本实用新型属于氨基甲酸甲酯制备技术领域，涉及一种制备氨基甲酸甲酯的装置。
背景技术：
氨基甲酸甲酯是一种重要的精细化学品，其用途非常广泛，可用于农药、医药、合成树脂改性和有机合成的中间体等领域，例如：用于合成异氰酸酯、无毒聚氨酯、三聚氰胺衍生物、和聚乙烯胺，以及与不饱和烃、醛酮、多元醇和芳环等反应，生成各种用途的衍生物，也可用于合成杂环吡咯、三唑酮、喹唑啉酮和三嗪等化合物。
氨基甲酸甲酯的传统合成方法主要以剧毒光气为原料，再经醇解和氨解得到氨基甲酸甲酯。该生产工艺由于工序多、装置复杂、生产过程中产生最强腐蚀性的盐酸，产品中的残余氯难以去除，环境负担增加，而且光气有剧毒，目前已逐渐被非光气法所取代，由尿素和甲醇制氨基甲酸甲酯，便是最具代表性的非光气法。该生产方法符合绿色化工理念，不会造成环境污染，工艺简单，原料是廉价易得的尿素和甲醇，容易实现大规模生产，且该方法如果与尿素的生产相结合可减轻二氧化碳给环境带来的温室效应和扩大二氧化碳的利用。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供制备氨基甲酸甲酯的装置。该装置能够实现通过尿素醇解法进行工业化生产氨基甲酸甲酯，且生产制备的过程中产生氨水等副产物，降低了二氧化碳的排放。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种制备氨基甲酸甲酯的装置，包括精馏塔，精馏塔从上至下包括精馏段、尿素提馏段和氨基甲酸甲酯提馏段；其中精馏段与反应器连接，尿素提馏段和装有尿素和甲醇的原料罐均与反应器连接；精馏段的顶部与第一气液分离器连接，第一气液分离器与氨水收集罐连接；精馏段与氨基甲酸甲酯提馏段连接，且氨基甲酸甲酯的底部与用于收集氨基甲酸甲酯的储存罐连接。
更进一步的，本实用新型的特点还在于：
其中反应器与精馏段的底部连接，反应器与尿素提馏段的顶部连接。
其中反应器还与尿素提馏段的底部连接。
其中尿素提馏段的底部通过尿素提馏加热器连接在尿素提馏段的上部。
其中氨基甲酸甲酯提馏段的底部通过氨基甲酸甲酯提馏加热器连接在氨基甲酸甲酯提馏段的上部。
其中精馏段的顶部通过第一冷凝器与第一气液分离器连接，第一气液分离器通过回流泵与精馏段连接。
其中第一气液分离器通过第二冷凝器与第二气液分离器连接，第二气液分离器与精馏段连接。
其中第二气液分离器与氨水收集罐连接。
其中精馏段的底部通过管道与氨基甲酸甲酯提馏段的顶部连接。
其中精馏段的底部与反应器连接，反应器连接在尿素提馏段的顶部。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：原料罐中的尿素和甲醇溶液通至反应器中，并且反应之后得到产物氨和氨基甲酸甲酯；同时将大部分的氨和氨基甲酸甲酯以气相的形式提馏到精馏段的底部，在精馏段中大部分的氨和甲醇被精馏到精馏段的顶部，而少量的甲醇和所有的氨基甲酸甲酯则进入到氨基甲酸甲酯提馏段的顶部，经过氨基甲酸甲酯提馏段的提馏，得到的氨基甲酸甲酯从氨基甲酸甲酯提馏段的底部流至储存罐中；精馏段顶部含有的氨和部分的甲醇气体通过第一气液分离器后，气相的氨进入氨水收集罐中，液相的其他部分返回至精馏段内。本装置能够进行氨基甲酸甲酯的工业化生产，相对于传统制造氨基甲酸甲酯的方式，其产物对环境的危害更小，并且原料易得。
更进一步的，精馏段底部的液相甲醇和氨能够重新流入反应器中，并且反应器连接在尿素提馏段的顶部，能够使提馏更加充分；尿素提馏段底部的液相甲醇和氨能够重新进入到反应器中，再次利用；提高了甲醇和氨的利用率，降低了生产成本。
更进一步的，尿素提馏加热器能够将尿素提馏段底部的少量氨基甲酸甲酯重新加热之后返回到尿素提馏段的顶部，从而再提馏到精馏段内，提高了氨基甲酸甲酯的生产效率；氨基甲酸甲酯提馏加热器能够将参杂在氨基甲甲酯溶液中的少量甲醇加热后，返回到氨基甲酸甲酯提馏段的顶部，提高了氨基甲酸甲酯的纯度。
