一種甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)控溫的甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]甲酸甲酯(methylformate，MF)是重要的甲醇衍生物和重要的化工原料，甲酸甲酯的傳統(tǒng)制備方法是由甲酸和甲醇通過(guò)酯化反應(yīng)合成。現(xiàn)在多通過(guò)濃硫酸、濃甲醇以及甲化液在一定溫度下混合反應(yīng)合成，通過(guò)此方法合成甲酸甲酯的生產(chǎn)設(shè)備主要包括濃硫酸罐、濃甲醇罐、水解反應(yīng)罐以及冷凝塔。主要過(guò)程為從外部輸送定量的甲化液，從濃硫酸罐、濃甲醇罐中加相應(yīng)比例的濃硫酸和濃甲醇至水解反應(yīng)罐，通過(guò)熱蒸汽對(duì)水解反應(yīng)罐進(jìn)行加熱，將反應(yīng)得到的甲酸甲酯蒸發(fā)出來(lái)，然后冷凝得到液態(tài)甲酸甲酯，在此過(guò)程中需要嚴(yán)格控制水解反應(yīng)罐以及冷凝塔內(nèi)的溫度?，F(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備需要人工監(jiān)測(cè)溫度傳感器檢測(cè)到的水解反應(yīng)罐以及冷凝塔內(nèi)溫度，若溫度低于設(shè)定溫度則調(diào)大蒸汽閥門，若溫度高于設(shè)定溫度則調(diào)小蒸汽閥門。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，蒸甲酸甲酯、蒸甲醇及蒸水三個(gè)不同反應(yīng)階段的反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間均不相同，需要人工計(jì)時(shí)并不斷調(diào)節(jié)蒸汽閥和冰水閥，工作人員需要時(shí)刻監(jiān)控溫度變化并操作閥門，勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于人工調(diào)節(jié)精確度低，并且存在一定的延時(shí)，致使溫度控制不準(zhǔn)確，使產(chǎn)品產(chǎn)率低，成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備需人工監(jiān)控反應(yīng)溫度并手動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽閥和冰水閥的技術(shù)問(wèn)題，提出一種可自動(dòng)控溫的甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，包括水解反應(yīng)罐及通過(guò)管道與水解反應(yīng)罐相連的濃硫酸罐、濃甲醇罐和冷凝塔，所述水解反應(yīng)罐和冷凝塔內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器，所述水解反應(yīng)罐上連接有輸送蒸汽的手動(dòng)蒸汽閥，所述冷凝塔上連接有輸送冰水的手動(dòng)冰水閥。所述甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備還包括接收溫度傳感器檢測(cè)信號(hào)的控制器;所述水解反應(yīng)罐上還連接有與所述手動(dòng)蒸汽閥并聯(lián)的自動(dòng)蒸汽閥，所述冷凝塔上還連接有與手動(dòng)冰水閥并聯(lián)的自動(dòng)冰水閥，自動(dòng)蒸汽閥和自動(dòng)冰水閥的控制端均與控制器相連。
[0006]作為優(yōu)選，所述自動(dòng)蒸汽閥兩端均連接有截止閥。
[0007]作為優(yōu)選，所述自動(dòng)冰水閥兩端均連接有截止閥。
[0008]作為優(yōu)選，還包括與控制器相連的報(bào)警器，當(dāng)冷凝塔內(nèi)溫度超過(guò)指定溫度時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0009]作為優(yōu)選，所述生產(chǎn)設(shè)備還包括與控制器相連的報(bào)警器，當(dāng)冷凝塔內(nèi)溫度超過(guò)指定溫度時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0010]作為優(yōu)選，所述報(bào)警器包括蜂鳴器和警示燈。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:本甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備以PLC控制器接受溫度傳感器檢測(cè)的溫度參數(shù)，控制自動(dòng)蒸汽閥及自動(dòng)冰水閥的開度，通過(guò)PID調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)水解反應(yīng)罐和冷凝塔內(nèi)溫度的精確控制，極大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;相對(duì)于人工控制精確度高，提高了產(chǎn)品產(chǎn)率。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備的控制關(guān)系圖；
