[发明专利]在氧化酯化反应器中安全制备亚硝酸甲酯的方法和装置及其应用

说明书

本发明涉及乙二醇合成领域，公开了一种在氧化酯化反应器中安全制备亚硝酸甲酯的方法，该方法包括：将新鲜甲醇、一氧化氮与氧气引入氧化酯化反应器中在设定温度T和设定压力P下进行氧化酯化反应，未反应的气相用于回收冷甲醇，并将回收的冷甲醇回流至所述氧化酯化反应器中参与所述氧化酯化反应，所述方法包括定时或不定时地测量氧化酯化反应器中的温度和/或压力，采用分层次控制的模式对所述氧化酯化反应器中的温度和/或压力进行控制，使其维持在安全范围内。利用本发明提供的方法和氧化酯化反应器可以有效防止亚硝酸甲酯制备过程中发生燃爆，使得偶联工段亚硝酸甲酯的使用得到保证，实现合成气制备乙二醇的安全工业化生产。

技术领域

本发明涉及乙二醇制备领域，具体涉及一种在氧化酯化反应器中安全制备亚硝酸甲酯的方法和装置及其应用。

背景技术

乙二醇(EG)是一种重要的石油化工基础有机原料，用途十分广泛。 2016年全球乙二醇产能约3747万吨，消费量2614.5万吨，其中85％乙二醇用于聚酯行业。目前，国内外大型乙二醇的工业化生产主要采用环氧乙烷直接水合法的工艺路线，即先经石油路线合成乙烯，再氧化乙烯生产环氧乙烷，最后由环氧乙烷非催化水合反应得到EG。生产技术基本由荷兰Shell、美国 Halcon－SD以及美国UCC三家公司所垄断。此生产工艺的经济效益由于受石油价格的制约，波动较大。

近年来，随着聚酯纤维、聚酯塑料和防冻液等对乙二醇的大量需求，人们开始致力于乙二醇新的合成技术的研究和开发工作。Shell公司、UCC公司、莫斯科门捷列夫化工学院等相继开发了环氧乙烷催化水合法制乙二醇生产技术；Halcon－SD、UCC、Dow化学、日本触媒化学以及三菱化学等公司相继开发了碳酸乙烯酯法制乙二醇生产技术。另外,由于世界石油资源的短缺和天然气资源相对丰富,美国UCC以及日本宇部兴产等公司也开展了由合成气制乙二醇新工艺的研究和开发工作。在石油资源日趋紧张，且价格长期高位运转的今天，寻找一条经济合理的乙二醇合成路线已经成为研究热点。以合成气为主要原料合成乙二醇工艺，以其原料来源广泛和低廉、技术经济性高等众多优点，而备受重视。

目前，国内利用合成气资源作为生产原料，开发出制备乙二醇的新技术，此套技术的工艺流程包括合成气分离、亚硝酸甲酯偶联、氧化酯化技术、草酸酯加氢等部分。

然而，合成气制乙二醇工艺由于涉及不稳定的中间产物亚硝酸甲酯并且缺乏防止亚硝酸甲酯燃爆的准确方法，使得偶联工段亚硝酸甲酯的安全使用无法得到保证。目前，国内尚无对此方面危险性及安全控制方案的系统研究，使得合成气制乙二醇工业装置的危险性得不到有效控制，如果该问题得不到及时有效的解决，必将制约合成气制乙二醇装置的安全运行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的利用合成气制备乙二醇工艺中氧化酯化反应器危险特性缺乏安全保证的问题，提供一种在氧化酯化反应器中安全制备亚硝酸甲酯的方法，该方法采用分层控制的模式对氧化酯化反应器中的温度和/或压力进行控制，具有在确保生产安全的前提下保证生产效率的特点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种在氧化酯化反应器中安全制备亚硝酸甲酯的方法，该方法包括：将新鲜甲醇、一氧化氮与氧气引入氧化酯化反应器中在设定温度T和设定压力P下进行氧化酯化反应，未反应的气相用于回收甲醇，并将回收的冷甲醇回流至所述氧化酯化反应器中参与所述氧化酯化反应，其特征在于，所述方法包括定时或不定时地测量氧化酯化反应器中的温度和/或压力，并根据测量结果采用如下分层次控制的模式对所述氧化酯化反应器中的温度和/或压力进行控制，使得氧化酯化反应器中的温度维持为T和/或压力维持为P：

当温度为T1或压力为P1时，增加回收的冷甲醇回流量；

当温度为T2或压力为P2时，增加回收的冷甲醇回流量并停止反应；

其中，T＜T1＜T2，且T2-T≥30℃；

P＜P1＜P2，且P2-P≥0.17MPa。