更进一步的，经过第一冷凝器精馏段顶部气相的氨和甲醇冷却为液相状态的氨和甲醇，然后经过第一气液分离器将液相的溶液和气相部分分离，使气相部分再次通过第二冷凝器进入第二气液分离器，再次进行分离，最终将少量的气态氨气排放至氨水收集罐中，同时第一气液分离器和第二气液分离器将得到的液态氨水和甲醇重新排放至精馏段中，并且通过精馏段底部与反应器连接的管道送至反应器中。
更进一步的，精馏段与氨基甲酸己酯提馏段的顶部连接，使氨基甲酸甲酯的提馏更加充分；反应器与尿素提馏段的顶部连接，能够使氨和甲醇的提馏更加充分，提高生产效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1为第一冷凝器；2为回流泵；3为第一气液分离器；4为第二冷凝器；5为第二气液分离器；6为反应器；7为氨基甲酸甲酯提馏加热器；8为尿素提馏加热器；9为精馏段；10为尿素提馏段；11氨基甲酸甲酯提馏段；12为原料罐；13为储存罐；14为氨水收集罐。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
本实用新型提供了一种制备氨基甲酸甲酯的装置，如图1所示，包括提馏塔，提馏塔中包括从上之下设置的精馏段9、尿素提馏段10和氨基甲酸甲酯提馏段11，其中尿素提馏段10和氨基甲酸甲酯提馏段11并排设置。精馏段9的顶部通过第一冷凝器1与第一气液分离器3连接，第一气液分离器3通过回流泵2与精馏段9连接，回流泵2能够提高第一气液分离器3中液体的回流速度；第一气液分离器3通过第二冷凝器4与第二气液分离器5连接，第二气液分离器5与氨水收集罐14连接，氨水收集罐14用于收集气态的氨，第二气液分离器5还与精馏段9连接；精馏段9的底部通过管道与反应器6连接，原料罐12与反应器6连接，其中原料罐12中装有尿素和甲醇溶液；反应器6与尿素提馏段10的顶部连接；尿素提馏段10的底部还通过尿素提馏加热器8连接在尿素提馏段10的中部，尿素提馏段10的底部还通过管道与反应器6连接；精馏段9的底部通过管道与氨基甲酸甲酯提馏段11的顶部连接，氨基甲酸甲酯提馏段11的底部通过氨基甲酸甲酯提馏加热器7连接在氨基甲酸甲酯提馏段11的中部，氨基甲酸甲酯提馏段11的底部通过管道与储存罐13连接，储存罐13用于存放液态的氨基甲酸甲酯溶液。
本实用新型中的所有连接均为管道连通方式连接起来，且图1中箭头方向表示液相或气相物质的流通方向。
本实用新型的工作原理是：原料罐12中的甲醇和尿素进入反应器6中，与反应器6中的催化剂进行反应，得到气相的氨、甲醇和氨基甲酸甲酯；反应器6将气相的氨、甲醇和氨基甲酸甲酯排放至尿素提馏段10的顶部，此时大部分气相物质提馏至精馏段9的底部，尿素提馏段10的底部连接的尿素提馏加热器8将尿素提馏段10中少量的氨基甲酸甲酯加热气化后，再提馏至精馏段9中，提高了氨基甲酸甲酯的生产效率；
在精馏段9中气相的氨和甲醇被精馏至精馏段9的顶部位置，精馏段9的底部则为液态的氨基甲酸甲酯和少量的液态甲醇；精馏段9底部的液态氨基甲酸甲酯和甲醇进入氨基甲酸甲酯提馏段11的顶部，并且流至氨基甲酸甲酯提馏段11的底部，氨基甲酸甲酯提馏加热器7将液态的甲醇加热气化后，并使其流至氨基甲酸甲酯提馏段11的中部，然后纯度较高的液态氨基甲酸甲酯溶液从氨基甲酸甲酯提馏段11的底部流至储存罐13中，同时气相的甲醇提馏至精馏段9中；
精馏段9顶部的气态氨和甲醇，经过第一冷凝器1得到部分气相的甲醇和液态的甲醇，以及氨气，之后进入第一气液分离器3中将气相的物质分离并且输送至第二冷凝器4中，同时将液态的甲醇重新输送至精馏段9的中部；第二冷凝器4再次将气态的甲醇冷凝成液态，氨气不变，然后通过第二气液分离器5将其分离成液态的甲醇，并且通过管道将甲醇输送至精馏段9的中部，同时将氨气输送至氨水收集罐14中；精馏段9中的液态甲醇从精馏段底部的管道输送至反应器6中，使甲醇重复利用。