[发明专利]一种CO合成草酸二甲酯的方法

权利要求书

1.一种CO合成草酸二甲酯的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将O₂(1)与NO(2)以及甲醇(3)通入亚硝化反应器(4)进行亚硝化反应；

步骤二、亚硝化反应后的产物进入醇水分离器(7)进行分离，将产物分离为混合气(8)和混合液(9)；

步骤三，分离后的混合气(8)进入氧化羰化反应器(11)中，向氧化羰化反应器(11)中通入CO(10)，CO(10)与混合气(8)中的亚硝酸甲酯进行羰基化反应，羰基化反应产物(12)和醇水分离器(7)产生的混合液(9)一起进入醇酯分离器(22)；

步骤四，醇酯分离器(22)将步骤三所得的混合溶液(13)分为上层醇类产物(14)与下层脂类产物(23)，上层醇类产物(14)进入气液分离器(15)中，气液分离器(15)分离后所得的气相产物(17)循环回亚硝化反应器(4)继续参加反应，气液分离器(15)分离后所得的液相产物(16)与甲醇(3)混合进入亚硝化反应器(4)继续参加反应；

步骤五，醇酯分离器(22)的下层脂类产物(23)进入酯精馏塔(24)，得到目的产物草酸二甲酯(26)；所述醇水分离器(7)的工艺条件为：分离器内压力为0.01～0.3MPa，分离器下部温度为80～120℃，醇水分离器(7)内装填精馏填料，分离器上部温度为40～80℃；所述氧化羰化反应器(11)的工艺条件为：所述氧化羰化反应器(11)为列管式反应器，列管式反应器的进口温度为110～120℃，列管式反应器的热点温度与出口温度之差在2～8℃，反应管内反应压力为0.1～0.2MPa，所述反应管的外部反应器空间中填充冷却水，反应管内外温差在5～10℃，反应管内径为25～35mm；所述醇水分离器(7)的混合液(9)与氧化羰化反应后的产物一起进入醇酯分离器(22)，所述醇酯分离器(22)为精馏塔，塔中装填精馏填料，塔下部温度为120～170℃，塔内压力为0.05～0.2MPa，塔上部温度为60～80℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述亚硝化反应器(4)为板式塔反应器，板的具体式样为筛板式或浮阀塔板式或泡罩塔板式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述亚硝化反应的工艺条件为：板式塔反应器的塔顶温度为10～50℃，塔底温度为60～90℃，反应压力为0.05～0.5MPa，NO(2)与O₂(1)的体积比为5～8，甲醇(3)与O₂(1)的进料量比为6～15，板式塔反应器的塔板数为20～30块，塔项反应物回流量与O₂进料量比为1～30。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：O₂(1)与NO(2)以及甲醇(3)经亚硝化反应后，所得亚硝酸甲酯和过量的NO从亚硝化反应器(4)的上部管道进入醇水分离器(7)，过剩的甲醇(3)和水由亚硝化反应器(4)的下部管道进入醇水分离器(7)，所述NO(2)包括从外部导入的NO和从气液分离器循环回到亚硝化反应器的NO，所述甲醇(3)包括从外部导入的甲醇和从气液分离器(15)循环回到亚硝化反应器(4)的甲醇。

5.根据权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于：所述混合气(8)为亚硝酸甲酯和过量NO的混合气体，CO(10)由氧化羰化反应器(11)的上部管道进入氧化羰化反应器(11)中。

6.根据权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于：列管式反应器内装填Pd/η-Al₂O₃催化剂，所述催化剂包括载体、活性组分和助催化剂，所述活性组分为金属钯，所述助催化剂为金属锶或金属钡，金属钯含量为载体质量的0.05％～1.0％，金属锶或金属钡含量为载体质量的0.02％～0.5％，所述载体为比表面积为200～350m²/g的η-Al₂O₃，η-Al₂O₃孔容0.1～0.5ml/g，孔径2～10nm。

7.根据权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于：所述精馏塔上部所得的上层醇类产物(14)进入气液分离器(15)，所述气液分离器(15)的内部压力为0.05～0.015MPa，内部温度为30～50℃，气液分离器(15)分离所得气相产物(17)一部分循环回亚硝化反应器(4)继续参加反应，气相产物(17)中的另一部分气体(18)排出外部至废气处理单元，外排量与循环量比为0.001～0.005，气液分离器(15)所得液相产物(16)中一部分与从外部通入的甲醇(3)混合进入亚硝化反应器(4)继续参加反应，另一部分进入醇水分离器(7)进行分离，精馏塔下部所述的下层酯类产物(23)进入酯精馏塔(24)，所述酯精馏塔(24)中装填精馏填料，塔上部温度为60～100℃，塔下部温度为120～180℃，塔内压力为0.05～0.15MPa，精馏后塔底得到草酸二甲酯(26)。