技术领域
本发明涉及一种化工产品生产设备，特别是涉及一种草酸二甲酯生产设备。
背景技术
草酸二甲酯是以甲醇、NO、CO和O2为原料制取乙二醇时的中间产品，分子式为 (COOCH3)2，制备草酸二甲酯的反应步骤如下：
2CO+2CH3ONO→(COOCH3)2+2NO
该反应是在常压下、温度为120-140℃、催化剂为Pd/Al2O3的条件下进行。
如图1所示，现有的草酸二甲酯生产中，酯化塔生成的亚硝酸甲酯（分子式为CH3ONO） 在酯化塔塔顶冷凝后，所得温度为0-5℃的亚硝酸甲酯直接进入加热器1’，来自外界的CO 气体也直接进入加热器1’，在加热器1’中亚硝酸甲酯和CO加热至110℃后进入羰化反应器 2’，二者在羰化反应器中进行羰化反应，该反应是一个放热反应，其反应温度为120-130℃， 反应放出的热量被羰化反应器壳层外的换热介质带走，羰化反应完成后温度为120-130℃的反 应产物草酸二甲酯（液相）和未反应完的原料气体混合的进入冷凝器3’，在冷凝器3’中气 相和液相初步分离，经过冷凝的气相和液相分别进入气液分离器4’，分离所得液相即草酸二 甲酯。在上述生产过程中，羰化反应完成后高温的反应产物草酸二甲酯（液相）和未反应完 的原料气体直接进入冷凝器冷凝，需要消耗较多的冷凝液，而使用过的冷凝液同样需要降温 以便循环使用，这样造成了能量的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、节能降耗的草酸二甲酯生产设备。
本发明草酸二甲酯生产设备，包括加热器、羰化反应器、冷凝器、气液分离器，还包括 预热器，其中预热器的待加热物料入口与亚硝酸甲酯输送管道和CO输送管道相通，预热器 的待加热物料出口与加热器的待加热物料入口相连，加热器的待加热物料出口与羰化反应器 的反应物料入口相连，羰化反应器的反应物料出口与预热器的加热介质入口相连，预热器的 加热介质出口与冷凝器的冷凝物料入口相连，冷凝器的冷凝物料气体出口和冷凝物料液体出 口分别与气液分离器入口相连。
本发明草酸二甲酯生产设备，其中所述羰化反应器是固定床反应器。
本发明草酸二甲酯生产设备的使用过程如下：
20-30℃的CO气体和0-5℃的亚硝酸甲酯进入预热器，亚硝酸甲酯和CO在预热器中预热 至80-100℃后进入加热器，加热器将亚硝酸甲酯和CO加热至110℃后，亚硝酸甲酯和CO再 进入羰化反应器进行羰化反应，该反应是放热反应且反应温度为120-130℃，反应放出的热量 被羰化反应器壳层的换热介质带走，羰化反应完成后温度为120-130℃的反应产物草酸二甲酯 （液相）和未反应完的原料气体混合的进入预热器作为加热介质，加热介质（即羰化反应后 的物料）和待加热物料（反应前的亚硝酸甲酯和CO）在预热器中换热，反应前的亚硝酸甲酯 和CO吸热后温度上升至80-100℃，然后再进入加热器，羰化反应后的物料在预热器中放热 后气体温度降至80℃左右，然后再进入到冷凝器将气体冷凝到60℃，之后进入气液分离器， 得到液体产品草酸二甲酯。
本发明草酸二甲酯生产设备与现有技术不同之处在于：增加了预热器进行亚硝酸甲酯和 CO的预热，而且预热过程中是利用了羰化反应后的物料所携带的热量，亚硝酸甲酯和CO的 预热可以节省加热器中作为加热介质的蒸汽的用量；同时羰化反应后的物料相当于在预热器 中进行了预冷，由120-130℃先降温至80℃左右，然后再进入冷凝器冷凝，这样可以节省冷 凝液的用量；本发明草酸二甲酯生产设备通过对原有生产设备的简单改造，实现了在系统内 部回收利用能量、节能降耗的目的。
下面结合附图对本发明草酸二甲酯生产设备作进一步说明。
附图说明
图1为本发明草酸二甲酯生产设备现有技术的结构示意图；
图2为本发明草酸二甲酯生产设备的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明草酸二甲酯生产设备包括加热器1、羰化反应器2、冷凝器3、气液 分离器4，还包括预热器5，其中预热器5的待加热物料入口与亚硝酸甲酯输送管道61和CO 输送管道62相通，预热器5的待加热物料出口与加热器1的待加热物料入口相连，加热器1 的待加热物料出口与羰化反应器2的反应物料入口相连，羰化反应器2的反应物料出口与预 热器5的加热介质入口相连，预热器5的加热介质出口与冷凝器3的冷凝物料入口相连，冷 凝器3的冷凝物料气体出口和冷凝物料液体出口分别与气液分离器4入口相连，所述羰化反 应器2是固定床反应器。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的 各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。