一種甲酸甲酯生產設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于甲酸甲酯生產設備領域，尤其涉及一種自動控溫的甲酸甲酯生產設備。
【背景技術】
[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酯化反應合成。現在多通過濃硫酸、濃甲醇以及甲化液在一定溫度下混合反應合成，通過此方法合成甲酸甲酯的生產設備主要包括濃硫酸罐、濃甲醇罐、水解反應罐以及冷凝塔。主要過程為從外部輸送定量的甲化液，從濃硫酸罐、濃甲醇罐中加相應比例的濃硫酸和濃甲醇至水解反應罐，通過熱蒸汽對水解反應罐進行加熱，將反應得到的甲酸甲酯蒸發(fā)出來，然后冷凝得到液態(tài)甲酸甲酯，在此過程中需要嚴格控制水解反應罐以及冷凝塔內的溫度。現有生產設備需要人工監(jiān)測溫度傳感器檢測到的水解反應罐以及冷凝塔內溫度，若溫度低于設定溫度則調大蒸汽閥門，若溫度高于設定溫度則調小蒸汽閥門。整個生產過程中，蒸甲酸甲酯、蒸甲醇及蒸水三個不同反應階段的反應溫度及反應時間均不相同，需要人工計時并不斷調節(jié)蒸汽閥和冰水閥，工作人員需要時刻監(jiān)控溫度變化并操作閥門，勞動強度大。由于人工調節(jié)精確度低，并且存在一定的延時，致使溫度控制不準確，使產品產率低，成本高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型針對現有的甲酸甲酯生產設備需人工監(jiān)控反應溫度并手動調節(jié)蒸汽閥和冰水閥的技術問題，提出一種可自動控溫的甲酸甲酯生產設備。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0005]—種甲酸甲酯生產設備，包括水解反應罐及通過管道與水解反應罐相連的濃硫酸罐、濃甲醇罐和冷凝塔，所述水解反應罐和冷凝塔內均設置有溫度傳感器，所述水解反應罐上連接有輸送蒸汽的手動蒸汽閥，所述冷凝塔上連接有輸送冰水的手動冰水閥。所述甲酸甲酯生產設備還包括接收溫度傳感器檢測信號的控制器;所述水解反應罐上還連接有與所述手動蒸汽閥并聯的自動蒸汽閥，所述冷凝塔上還連接有與手動冰水閥并聯的自動冰水閥，自動蒸汽閥和自動冰水閥的控制端均與控制器相連。
[0006]作為優(yōu)選，所述自動蒸汽閥兩端均連接有截止閥。
[0007]作為優(yōu)選，所述自動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警器，當冷凝塔內溫度超過指定溫度時發(fā)出報警信號。
[0009]作為優(yōu)選，所述生產設備還包括與控制器相連的報警器，當冷凝塔內溫度超過指定溫度時發(fā)出報警信號。
[0010]作為優(yōu)選，所述報警器包括蜂鳴器和警示燈。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果在于:本甲酸甲酯生產設備以PLC控制器接受溫度傳感器檢測的溫度參數，控制自動蒸汽閥及自動冰水閥的開度，通過PID調節(jié)實現水解反應罐和冷凝塔內溫度的精確控制，極大的減輕了工人的勞動強度;相對于人工控制精確度高，提高了產品產率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型甲酸甲酯生產設備的結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型甲酸甲酯生產設備的控制關系圖；
[0014]以上各圖中:1、濃硫酸罐;2、濃甲醇罐;3、水解反應罐;31、手動蒸汽閥；32、自動蒸汽閥;4、冷凝塔;41、手動冰水閥；42、自動冰水閥；5、稀甲酯儲罐a; 51、流量計a; 6、稀甲酯儲罐b; 61、流量計b; 7、稀甲醇儲罐;8、截止閥。
【具體實施方式】
[0015]為了更好的理解本實用新型，下面結合附圖和實施例做具體說明。
[0016]實施例:如圖1、圖2所示，一種甲酸甲酯生產設備，包括分別盛放反應原料的濃硫酸罐1、濃甲醇罐2，濃硫酸罐I和濃甲醇罐2通過管道及閥門與水解反應罐3相連，向水解反應罐4內輸入定量的濃硫酸和濃甲醇。水解反應罐3上還連接有由外部向水解反應罐3內輸送甲化液的閥門。水解反應罐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罐a 5、稀甲酯儲罐b 6，以及盛放稀甲醇的稀甲醇儲罐7。反應物加入至水解反應罐3內后在一定溫度下發(fā)生反應得到甲酸甲酯，反應之后的產物經蒸發(fā)進入冷凝塔4，在冷凝塔4內冷凝，所得稀甲酸甲酯和稀甲醇輸入至稀甲酯儲罐和稀甲醇儲罐7內保存。
[0017]蒸發(fā)過程包括三部:蒸甲酸甲酯、蒸甲醇及蒸水分，三個過程中均需控制水解反應罐3和冷凝塔4內的溫度，且不同過程溫度不同，為檢測溫度所述水解反應罐3和冷凝塔4內均設置有溫度傳感器。為實現為水解反應罐3及冷凝塔4內溫度的自動精確控制，所述生產設備還包括PLC控制器，控制器接收溫度傳感器檢測到的溫度信號，并通過控制蒸汽或冰水的流量從而改變溫度。
