的混合液，經(jīng)動(dòng)力栗7打入主反應(yīng)塔1，混合液中較低濃度NaOH與主反應(yīng)塔I底部進(jìn)入高濃度CO氣體逆向接觸充分反應(yīng)。混合液中NaOH降到0-0.1%成為合格的甲酸鈉合成液。160-180°C的合成液，從主反應(yīng)塔I底部出來進(jìn)入液液換熱器8溫度降為100-150°C后，通過采出閥門10送入濃縮工段，濃縮后干燥成合格的顆粒狀甲酸鈉成品。
[0011]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:本實(shí)用新型提供的采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，實(shí)現(xiàn)了 NaOH溶液與氣體流動(dòng)逆向接觸，高濃度的NaOH與低CO含量尾氣充分反應(yīng)，保證出反應(yīng)系統(tǒng)尾氣中CO達(dá)到最低，既提高了反應(yīng)收率，又不至于CO含量高影響后工段生產(chǎn)。逆向流動(dòng)中反應(yīng)液中低濃度NaOH與原料氣高濃度CO接觸反應(yīng)，使反應(yīng)液中NaOH含量降到0-0.1%，甲酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到最佳。同時(shí)，降低系統(tǒng)阻力，動(dòng)力消耗低，熱量得到回收利用，能耗低。設(shè)備投入少，操作簡單，適于廣泛應(yīng)用。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1主反應(yīng)塔、2預(yù)反應(yīng)塔、3氣氣換熱器、4 CO原料氣加熱器、5冷卻器、6原料氣閥門、7動(dòng)力栗、8液液換熱器、9堿液栗、10采出閥、11堿液加熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0015]參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，該裝置包括主反應(yīng)塔1、預(yù)反應(yīng)塔2、氣氣換熱器3、C0原料氣加熱器4、冷卻器5、動(dòng)力栗7、液液換熱器8和液堿加熱器11等。氣氣換熱器3的冷氣入口與CO原料氣儲(chǔ)罐或CO原料氣發(fā)生裝置連接(之間設(shè)有原料氣閥門6)，氣氣換熱器3的熱氣出口與主反應(yīng)塔I底部的進(jìn)氣口之間連有CO原料氣加熱器4。主反應(yīng)塔I頂部的出氣口與預(yù)反應(yīng)塔2底部的進(jìn)氣口連接，主反應(yīng)塔I底部的出液口與液液換熱器8的熱液進(jìn)口連接，液液換熱器8的冷液出口通過采出閥10與濃縮裝置(可以為二效或者三效濃縮器)連接。預(yù)反應(yīng)塔2底部的出液口通過動(dòng)力栗7與主反應(yīng)塔I頂部的進(jìn)液口(設(shè)有噴淋結(jié)構(gòu))連接，預(yù)反應(yīng)塔2頂部的出氣口與氣氣換熱器3的熱氣入口連接，氣氣換熱器3的冷氣出口連有冷卻器5，冷卻器5與尾氣處理工段連接。預(yù)反應(yīng)塔2頂部的進(jìn)液口(設(shè)有噴淋結(jié)構(gòu))與液液換熱器8的熱堿液出口連接，液液換熱器8的冷堿液入口與液堿加熱器11的出口連接，液堿加熱器11的入口與堿液栗9連接。前述結(jié)構(gòu)中，各結(jié)構(gòu)通過管路連接，且根據(jù)需要設(shè)置溫度計(jì)和壓力表等結(jié)構(gòu)。
[0016]其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的主反應(yīng)塔I包括填料塔或板式塔或其組合。
[0017]其中，本實(shí)用新型實(shí)施例中的預(yù)反應(yīng)塔2包括填料塔或板式塔或其組合。
[0018]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的板式塔為垂直篩板塔或泡罩塔，優(yōu)選為泡罩塔。
[0019]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的主反應(yīng)塔I或預(yù)反應(yīng)塔2可以由多個(gè)反應(yīng)塔串聯(lián)組成。
[0020]其具體生產(chǎn)過程如下:
[0021]壓力為2.5MPa、CO含量為30%的原料氣通過原料氣閥門6經(jīng)氣氣換熱器3和CO原料氣加熱器4后，溫度達(dá)到160°C進(jìn)入主反應(yīng)塔I底部，從下向上與上部向下流動(dòng)的由動(dòng)力栗7送來的來自預(yù)反應(yīng)塔2的預(yù)反應(yīng)液逆向接觸反應(yīng)，高濃度CO與預(yù)反應(yīng)液中低濃度的NaOH反應(yīng)生產(chǎn)甲酸鈉溶液。反應(yīng)后的原料氣進(jìn)入預(yù)反應(yīng)塔2與上部下來的18wt%濃度的堿液逆向接觸反應(yīng)，溫度165°C，預(yù)反應(yīng)塔頂部出來的氣體(CO含量降低到0.5%)，進(jìn)入氣氣換熱器3與35°C原料氣經(jīng)換熱后溫度降到60°C后進(jìn)入冷卻器5后，反應(yīng)氣體溫度降到35°C后，進(jìn)入后工段回收利用。
