一种草酸酯的合成装置的制作方法

本技术属于有机物的工业生产，具体涉及一种草酸酯的合成装置。

背景技术：

1、草酸酯合成反应是合成气制乙二醇(煤制乙二醇)工艺在国内蓬勃发展的背景下，逐渐受到人们的重视，并逐渐成为抑制合成气制乙二醇技术规模化、大型化的重要瓶颈。合成气制乙二醇工艺中，有一步核心工艺是草酸酯合成，即一氧化碳和亚硝酸甲酯在120～140℃、0.3～0.5mpa条件下在钯系催化剂上反应生成一氧化氮和草酸二甲酯，并产生大量的热。

2、然而，目前的草酸酯合成装置一般采用外置换热器对反应釜进行加热，反应釜内物料经进料泵，从换热器底部打入，蒸汽从换热器顶部进入，物料和蒸汽在换热器中完成换热，换热后物料由换热器顶部返回到反应釜中，冷凝水从换热器底部排出。

3、上述这种换热方式的换热面积小，且需要连接进料泵，存在增加能耗的问题，另外，物料在各个反应釜之间的流动往往需要增设额外的动能进行辅助，进一步增加了能耗。

技术实现思路

1、本实用新型是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种降低能耗、连续化反应的草酸酯的合成装置。

2、本实用新型可通过下列技术方案来实现：

3、一种草酸酯的合成装置，包括：

4、混合进料槽，其用于加入物料以及催化剂；

5、反应精馏塔；

6、一级反应釜，其与所述混合进料槽、所述反应精馏塔连接；

7、次级反应釜，其数量设置有多个，所述一级反应釜与多个所述次级反应釜依次串联并在高度上形成逐级下降式结构，其中，各个所述次级反应釜分别通过管线与所述反应精馏塔连接；

8、供热装置，其包括加热盘管以及加热夹套，所述加热盘管设置在所述一级反应釜、所述次级反应釜的内壁，所述加热夹套设置在所述一级反应釜、所述次级反应釜的外壁。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述一级反应釜的底部设有盘管分布器，所述混合进料槽与所述盘管分布器连通，且所述盘管分布器上设有多个出料孔。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述加热盘管呈环形结构设置，其顶部设有盘管进汽口且底部设有盘管出液口。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述加热夹套从所述一级反应釜、次级反应釜的底部套入并延伸至侧壁，所述加热夹套的顶部设有夹套进汽口且底部设有夹套出液口。

12、作为本实用新型的进一步改进，所述供热装置还包括气液分离器，其与所述盘管出液口连接并具有分离器出液口以及分离器出汽口，所述分离器出汽口与所述夹套进汽口连接，所述分离器出液口用于排出分离后的液体。

13、作为本实用新型的进一步改进，所述一级反应釜与所述次级反应釜内还设有竖直设置的搅拌装置，所述搅拌装置包括：

14、电机，其设置在釜顶；

15、搅拌轴，其与所述电机连接并竖直设置在釜内；

16、桨叶，其设置在所述搅拌轴上，所述桨叶的数量设置有多个，且各个所述桨叶间隔设置。

17、作为本实用新型的进一步改进，所述搅拌轴的端部靠近所述盘管分布器，且至少有一个桨叶设置在所述搅拌轴的端部。

18、作为本实用新型的进一步改进，所述一级反应釜、所述次级反应釜的釜顶均设有物料出气口，所述物料出气口与所述反应精馏塔连接。

19、作为本实用新型的进一步改进，所述反应精馏塔的顶部连接有冷凝器，所述一级反应釜与所述次级反应釜酯化反应后产生的气相轻组分进入所述反应精馏塔内进行分离，分离后的轻组分部分通过所述冷凝器排出，另一部分通过所述冷凝器回流至所述反应精馏塔内。

20、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

21、1、多级反应釜之间通过高度差实现物料的自动溢流，无需外加动能，降低能耗。

22、2、通过混合进料槽将物料与催化剂进行初步混合，混合进料槽与一级反应釜内的盘管分布器连接，盘管分布器可极大地分散物料并使得混料混合更为均匀，进而提高酯化反应的转化率。

23、3、一级反应釜、次级反应釜的内部设有加热盘管且外部设有加热夹套，加热夹套对反应釜起到良好的保温效果，而同时釜内的加热盘管的传热速度快、换热效率高，通过这种内外结合的加热方式，既解决了现有技术中存在的换热面积小的问题，又提高了换热效率。

24、4、加热盘管、气液分离器、加热夹套之间具有联动性，并由此形成一整套完整的供热装置，而正是通过该供热装置，形成内外结合进行加热的方式，不仅扩大了换热面积，还提高了换热效率。

25、5、由于物料在釜内完成换热，不需要连接泵提供动能，而同时物料又能直接通过溢流的方式进入下一级的反应釜，由此实现了连续化反应的目的，不仅提高了转化率，还减少了副反应。

26、6、通过调节次级反应釜的数量，以制备不同的草酸酯，提高整个合成装置的通用性与适配性。

技术特征：

1.一种草酸酯的合成装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述一级反应釜的底部设有盘管分布器，所述混合进料槽与所述盘管分布器连通，且所述盘管分布器上设有多个出料孔。

3.根据权利要求1所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述加热盘管呈环形结构设置，其顶部设有盘管进汽口且底部设有盘管出液口。

4.根据权利要求3所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述加热夹套从所述一级反应釜、次级反应釜的底部套入并延伸至侧壁，所述加热夹套的顶部设有夹套进汽口且底部设有夹套出液口。

5.根据权利要求4所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述供热装置还包括气液分离器，其与所述盘管出液口连接并具有分离器出液口以及分离器出汽口，所述分离器出汽口与所述夹套进汽口连接，所述分离器出液口用于排出分离后的液体。

6.根据权利要求2所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述一级反应釜与所述次级反应釜内还设有竖直设置的搅拌装置，所述搅拌装置包括：

7.根据权利要求6所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述搅拌轴的端部靠近所述盘管分布器，且至少有一个桨叶设置在所述搅拌轴的端部。

8.根据权利要求1所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述一级反应釜、所述次级反应釜的釜顶均设有物料出气口，所述物料出气口与所述反应精馏塔连接。

9.根据权利要求1所述的一种草酸酯的合成装置，其特征在于，所述反应精馏塔的顶部连接有冷凝器，所述一级反应釜与所述次级反应釜酯化反应后产生的气相轻组分进入所述反应精馏塔内进行分离，分离后的轻组分部分通过所述冷凝器排出，另一部分通过所述冷凝器回流至所述反应精馏塔内。

技术总结
本技术公开了一种草酸酯的合成装置，属于有机物的工业生产技术领域。其包括：混合进料槽，其用于加入物料和催化剂；反应精馏塔；一级反应釜，其与混合进料槽、反应精馏塔连接；次级反应釜，其数量设置有多个，一级反应釜与多个次级反应釜依次串联并在高度上形成逐级下降式结构，各个次级反应釜分别与反应精馏塔连接；供热装置，其包括加热盘管和加热夹套，加热盘管设置在一级反应釜、次级反应釜的内壁，加热夹套设置在一级反应釜、次级反应釜的外壁。多级反应釜之间通过高度差实现物料的自动溢流，降低能耗，加热夹套对反应釜起到保温效果，加热盘管的传热速度快、换热效率高，既增加了换热面积，又提高了换热效率。

技术研发人员：王辉,陈多安,强永康,黄斌,黄卫国,严瑾,姜雪
受保护的技术使用者：浙江联盛化学股份有限公司
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/12