[0018]所述水解反應罐3上連接有手動蒸汽閥31及與手動蒸汽閥31并聯的自動蒸汽閥32，所述自動蒸汽閥32兩端均串聯有截止閥8 ο手動蒸汽閥31或自動蒸汽閥32打開時，蒸汽被輸入水解反應罐3內，為水解反應罐加熱。手動蒸汽閥31與自動蒸汽閥32并排設置，既可手動控制也可自動控制，當需要手動控制時，關閉自動蒸汽閥32;當需要自動控制時，關閉手動蒸汽閥31，打開自動蒸汽閥32兩端的截止閥8，自動蒸汽閥32的開度受控制器控制，以調節(jié)加入水解反應罐3的蒸汽流量。當需要檢修自動蒸汽閥32時，關閉兩端的截止閥8即可，此時手動蒸汽閥31可繼續(xù)使用，不影響生產。
[0019]所述冷凝塔4上連接有手動冰水閥41及與手動冰水閥41并聯的自動冰水閥42，所述自動冰水閥42包括兩端均串聯有截止閥8，手動冰水閥41或自動冰水閥42打開時，冰水輸入冷凝塔4內。
[0020]以加入1735kg甲化液合成甲酸甲酯為例，自動控溫生產的具體操作過程如下: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甲化液至水解反應罐3內，然后控制器控制自動蒸汽閥32開度為100%，蒸汽加入至水解反應罐3，罐內溫度上升，溫度傳感器將檢測溫度參數傳輸至控制器，當溫度升至55°C時，控制器啟動PID控制程序，根據溫度參數的反饋精確控制自動蒸汽閥32的開度。隨后進入蒸甲酯過程，時間為7h，甲酸甲酯經水解反應罐3進入冷凝塔4內冷卻，此時要求水解反應罐3內溫度控制在105°C，冷凝塔4內溫度為59°C?？刂破鞲鶕囟葏档姆答亴崟r控制自動蒸汽閥32以及自動冰水閥42的開度。冷凝塔4內溫度過高將影響產品品質，為防止冷凝塔4內溫度高于設定溫度，所述生產設備還包括報警器。報警器由蜂鳴器及紅色報警燈組成，在蒸甲酯過程中，若冷凝塔4內溫度超過60°C時，報警器啟動，提醒工作人員查看設備，排除故障。7小時后，開始蒸甲醇過程，控制器控制調節(jié)自動蒸汽閥32和自動冰水閥42的開度，使水解反應罐3內溫度為108°C，冷凝塔4內溫度為92°C，持續(xù)時間為4小時，之后進行蒸水過程。制備所得產品經管道流入稀甲酯儲罐a 5內儲存，稀甲酯儲罐a 5上游管道上安裝有流量計a 51，流量計a 51檢測到稀甲酯儲罐a 5滿后切換至到稀甲酯儲罐b 6繼續(xù)存儲，稀甲醇輸送至稀甲醇儲罐7存儲。
[0021]本甲酸甲酯生產設備以PLC控制器接受溫度傳感器檢測的溫度參數，控制自動蒸汽閥及自動冰水閥的開度，通過PID調節(jié)實現水解反應罐和冷凝塔內溫度的精確控制，極大的減輕了工人的勞動強度;相對于人工控制精確度高，提高產品產率。
[0022]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應用于其它領域，但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種甲酸甲酯生產設備，包括水解反應罐及通過管道與水解反應罐相連的濃硫酸罐、濃甲醇罐和冷凝塔，所述水解反應罐和冷凝塔內均設置有溫度傳感器，所述水解反應罐上連接有輸送蒸汽的手動蒸汽閥，所述冷凝塔上連接有輸送冰水的手動冰水閥，其特征在于:還包括接收溫度傳感器檢測信號的控制器;所述水解反應罐上還連接有與所述手動蒸汽閥并聯的自動蒸汽閥，所述冷凝塔上還連接有與手動冰水閥并聯的自動冰水閥，自動蒸汽閥和自動冰水閥的控制端均與控制器相連。2.根據權利要求1所述的甲酸甲酯生產設備，其特征在于:所述自動蒸汽閥兩端均連接有截止閥。3.根據權利要求1或2所述的甲酸甲酯生產設備，其特征在于:所述自動冰水閥兩端均連接有截止閥。4.根據權利要求3所述的甲酸甲酯生產設備，其特征在于:還包括與控制器相連的報警器，當冷凝塔內溫度超過指定溫度時發(fā)出報警信號。5.根據權利要求4所述的甲酸甲酯生產設備，其特征在于:所述報警器包括蜂鳴器和警示燈。
【專利摘要】本實用新型提出一種甲酸甲酯生產設備，包括水解反應罐及通過管道與水解反應罐相連的濃硫酸罐、濃甲醇罐、甲化液罐和冷凝塔，所述水解反應罐和冷凝塔內均設置有溫度傳感器，所述水解反應罐上連接有輸送蒸汽的手動蒸汽閥，所述冷凝塔上連接有輸送冰水的手動冰水閥。所述水解反應罐上還連接有與所述手動蒸汽閥并聯的自動蒸汽閥，所述冷凝塔上還連接有與手動冰水閥并聯的自動冰水閥。本甲酸甲酯生產設備以PLC控制器接受溫度傳感器檢測的溫度參數，控制自動蒸汽閥及自動冰水閥的開度，通過PID調節(jié)實現水解反應罐和冷凝塔內溫度的精確控制，極大的減輕了工人的勞動強度；相對于人工控制精確度高，提高產品產率。
【IPC分類】C07C69/06, C07C67/03
【公開號】CN205295187
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張偉, 李玉章
【申請人】青島科技大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月17日