[0022]18wt%濃度的堿液經(jīng)過堿液栗9加壓到3.0MPa后進(jìn)入堿液加熱器11加熱到130°C，經(jīng)過液液換熱器8換熱后升高到160°C進(jìn)入預(yù)反應(yīng)塔2，與主反應(yīng)塔I來的反應(yīng)尾氣中少量CO逆向接觸反應(yīng)，使出預(yù)反應(yīng)塔2的尾氣中CO降到0.1%。預(yù)反應(yīng)塔2的反應(yīng)液是NaOH和HCOONa的混合液經(jīng)動(dòng)力栗7打入主反應(yīng)塔1，混合液中低濃度的NaOH與主反應(yīng)塔I底部進(jìn)入高濃度CO氣體逆向接觸充分反應(yīng)?；旌弦褐蠳aOH降到0.01%為合格的甲酸鈉合成液。180°C的合成液，從主反應(yīng)塔I底部出來進(jìn)入液液換熱器8溫度降為110°C后，通過采出閥門10送入濃縮工段，濃縮后干燥成合格的顆粒狀甲酸鈉成品。
[0023]本實(shí)用新型提供的采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，實(shí)現(xiàn)了 NaOH溶液與氣體流動(dòng)逆向接觸，高濃度的NaOH與低CO含量尾氣充分反應(yīng)，保證出反應(yīng)系統(tǒng)尾氣中CO達(dá)到最低，既提高了反應(yīng)收率，又不至于CO含量高影響后工段生產(chǎn)。逆向流動(dòng)中反應(yīng)液中低濃度NaOH與原料氣高濃度CO接觸反應(yīng)，使反應(yīng)液中NaOH含量降到0-0.1%，甲酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到最佳。同時(shí)，降低系統(tǒng)阻力，動(dòng)力消耗低，熱量得到回收利用，能耗低。設(shè)備投入少，操作簡單，適于廣泛應(yīng)用。
[0024]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，其特征在于，包括主反應(yīng)塔(I)、預(yù)反應(yīng)塔(2)、氣氣換熱器(3)、CO原料氣加熱器(4)、冷卻器(5)、動(dòng)力栗(7)、液液換熱器(8)和液堿加熱器(11);所述氣氣換熱器(3)的熱氣出口與主反應(yīng)塔(I)底部的進(jìn)氣口之間連有CO原料氣加熱器(4);所述主反應(yīng)塔(I)頂部的出氣口與預(yù)反應(yīng)塔(2)底部的進(jìn)氣口連接，所述主反應(yīng)塔(I)底部的出液口與液液換熱器(8)的熱液進(jìn)口連接；所述預(yù)反應(yīng)塔(2)底部的出液口通過動(dòng)力栗(7)與主反應(yīng)塔(I)頂部的進(jìn)液口連接，所述預(yù)反應(yīng)塔(2)頂部的出氣口與氣氣換熱器(3)的熱氣入口連接；所述氣氣換熱器(3)的冷氣出口連有冷卻器(5)，所述預(yù)反應(yīng)塔(2)頂部的進(jìn)液口與液液換熱器(8)的熱液出口連接，所述液液換熱器(8)的冷液入口與液堿加熱器(11)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，其特征在于，所述主反應(yīng)塔(I)包括填料塔或板式塔或其組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，其特征在于，所述預(yù)反應(yīng)塔(2)包括填料塔或板式塔或其組合。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，其特征在于，所述板式塔為垂直篩板塔或泡罩塔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，其特征在于，所述主反應(yīng)塔(I)或預(yù)反應(yīng)塔(2)可以由多個(gè)反應(yīng)塔串聯(lián)組成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種采用逆流工藝生產(chǎn)甲酸鈉的裝置，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括主反應(yīng)塔、預(yù)反應(yīng)塔、氣氣換熱器、CO原料氣加熱器、冷卻器、動(dòng)力泵、液液換熱器和液堿加熱器，所述氣氣換熱器的熱氣出口與主反應(yīng)塔底部的進(jìn)氣口之間連有CO原料氣加熱器，所述主反應(yīng)塔頂部的出氣口與預(yù)反應(yīng)塔底部的進(jìn)氣口連接，所述主反應(yīng)塔底部的出液口與液液換熱器的熱液進(jìn)口連接，所述預(yù)反應(yīng)塔底部的出液口通過動(dòng)力泵與主反應(yīng)塔頂部的進(jìn)液口連接，所述預(yù)反應(yīng)塔頂部的出氣口與氣氣換熱器的熱氣入口連接，所述氣氣換熱器的冷氣出口連有冷卻器，所述預(yù)反應(yīng)塔頂部的進(jìn)液口與液液換熱器的熱堿液出口連接，所述液液換熱器的冷堿液入口與液堿加熱器連接。
【IPC分類】C07C53/06, C07C51/10
【公開號】CN204824678
【申請?zhí)枴緾N201520540122
【發(fā)明人】王正海, 尹前進(jìn), 文勝利
【申請人】潛江市富陽化工有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月24日