亞硝酸甲酯再生工藝優(yōu)化及填料塔中反應過程模擬研究.pdf

1、亞硝酸甲酯（Methyl Nitrite，簡稱MN）再生反應是合成氣制草酸二甲酯工藝中的重要反應步驟，也是影響草酸二甲酯合成工業(yè)放大的關鍵一步。亞硝酸甲酯再生反應過程較為復雜，除了生成主產(chǎn)物亞硝酸甲酯，還有硝酸、亞硝酸等副產(chǎn)物生成。為了提高亞硝酸甲酯的收率，減少副反應的發(fā)生，需要對再生反應的工藝進行合理的優(yōu)化設計。
　　本文在填料鼓泡塔中對亞硝酸甲酯再生反應進行了研究，確定了最佳工藝操作條件為：反應溫度35~45℃，NO/O2摩爾

2、比5~6，甲醇進料量40 mL，氣體流速450~500 mL/min，氮氣體積含量70~80％。在此工藝條件下，亞硝酸甲酯收率可達90.3%。并對含CO2雜質氣體對再生反應的影響進行了實驗考察，結果表明CO2對再生反應過程沒有影響。
　　填料鼓泡塔中甲醇加入量大大過量，隨著反應進行，其濃度會
　　逐漸降低因而需要后期對其進行分離。為了使甲醇的進料量符合化學計量比，在氣相法反應裝置中對甲醇以氣相進料制取亞硝酸甲酯的反應工藝進行

3、了研究，確定了最佳的工藝條件：反應溫度70℃，NO/O2摩爾比為5~6，甲醇/NO摩爾比為1，氣體流速400~450 mL/min，氮氣體積含量70~80%。在此工藝條件下，MN的收率可達84.21%。與填料鼓泡塔相比，氣相法甲醇進料量更接近于化學計量比，從而可以減少后續(xù)分離的能耗。但其缺點是反應溫度較高且MN收率較低。
　　在實驗的基礎上，采用前期獲得的亞硝酸甲酯再生反應動力學對填料塔中亞硝酸甲酯再生過程進行了模擬計算，并將模擬

4、結果與實驗數(shù)據(jù)進行了對比，結果表明，亞硝酸甲酯收率的計算值與實驗值的最大相對偏差為-4.39%，氧氣轉化率的計算值與實驗值的最大相對偏差為-8.15%，說明建立的數(shù)學模型有一定的合理性，對亞硝酸甲酯再生反應器的放大設計有一定的指導意義。
　　為了充分利用亞硝酸甲酯再生反應器底部富集的副產(chǎn)物 HNO3和未反應的甲醇，進一步研究了NO與硝酸、甲醇反應制取亞硝酸甲酯的反應過程，對此過程進行了熱力學分析。通過實驗確定了該過程適宜的工藝條件