专利名称：尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化工合成装置，特别涉及尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置。主要包括反应釜、冷凝接受系统、真空系统和催化剂分离回收系统。
背景技术：
专利CN1421431A公开了尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的合成工艺，该专利中的催化剂研制与尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的合成工艺处于国际领先水平。但仅停留在实验室阶段，并没有工业化生产，没有一种适合尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的合成工艺的装置，催化剂的分离回收装置也需要做进一步研究。
本实用新型在发明专利CN1421431A工艺的基础上对尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置结构、催化剂分离回收装置进行设计、研究，取得了很好的效果，推动了尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的工业化生产。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，包括与之配套的催化剂的分离回收装置，以适应新研究成功的尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯工业化生产。满足生产工艺的要求，使反应在负压条件下进行；达到产品收率高，选择性好，过量的醇循环使用，循环量小；催化剂容易回收。并且通过该装置合成的碳酸丙烯酯的收率在95％以上，碳酸乙烯酯的收率在80％以上。
本实用新型所述的尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置包括带有搅拌器的反应釜、冷凝接收系统、真空系统和催化剂分离回收系统。冷凝回收系统包括换热器和反应釜回流器，换热器出液口有管线连接反应釜回流器入口。反应釜回流器出液口到反应釜入口之间有管线连接。在反应釜回流器出液口到反应釜入口之间的管线上安装有液封。反应釜回流器上端有管线连接真空系统的入口。真空系统采用水喷射泵或蒸汽喷射泵，即起到反应釜回流器抽真空作用，喷射泵的水箱部分又有吸收反应过程中生成的氨气作用。使副产品氨水的浓度提高到17％以上。避免氨气直接溢出，造成环境污染，对操作人员的伤害。催化剂分离回收系统包括。在反应釜的底部出料口管线连接催化剂离心分离机入口。催化剂离心分离机有两个出口。一个出口连接输送泵，将合成的成碳酸丙烯酯经输送泵输出。另一个出口连接乙二醇罐，收集乙二醇。乙二醇罐管线连接乙二醇泵，将回收的乙二醇输送到反应釜，在乙二醇泵与反应釜之间的管线上有计量罐，控制、计量乙二醇加入量。
所述的液封是倒置的“U”型管线。倒置的“U”型管线两端与反应釜回流器至反应釜之间的管线连通。倒置的“U”型管线高度在300-600毫米之间。
为了防止尿素与丙二醇反应过程中，有白色固体在换热器内凝结并堵塞换热器，使冷凝回收系统的换热器中的冷却介质温度控制在30-45℃之间，冷凝回收系统采用列管式换热器，冷却介质走壳程。各列管采用螺纹管，螺纹管的总表面积为光管的2.5-3.0倍，除了具有优良的传热和流动特性外，还具有独特的“自洁”作用，沿轴向的胀缩能使附着在管内壁上的白色固体脱落，防止管内壁堵塞，有利于反应的进行。
本实用新型效果本实用新型尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置结构设计有较大的改进，使其以适应新研究成功的尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯工业化生产。满足了生产工艺的要求，使反应在负压条件下进行；达到了产品收率高，选择性好，过量的醇循环使用，并且循环量小；催化剂容易回收的目的。并且达到了该装置合成的碳酸丙烯酯收率在95％以上，碳酸乙烯酯的收率在80％以上。本装置并克服了尿素与丙二醇反应过程中，有白色固体在换热器内凝结并堵塞换热器的不足；而且，采用倒置的“U”型液封，防止反应釜内的蒸汽直接串入回流器中。
本实用新型的制造成本和产品生产效益上，完全符合尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产的产业需要并产生了好用及实用的效果。是一项新颖、进步、实用的新设计。
