本发明属于化工，具体涉及一种促进甲酸甲酯水解的方法。
背景技术：
1、甲酸作为一种重要的化工原料，用途十分广泛，主要用于纺织、皮革和橡胶加工工业、化学工业、医药、农药工业、食品工业等领域。甲酸较早的生产方法主要有甲酸钠法、甲酰胺法，但工艺存在消耗定额高、生产成本高及有大量副产物等问题。目前，生产甲酸广泛采用的是甲酸甲酯水解法，即先由co和甲醇发生羰基化反应得到甲酸甲酯，分离提纯后的甲酸甲酯再进入反应器中进行水解，然后水解产物再经过多次精馏塔实现各组分分离，从而得到甲酸产品。
2、专利cn1066442a公开了一种采用水解液中的甲酸作为催化剂，进行甲酸甲酯自催化连续水解反应，而后水解液送往蒸馏塔获得甲酸产品，其单程收率约为20%，存在水解单程转化率低，后续分离难度大，能耗高、设备投资大等问题。
3、专利cn101481304a公开了一种利用催化精馏工艺进行甲酸甲酯水解的工艺过程，水解的单程转化率有所提高，但是采用萃取精馏的方法分离甲酸与水的共沸物，流程复杂，而且该专利并未提到采用何种溶剂作为萃取剂，因此该工艺难以实现工业化。
4、专利cn 102617321a公开了一种采用两级反应器来进行甲酸甲酯水解的工艺，其经过精馏塔的深度分离分别得到甲酸与甲醇产品，该工艺实现了较高的单程水解转化率，但工艺仍存在设备投资较大，能耗高等缺陷。
5、专利cn106883121b公开了一种甲酸甲酯水解制备无水甲酸的方法，其采用反应精馏隔壁塔，可以在一个塔内同时进行甲酸甲酯的水解及分离，简化了操作流程，但隔板精馏塔对操作运行条件十分苛刻，至今工业未有大规模应用。
6、综上，现有的甲酸甲酯水解工艺存在水解效率低、分离能耗高、工艺流程长等缺点，均不能解决水解产物再酯化的问题，使得水解产物中甲酸浓度低，造成甲酸提浓能耗大。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种促进甲酸甲酯水解的方法，该方法能够提高甲酸甲酯水解反应时水的转化率，抑制水解产物再酯化，从而提高水解产物中甲酸的浓度，降低甲酸提浓时的能耗。
2、为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
3、本发明提供了一种促进甲酸甲酯水解的方法，包括以下步骤：
4、（1）在甲酸甲酯水解精馏塔内，甲酸甲酯蒸汽与水逆向接触，在催化剂的催化作用下发生水解反应，得到甲醇和甲酸以及未反应的水和甲酸甲酯的混合物；
5、（2）混合物在精馏热力作用下，轻组分甲酸甲酯和甲醇沿催化剂填料上升，重组分甲酸和水沿催化剂填料下降，并重复发生蒸发、冷凝、水解反应，最终在塔釜得到较高浓度甲酸，塔顶引出甲醇和甲酸甲酯蒸汽进入甲醇冷凝塔；
6、（3）甲醇和甲酸甲酯的混合蒸汽进入甲醇冷凝塔，与塔顶回流的甲酸甲酯逆向接触，在填料层充分传热传质，塔釜得到不含甲酸甲酯的甲醇溶液采出系统，塔顶轻组分经甲酸甲酯冷凝器得到甲酸甲酯，通过甲酸甲酯回流泵加压后，一部分回到甲醇冷凝塔顶部做回流液，另一部分返回甲酸甲酯水解精馏塔做原料，剩余的甲酸甲酯采出系统。
7、进一步的，步骤（1）中，水从精馏塔的催化剂段以上进料，甲酸甲酯从精馏塔的催化剂段下部进料，精馏塔的压力不高于1.5mpag。
8、进一步的，步骤（1）中，水和甲酸甲酯的摩尔比为0.9-1.2：1。
9、本发明所使用的催化剂为固体酸催化剂；所述固体酸催化剂包括硅钨酸树脂、磷钨酸基氧化钛、硫酸基氧化锆、磺化活性炭、磺化树脂中的一种或几种组合。
10、上述催化剂为1mm粉末状、2-5mm球形或2-5mm圆柱状；所述催化剂装填在金属网制成的填料盒。
11、进一步的，装填催化剂的填料盒为长10-20cm、高5-10cm、宽度0.5-1cm的长方体；填料盒内装填固体酸催化剂，多个填料盒整齐排布为一层填料，多层填料组合为一段填料，其中层与层之间交错排列。
12、本发明提供的甲酸甲酯的工艺系统包括甲酸甲酯水解精馏塔、水解精馏塔再沸器、甲醇冷凝塔、甲醇冷凝塔再沸器、甲醇冷凝塔冷凝器、甲酸甲酯回流罐等，其中甲酸甲酯水解精馏塔内装填催化剂填料，催化剂为固体酸催化剂；甲醇冷凝塔内装填常规市售的规整填料。
13、优选的，甲酸甲酯精馏塔塔顶不设冷凝器，不设置回流液，以进料水温调节精馏塔冷凝负荷。
14、优选的，甲醇冷凝塔塔顶气相冷凝后分三部分，其一作为甲醇冷凝塔顶回流液，其二输送至甲酸甲酯水解精馏塔甲酸甲酯进料管线，其三平衡物料采出系统。
15、本发明的有益效果为：
16、1、本发明采用固体酸催化剂促进甲酸甲酯水解反应，可提高反应速率，降低物料停留时间，大幅缩减设备尺寸；且本发明提供的固体酸催化剂的装填型式，将其装在填料盒内，既有催化剂作用，又有精馏塔填料的作用，反应速率大幅提高且提高了水的转化率，能够促进整体体系的有效进行；
17、2、本发明采用催化精馏的方式将反应产物甲醇及时拿出物料体系，可有效抑制甲酸、甲醇的再酯化，促进水解反应正向进行，水解产物得到的稀酸浓度达55%，较常规工艺大幅提高；
18、3、本发明优化了流程，使用两塔便将产物分离为甲醇、甲酸甲酯、稀酸，较传统工艺节省一个塔。
19、4、本发明通过采用特殊的催化剂提高甲酸甲酯水解速率，并优化工艺流程、设备结构，可以大幅提高水的转化率，提高水解产物中稀酸的浓度，降低后序甲酸提浓的能耗，具有良好的应用价值。
1.一种促进甲酸甲酯水解的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，水从精馏塔的催化剂段以上进料，甲酸甲酯从精馏塔的催化剂段下部进料，精馏塔的压力不高于1.5 mpag。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，水和甲酸甲酯的摩尔比为0.9-1.2：1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂为固体酸催化剂；所述固体酸催化剂包括硅钨酸树脂、磷钨酸基氧化钛、硫酸基氧化锆、磺化活性炭、磺化树脂中的一种或几种组合。
5.根据权利要求4所述的固体酸催化剂，其特征在于，所述催化剂为1mm粉末状、2-5mm球形或2-5mm圆柱状；所述催化剂装填在金属网制成的填料盒。
6.根据权利要求4-5所述的催化剂填料，其特征在于，填料盒为长10-20cm、高5-10cm、宽度0.5-1cm的长方体；填料盒内装填固体酸催化剂，多个填料盒整齐排布为一层填料，多层填料组合为一段填料，其中层与层之间交错排列。
