原甲酸三甲 （乙） 酯生產(chǎn)工藝改進與優(yōu)化

楊全文

（山東魯新醫(yī)藥化工設(shè)計有限公司，山東 淄博 255000）

1 引言

原甲酸三甲（乙）酯的前部分生產(chǎn)工藝過程與固體甲醇鈉生產(chǎn)工藝類似，因而很多生產(chǎn)固體甲醇鈉的生產(chǎn)廠家，都相應(yīng)生產(chǎn)原甲酸三甲（乙）酯產(chǎn)品，我公司承擔(dān)的一設(shè)計項目的業(yè)主就是一家專業(yè)從事生產(chǎn)原甲酸三甲（乙）酯系列產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，很受業(yè)內(nèi)歡迎的企業(yè)。為滿足市場需求，在國家西部大開發(fā)政策下，結(jié)合當(dāng)?shù)毓I(yè)園區(qū)規(guī)劃和招商引資政策，決定異地投資建設(shè)原甲酸三甲（乙）酯系列產(chǎn)品項目。

該建設(shè)項目為滿足環(huán)保、安全和節(jié)能的國家政策，結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗和先進的設(shè)計理念，對生產(chǎn)工藝和設(shè)備進行了改進和優(yōu)化。

2 原甲酸三甲（乙）酯工藝敘述

2.1 工藝技術(shù)選擇

原甲酸三甲酯和原甲酸三乙酯的合成工藝類似，主要是以氫氧化鈉，甲醇（乙醇），氯仿為原料，采用高效吸水來合成原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯。收率以氯仿計可達50%，純度達98%以上。此工藝路線安全性高，原料價格便宜，反應(yīng)條件溫和，是合成原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯的較好方法。

2.2 工藝技術(shù)敘述

金屬鈉與過量甲醇（乙醇）反應(yīng)生成甲醇鈉甲醇溶液（乙醇鈉乙醇溶液），同時放出氫氣。甲醇鈉甲醇溶液（乙醇鈉乙醇溶液）再與三氯甲烷反應(yīng)，生成原甲酸三甲（乙）酯，同時生成副產(chǎn)物鹽（NaCl）。反應(yīng)生成的粗酯再經(jīng)過分餾提濃，提濃后的粗酯通過精制得到含量>99%的原甲酸三甲（乙）酯。提濃干燥過程中回收的甲醇再與金屬鈉反應(yīng)循環(huán)利用。

其反應(yīng)方程如下：

原甲酸三甲酯

2CH3OH + 2Na→2CH3ONa + H2↑

3CH3ONa + CHCl3→CH（OCH3）3+ 3NaCl

原甲酸三乙酯

2C2H5OH + 2Na→2C2H5ONa + H2↑

3C2H5ONa + CHCl3→CH（OC2H5）3+ 3NaCl

由以上方程式可以看出，其生產(chǎn)過程中，主要產(chǎn)生的副產(chǎn)物為氫氣和氯化鈉。

3 原甲酸三甲（乙）酯工藝過程存在的問題

原甲酸三甲（乙）酯系列產(chǎn)品原工藝主要存在以下問題：

（1）超壓：金屬鈉與過量甲醇（乙醇）反應(yīng)生成甲醇鈉甲醇（乙醇鈉乙醇溶液）溶液的同時，產(chǎn)生一定量的氫氣，如反應(yīng)過快或失控，會劇烈放熱，進而反應(yīng)釜超壓，易發(fā)生爆炸危險。

（2）冷凝設(shè)備滲漏易引發(fā)爆炸：如反應(yīng)夾套或冷凝器管殼漏水，甲醇鈉或金屬鈉遇水放出大量的熱，易引起爆炸。

（3）氯化鈉粉塵易堵塞換熱器管程：用耙式干燥機干燥氯化鈉時，原設(shè)備和工藝，不可避免的會夾帶粉塵進入冷凝器管程，時間一長容易堵塞，進而發(fā)生危險。

（4）氯化鈉的無法回收利用：原工藝過程中產(chǎn)生的氯化鈉，一是采用人工出料，工作量大，粉塵量大，物料損耗大；二是產(chǎn)生的氯化鈉含有很多雜質(zhì)，無法外售給其他工業(yè)用鹽企業(yè)。