[0014]以上各圖中:1、濃硫酸罐;2、濃甲醇罐;3、水解反應(yīng)罐;31、手動(dòng)蒸汽閥；32、自動(dòng)蒸汽閥;4、冷凝塔;41、手動(dòng)冰水閥；42、自動(dòng)冰水閥；5、稀甲酯儲(chǔ)罐a; 51、流量計(jì)a; 6、稀甲酯儲(chǔ)罐b; 61、流量計(jì)b; 7、稀甲醇儲(chǔ)罐;8、截止閥。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例做具體說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例:如圖1、圖2所示，一種甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，包括分別盛放反應(yīng)原料的濃硫酸罐1、濃甲醇罐2，濃硫酸罐I和濃甲醇罐2通過(guò)管道及閥門與水解反應(yīng)罐3相連，向水解反應(yīng)罐4內(nèi)輸入定量的濃硫酸和濃甲醇。水解反應(yīng)罐3上還連接有由外部向水解反應(yīng)罐3內(nèi)輸送甲化液的閥門。水解反應(yīng)罐3下游連接有冷凝塔4，冷凝塔4下游連接有盛放甲酸甲酯的稀甲酯儲(chǔ)罐a 5、稀甲酯儲(chǔ)罐b 6，以及盛放稀甲醇的稀甲醇儲(chǔ)罐7。反應(yīng)物加入至水解反應(yīng)罐3內(nèi)后在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)得到甲酸甲酯，反應(yīng)之后的產(chǎn)物經(jīng)蒸發(fā)進(jìn)入冷凝塔4，在冷凝塔4內(nèi)冷凝，所得稀甲酸甲酯和稀甲醇輸入至稀甲酯儲(chǔ)罐和稀甲醇儲(chǔ)罐7內(nèi)保存。
[0017]蒸發(fā)過(guò)程包括三部:蒸甲酸甲酯、蒸甲醇及蒸水分，三個(gè)過(guò)程中均需控制水解反應(yīng)罐3和冷凝塔4內(nèi)的溫度，且不同過(guò)程溫度不同，為檢測(cè)溫度所述水解反應(yīng)罐3和冷凝塔4內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器。為實(shí)現(xiàn)為水解反應(yīng)罐3及冷凝塔4內(nèi)溫度的自動(dòng)精確控制，所述生產(chǎn)設(shè)備還包括PLC控制器，控制器接收溫度傳感器檢測(cè)到的溫度信號(hào)，并通過(guò)控制蒸汽或冰水的流量從而改變溫度。
[0018]所述水解反應(yīng)罐3上連接有手動(dòng)蒸汽閥31及與手動(dòng)蒸汽閥31并聯(lián)的自動(dòng)蒸汽閥32，所述自動(dòng)蒸汽閥32兩端均串聯(lián)有截止閥8 ο手動(dòng)蒸汽閥31或自動(dòng)蒸汽閥32打開時(shí)，蒸汽被輸入水解反應(yīng)罐3內(nèi)，為水解反應(yīng)罐加熱。手動(dòng)蒸汽閥31與自動(dòng)蒸汽閥32并排設(shè)置，既可手動(dòng)控制也可自動(dòng)控制，當(dāng)需要手動(dòng)控制時(shí)，關(guān)閉自動(dòng)蒸汽閥32;當(dāng)需要自動(dòng)控制時(shí)，關(guān)閉手動(dòng)蒸汽閥31，打開自動(dòng)蒸汽閥32兩端的截止閥8，自動(dòng)蒸汽閥32的開度受控制器控制，以調(diào)節(jié)加入水解反應(yīng)罐3的蒸汽流量。當(dāng)需要檢修自動(dòng)蒸汽閥32時(shí)，關(guān)閉兩端的截止閥8即可，此時(shí)手動(dòng)蒸汽閥31可繼續(xù)使用，不影響生產(chǎn)。
[0019]所述冷凝塔4上連接有手動(dòng)冰水閥41及與手動(dòng)冰水閥41并聯(lián)的自動(dòng)冰水閥42，所述自動(dòng)冰水閥42包括兩端均串聯(lián)有截止閥8，手動(dòng)冰水閥41或自動(dòng)冰水閥42打開時(shí)，冰水輸入冷凝塔4內(nèi)。
[0020]以加入1735kg甲化液合成甲酸甲酯為例，自動(dòng)控溫生產(chǎn)的具體操作過(guò)程如下:從濃硫酸罐1、濃甲醇罐2分別加入1327.8kg濃硫酸、639.2kg濃甲醇及輸送1735kg甲化液至水解反應(yīng)罐3內(nèi)，然后控制器控制自動(dòng)蒸汽閥32開度為100%，蒸汽加入至水解反應(yīng)罐3，罐內(nèi)溫度上升，溫度傳感器將檢測(cè)溫度參數(shù)傳輸至控制器，當(dāng)溫度升至55°C時(shí)，控制器啟動(dòng)PID控制程序，根據(jù)溫度參數(shù)的反饋精確控制自動(dòng)蒸汽閥32的開度。隨后進(jìn)入蒸甲酯過(guò)程，時(shí)間為7h，甲酸甲酯經(jīng)水解反應(yīng)罐3進(jìn)入冷凝塔4內(nèi)冷卻，此時(shí)要求水解反應(yīng)罐3內(nèi)溫度控制在105°C，冷凝塔4內(nèi)溫度為59°C?？刂破鞲鶕?jù)溫度參數(shù)的反饋實(shí)時(shí)控制自動(dòng)蒸汽閥32以及自動(dòng)冰水閥42的開度。