附图是本实用新型的结构示意图，是各组成部分的连接示意图。
图中，1.乙二醇泵，2.乙二醇罐，3.反应釜，4.搅拌器，5.计量罐，6.换热器，7.反应釜回流器，8.液封，9.真空机组，10.输送泵，11.催化剂离心分离机。
具体实施方式
结合申请附图和实施例，进一步说明本实用新型。
参阅附图。尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，带有搅拌器(4)的反应釜(3)容量为500立升。冷凝接收系统的换热器(6)出液口有管线连接反应釜回流器(7)入口。冷凝回收系统采用列管式换热器，冷却介质走壳程。各列管采用螺纹管，螺纹管的总表面积为光管的2.5-3.0倍，除了具有优良的传热和流动特性外，还具有独特的“自洁”作用，沿管轴向的胀缩能使附着在管内壁上的白色固体脱落，防止管内壁堵塞，有利于反应的进行。反应釜回流器(7)出液口到反应釜(3)入口之间有管线连接。在反应釜回流器(7)出液口到反应釜(3)入口之间的管线上安装有液封(8)。液封(8)是倒置的“U”型管，“U”型管线两端与反应釜回流器(7)至反应釜(3)之间的管线连通，中间有一个阀。液封(8)高度在400毫米。反应釜回流器(7)上端有管线连接真空机组(9)的入口。真空机组(9)采用水喷射泵，催化剂分离回收系统包括在反应釜(3)的底部出料口管线连接催化剂离心分离机(11)入口。催化剂离心分离机(11)的转速为15000转/分钟。催化剂离心分离机(11)有两个出口。一个出口连接输送泵(10)，另一个出口连接乙二醇罐(2)，乙二醇罐(2)管线连接乙二醇泵(1)。在乙二醇泵(1)与反应釜(3)之间的管线上串联有一个计量罐(5)。
权利要求1.一种尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，包括带有搅拌器的反应釜、冷凝接收系统、真空系统和催化剂分离回收系统，其特征在于冷凝接收系统包括换热器(6)和反应釜回流器(7)，换热器(6)出液口有管线连接反应釜回流器(7)入口，反应釜回流器(7)出液口到反应釜(3)入口之间有管线连接，在反应釜回流器(7)出液口到反应釜(3)入口之间的管线上安装有液封(8)，反应釜回流器(7)上端有管线连接真空系统的入口；真空系统采用水喷射泵(9)或蒸汽喷射泵(9)；催化剂分离回收系统包括在反应釜(3)的底部出料口管线连接催化剂离心分离机(11)入口，催化剂离心分离机(11)有两个出口，一个出口连接输送泵(10)，另一个出口连接乙二醇罐(2)，乙二醇罐(2)管线连接乙二醇泵(1)，在乙二醇泵(1)与反应釜(3)之间的管线上有计量罐(5)。
2.如权利要求1所述的尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，其特征在于所述的液封(8)是倒置的“U”型管线，倒置的“U”型管线两端与反应釜回流器(7)至反应釜(3)之间的管线连通，倒置的“U”型管线高度在300-600毫米之间。
3.如权利要求1或2所述的尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，其特征在于冷凝回收系统采用列管式换热器，各列管采用螺纹管。
4.如权利要求1或2所述的尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，其特征在于催化剂离心分离机(11)的转速在5000-15000转/分钟。
专利摘要本实用新型尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，包括反应器、冷凝接收系统、真空系统和催化剂分离回收系统。冷凝接收系统包括换热器和反应釜回流器。反应釜回流器出液口到反应釜入口之间的管线上安装有液封。反应釜回流器上端有管线连接真空系统的入口。在反应釜的底部出料口管线连接催化剂离心分离机入口，离心分离机一个出口连接乙二醇罐。在乙二醇泵与反应釜之间的管线上有计量罐。本装置满足了生产工艺的要求，达到了产品收率高，选择性好，过量的醇能循环使用；催化剂容易回收的目的。该装置合成的碳酸丙烯酯收率在95％以上，碳酸乙烯酯的收率在80％以上。
文档编号C07C68/00GK2873777SQ20052012983
公开日2007年2月28日 申请日期2005年10月18日 优先权日2005年10月18日
发明者徐新良, 展江宏, 陈蓝天, 龚涛, 董志新, 唐家维, 陈国强, 魏伟, 赵宁 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 中国科学院山西煤炭化学研究所