（5）甲醇損耗還需降低：原工藝過程中采用二級冷凝冷卻，不能很有效的降低甲醇的損耗。

4 原甲酸三甲（乙）酯工藝改進和優(yōu)化

針對原甲酸三甲（乙）酯系列產(chǎn)品原工藝存在的問題，結(jié)合技術(shù)提供方的經(jīng)驗和我們設(shè)計單位的技術(shù)優(yōu)勢，對原工藝和設(shè)備進行了改進和優(yōu)化，使存在的問題得到了有效地解決。下面分別加以論述：

4.1 避免超壓

超壓的產(chǎn)生的原因：一是反應(yīng)失控；二是產(chǎn)生的氫氣得不到及時排放。針對以上原因，采取的措施如下：

首先，反應(yīng)過程采用滴加甲醇，滴加管道設(shè)置雙閥和視鏡，每批甲醇嚴格計量；再有反應(yīng)釜設(shè)置壓力變送器，與甲醇進料閥聯(lián)鎖，如果超壓，緊急切斷進料閥；最后，設(shè)備上設(shè)置泄壓管道和爆破片，避免超壓引起設(shè)備爆炸危險。

4.2 冷凝設(shè)備滲漏易引發(fā)爆炸

原工藝用的冷凝設(shè)備為列管冷凝器和蛇管冷凝器，這種冷凝器管殼連接處密封處理不好或發(fā)生腐蝕等，運行過程中很容易使冷卻水進入物料中，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起爆炸，針對這一問題，對設(shè)備生產(chǎn)廠家和設(shè)備使用廠家進行考察后，選用噴淋式冷凝器，該冷凝器能很到程度上避免冷卻水進入物料中，基本上解決了滲漏這一問題。

4.3 氯化鈉粉塵易堵塞換熱器管程

由于產(chǎn)生的氯化鈉粉塵很細，耙式干燥機攪動過程中很容易揚塵，原耙式干燥機的捕集器太短，直徑有些小，針對這一情況耙式干燥機的捕集器進行了改進，捕集器長度由原0.5 m延長到2 m，直徑由0.4 m擴大到0.6 m，出風(fēng)口設(shè)置了擋板等，經(jīng)過實踐使用，有效解決了粉塵堵塞換熱器管程的問題。另外，還考慮在捕集器后加一旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，無運動部件，更增強了除塵效果。

4.4 氯化鈉的無法回收利用

針對原工藝存在的問題，采用一套自動除鹽系統(tǒng)，耙式干燥機出料口直接接傳送帶，引至自動除鹽系統(tǒng)，如圖所示。另外，回收的粗品氯化鈉再經(jīng)過溶解、沉降、晾曬，得到較純凈的氯化鈉，外售給其他工業(yè)用鹽企業(yè)。

除鹽系統(tǒng)流程圖

4.5 甲醇損耗還需降低

通過在儲罐排氣、真空排氣、冷凝器受器排氣等位置的排氣引至風(fēng)冷式冷凝器進行冷凝回收，使排氣中含有的少量甲醇，得到最大限度的回收，可提高5%的回收率。由于本項目甲醇用量大，每年節(jié)約的甲醇量相對客觀。

5 結(jié)束語

針對項目存在的問題，經(jīng)過技術(shù)提供方、設(shè)計單位和建設(shè)方的共同努力，對原甲酸三甲（乙）酯產(chǎn)品項目進行了操作可行的工藝優(yōu)化和改進，使原甲酸三甲（乙）酯項目的工藝更加完善，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。通過以上的工藝優(yōu)化和改進過程，使我們認識到任何工程項目都需要通過共同努力去不斷的完善和改進，但前提是，需要克服許多的技術(shù)保護壁壘。