[发明专利]草酸二甲酯的反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及了一种反应系统，特别是草酸二甲酯的反应系统。

背景技术

亚硝酸甲酯与一氧化碳在钯系催化剂的作用下，会发生羰化反应生成草酸二甲酯和NO，它同时放出巨大的反应热量，如果热量不能及时移走，会使原料气亚硝酸甲酯在高温下会发生分解，进而爆炸，现有的反应系统因为上述原因屡次发生危险，因此及时将反应产生的热量带走至关重要。

发明内容

本申请的发明目的是克服现有系统中热量不能及时带走的问题，而提供一种新的草酸二甲酯的反应系统。

为了完成本申请的发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，它包括：第一反应器、分离器和第二反应器，第一反应器出气口与分离器进气口相连，分离器出气口与第二反应器进气口相连，其中：第一反应器的上端开有第一反应器上进气口，第一反应器的下端开有第一反应器下进气口，第一反应器中装有由若干根第一反应器夹套管组成第一反应区，第一反应器上进气口与该第一反应区之间为第一反应器上进气腔，第一反应器下进气口与该第一反应区之间由隔板分成第一反应器下出气腔和第一反应器下进气腔，在相邻的两根第一反应器夹套管内装有内冷管，内冷管为倒U型，倒U型内冷管分别插入相邻的两根第一反应器夹套管内，它的下端通入第一反应器下进气腔，第一反应器下进气腔与第一反应器下进气口相通，内冷管的上端与第一反应器上进气腔相通，第一反应器上进气腔与第一反应器上进气口相通，在第一反应器下出气腔上开有第一反应器出气口，在第一反应区下部的第一反应器的侧壁上开有至少一个第一反应器饱和热水进口，在第一反应区上部的第一反应器的侧壁上开有至少一个第一反应器水和蒸汽出口；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述第一反应器饱和热水进口为6个；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述第一反应器水和蒸汽出口为6个；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述第一反应器夹套管均匀地布置在第一反应区内，在第一反应器夹套管与内冷管之间装有催化剂，在第一反应区的第一反应器夹套管外侧流动着饱和热水；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述分离器的上端开有分离器出气口，分离器的下端开有分离器出液口，分离器内装有填料层，在该填料层下端的分离器侧端开有分离器进气口；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述第二反应器的上端开有第二反应器进气口，第二反应器的下端开有第二反应器出气口，第二反应器内装有由若干根第二反应器列管组成的第二反应区，在第二反应区下部的第二反应器侧壁上开有至少一个第二反应器饱和热水进口，在第二反应区上部的第二反应器侧壁上开有至少一个第二反应器水和蒸汽出口；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述第二反应器饱和热水进口为6个；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述第二反应器水和蒸汽出口为6个；

本发明一种草酸二甲酯的反应系统，其中：所述第二反应器列管均匀地布置在第二反应区内，在第二反应器列管内装有催化剂，在第二反应区的第二反应器列管外侧流动着饱和热水。

本发明的第一个反应器使用双层列管夹套管，内冷管内通入冷原料气，夹套管和内冷管之间的夹层内装填催化剂，预热后的原料气进入夹层进行反应，夹套管外和反应器壳程中是饱和热水。由于催化剂内外都有低温介质移走热量，可以把反应温度的控制能力大大加强，提高催化剂的生产强度。催化剂床层高度控制在3米，防止热水大量汽化后，反应器上部换热效果下降带来的危险。在反应器后增加草酸二甲酯（DMO）产品分离器，降低气体中产物浓度，有利于第二步反应。

在第一反应器出口设置气液分离器，分离出部分产物，同时使进入第二反应器的温度略有降低。由于第一反应器床层较低，反应不完全，串联了第二个反应器，第二个反应器使用管壳式等温反应器，由于循环气体中原料组分浓度已大大下降，因此反应热较少，可以选用较粗的反应列管，壳层的饱和热水控制反应温度已经足够。

附图说明

图1为本发明草酸二甲酯的反应系统的示意图。