冷凝塔4內(nèi)溫度過(guò)高將影響產(chǎn)品品質(zhì)，為防止冷凝塔4內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度，所述生產(chǎn)設(shè)備還包括報(bào)警器。報(bào)警器由蜂鳴器及紅色報(bào)警燈組成，在蒸甲酯過(guò)程中，若冷凝塔4內(nèi)溫度超過(guò)60°C時(shí)，報(bào)警器啟動(dòng)，提醒工作人員查看設(shè)備，排除故障。7小時(shí)后，開始蒸甲醇過(guò)程，控制器控制調(diào)節(jié)自動(dòng)蒸汽閥32和自動(dòng)冰水閥42的開度，使水解反應(yīng)罐3內(nèi)溫度為108°C，冷凝塔4內(nèi)溫度為92°C，持續(xù)時(shí)間為4小時(shí)，之后進(jìn)行蒸水過(guò)程。制備所得產(chǎn)品經(jīng)管道流入稀甲酯儲(chǔ)罐a 5內(nèi)儲(chǔ)存，稀甲酯儲(chǔ)罐a 5上游管道上安裝有流量計(jì)a 51，流量計(jì)a 51檢測(cè)到稀甲酯儲(chǔ)罐a 5滿后切換至到稀甲酯儲(chǔ)罐b 6繼續(xù)存儲(chǔ)，稀甲醇輸送至稀甲醇儲(chǔ)罐7存儲(chǔ)。
[0021]本甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備以PLC控制器接受溫度傳感器檢測(cè)的溫度參數(shù)，控制自動(dòng)蒸汽閥及自動(dòng)冰水閥的開度，通過(guò)PID調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)水解反應(yīng)罐和冷凝塔內(nèi)溫度的精確控制，極大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;相對(duì)于人工控制精確度高，提高產(chǎn)品產(chǎn)率。
[0022]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，包括水解反應(yīng)罐及通過(guò)管道與水解反應(yīng)罐相連的濃硫酸罐、濃甲醇罐和冷凝塔，所述水解反應(yīng)罐和冷凝塔內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器，所述水解反應(yīng)罐上連接有輸送蒸汽的手動(dòng)蒸汽閥，所述冷凝塔上連接有輸送冰水的手動(dòng)冰水閥，其特征在于:還包括接收溫度傳感器檢測(cè)信號(hào)的控制器;所述水解反應(yīng)罐上還連接有與所述手動(dòng)蒸汽閥并聯(lián)的自動(dòng)蒸汽閥，所述冷凝塔上還連接有與手動(dòng)冰水閥并聯(lián)的自動(dòng)冰水閥，自動(dòng)蒸汽閥和自動(dòng)冰水閥的控制端均與控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:所述自動(dòng)蒸汽閥兩端均連接有截止閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:所述自動(dòng)冰水閥兩端均連接有截止閥。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:還包括與控制器相連的報(bào)警器，當(dāng)冷凝塔內(nèi)溫度超過(guò)指定溫度時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:所述報(bào)警器包括蜂鳴器和警示燈。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備，包括水解反應(yīng)罐及通過(guò)管道與水解反應(yīng)罐相連的濃硫酸罐、濃甲醇罐、甲化液罐和冷凝塔，所述水解反應(yīng)罐和冷凝塔內(nèi)均設(shè)置有溫度傳感器，所述水解反應(yīng)罐上連接有輸送蒸汽的手動(dòng)蒸汽閥，所述冷凝塔上連接有輸送冰水的手動(dòng)冰水閥。所述水解反應(yīng)罐上還連接有與所述手動(dòng)蒸汽閥并聯(lián)的自動(dòng)蒸汽閥，所述冷凝塔上還連接有與手動(dòng)冰水閥并聯(lián)的自動(dòng)冰水閥。本甲酸甲酯生產(chǎn)設(shè)備以PLC控制器接受溫度傳感器檢測(cè)的溫度參數(shù)，控制自動(dòng)蒸汽閥及自動(dòng)冰水閥的開度，通過(guò)PID調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)水解反應(yīng)罐和冷凝塔內(nèi)溫度的精確控制，極大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；相對(duì)于人工控制精確度高，提高產(chǎn)品產(chǎn)率。
【IPC分類】C07C69/06, C07C67/03
【公開號(hào)】CN205295187
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張偉, 李玉章
【申請(qǐng)人】青島科技大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日