[实用新型]用于煤制乙二醇工艺的偶联反应系统

说明书

本实用新型公开了一种用于煤制乙二醇工艺的偶联反应系统，包括：一偶联反应器，包括串联的第一级反应器和第二级反应器，用于进行偶联反应；其中，第一级反应器和第二级反应器中包括有催化剂填充柱，催化剂填充柱中填充催化剂的高度介于2m至5m之间；二汽包装置，包括第一汽包和第二汽包，分别用于第一级反应器和第二级反应器的换热；一循环气进料管线，用于向偶联反应器中通入进行偶联反应的循环气；一循环气出料管线，用于输出偶联反应后的循环气。本实用新型能够缩小偶联反应器内部的温度梯度，控制第一级反应器和第二级反应器内部在催化剂活性反应温度范围内，进而达到提高原料亚硝酸甲酯的转化率的效果。

技术领域

本实用新型涉及煤化工领域，特别地涉及一种用于煤制乙二醇工艺的偶联反应系统。

背景技术

煤制乙二醇技术具有工艺流程短、能耗低、成本低、对于缺油少气、煤炭资源相对丰富的中国来说具有十分重要的战略意义，其中偶联反应工序是煤制乙二醇工艺中关键的一环。

目前煤制乙二醇工业生产工艺主要有以下：

酯化反应2CH₃OH+N₂O₃=2CH₃ONO+H₂O

偶联反应2CO+2CH₃ONO=(COOCH₃)₂+2NO

亚硝酸甲酯的基础理化性质：

亚硝酸甲酯在常温常压下是易燃易爆、无色无味、有毒、比空气重的气体。熔点-17℃、沸点-12℃，相对密度0.99（15℃），其他如相对蒸气密度、饱和蒸气压、燃烧热、临界温度、临界压力、引燃温度、爆炸上限、爆炸下限等参数都无资料，溶于醇、醚。受热或光照易发生分解，分解时有爆炸危险。

现有工艺技术情况及存在的缺点：如图1所示，在现有的工艺技术状况下，循环气经过设置于循环气进料管线P10上的加热装置300加热后，进入偶联反应器100内，反应后的循环气通过循环气出料管线P20进入草酯精制系统500，偶联反应器100连接有一用于控制反应温度的汽包装置200。现有技术中的偶联反应器100床层催化剂的装填高度通常较高（在5m至10m之间），偶联反应器100内的上、中、下部温度呈低、高、低的温度分布梯度，上部温度因循环气原料温度低，反应产热少，故温度低；循环气原料到达中部，催化剂床层温度达到最佳温度，反应产热多，温度较高；底部因多数循环气原料在中部已经参与反应，下部循环气原料少，产热少，床层因而温度低，偶联反应器100内部高低温的温差达到20℃以上。由于催化剂的活性与温度相关，偶联反应器100内部出现较大温度梯度直接影响处于低温区催化剂的活性，导致低温区催化剂无法发挥出最佳的催化性能，导致原料亚硝酸甲酯单程转化率低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于煤制乙二醇工艺的偶联反应系统，包括：一偶联反应器，包括串联的第一级反应器和第二级反应器，用于进行偶联反应；其中，第一级反应器和第二级反应器中包括有催化剂填充柱，催化剂填充柱中填充催化剂的高度介于2m至5m之间；二汽包装置，包括第一汽包和第二汽包，分别用于第一级反应器和第二级反应器的换热；一循环气进料管线，用于向偶联反应器中通入进行偶联反应的循环气；一循环气出料管线，用于输出偶联反应后的循环气。

在一些实施方式中，循环气进料管线上设置有加热装置，用于加热进料的循环气。

在一些实施方式中，加热装置，包括一换热装置，其内部具有换热介质，循环气进料管线中的循环气通过与换热介质换热实现加热升温。

在一些实施方式中，换热装置还设置于循环气出料管线上，换热介质为出料的循环气。

在一些实施方式中，还包括有：一预热装置，设置于换热装置之前；及一再加热装置，设置于换热装置之后。