专利名称：碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法
技术领域：
本发明涉及一种连续萃取精馏方法，特别是涉及一种碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法。
背景技术：
碳酸二甲酯是一种基础有机化学原料，主要用于医药化工产品的甲基化、羰基化反应和合成，1992年在欧洲作为非毒性物质注册登记,被称为面向21世纪绿色有机化学品；此外，由于碳酸二甲酯具有较好的相溶性、高辛烷值和介电常数等优良的物理性质，也被广泛应用于溶剂、汽油添加剂、锂离子电池电解液等领域，还可以直接合成食品添加剂、抗氧化剂、植物保护剂、高级树脂、燃料、药物中间体和表面活性剂等产品。目前合成碳酸二甲酯的主要方法是酯交换法和甲醇氧化羰基化法，这两种方法最初得到的都是碳酸二甲酯和甲醇的混合物(碳酸二甲酯质量分数30%)，共沸温度64°C，因此用常规的分离方法难以得到高纯度的碳酸二甲酯，需要选用特殊的分离技术实现分离。萃取精馏是一种特殊精馏分离技术，适用于共沸体系的分离。萃取精馏是通过向精馏塔中加入萃取剂来改变原组分的相对挥 发度，从而达到分离的目的。萃取精馏按操作方式分为连续萃取精馏和间歇萃取精馏。间歇萃取精馏适合于处理量较小的情况，而连续萃取精馏对于处理量大的情况也是合适的。
发明内容
本发明的目的在于提出一种碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，采用乙二醇作为萃取剂提高碳酸二甲酯-甲醇体系的相对挥发度，并且乙二醇是酯交换法合成碳酸二甲酯的联产产物，该方法分离的碳酸二甲酯产品纯度高，操作简单。本发明是通过下述技术方案加以实现的:
碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，其所述方法包括以下步骤:
(1)将碳酸二甲酯-甲醇原料液，萃取剂乙二醇分别加入储罐中，然后把原料液加入塔釜，插好温度计，安装釜液出料装置；
(2)开启塔顶和塔底的循环冷却水，打开电源调电压，对塔釜进行加热，加热至沸腾，待塔顶开始回流时，调节塔釜加热电压，保持上升蒸汽量，让全塔保持全回流30分钟；
(3)当塔顶温度稳定后，开始加入原料液和萃取剂，溶剂比为f3，并同时打开回流比控制器及塔顶采出阀门；
(4)当塔顶和塔釜的温度稳定不变时，系统达到平衡，开始取样，即可。所述的碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，其所述萃取精馏的萃取剂为乙二醇，为酯交换合成碳酸二甲酯的联产产物，萃取精馏中乙二醇循环使用。所述的碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，其所述精馏采用萃取精馏塔，塔板数为30块，原料进料板为第20块塔板，萃取剂进料板为第3块塔板，萃取精馏塔塔底设加热釜，萃取精馏塔塔顶连接冷凝装置和储罐。
本发明的优点是采用乙二醇作为萃取剂提高了碳酸二甲酯-甲醇体系的相对挥发度，并且乙二醇是酯交换法合成碳酸二甲酯的联产产物，因此来源比较方便，避免了引入其他物质带来的成本费用，操作方便、易于控制，实现了溶剂的循环利用，能量消耗减少，成本降低，而且分离效果较好，具有很好的经济性，并有利于环保。
图1为连续萃取精馏碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物的工艺流程 图2为实现本发明所采用的萃取精馏装置示意图。
具体实施例方式图中:1_乙二醇储罐；2_含醇废液储罐；3_转子流量计；4_温度计；5-塔釜；6-塔釜出料冷凝器塔底取样·口 ；8_塔釜馏出物罐；9_塔顶馏出物储罐；10_电磁回流比控制器；11-塔顶取样口 ；12_塔身取样口 ；13_塔顶冷凝器。本发明方法采用包括萃取精馏塔，萃取精馏塔塔顶冷凝器，萃取精馏塔塔底加热釜及高位槽和储罐所构成的装置进行间歇萃取精馏操作。具体流程:先把一部分原料液加入塔釜中。在常压下控制塔釜的温度为6(T95°C进行全回流操作持续广2小时，然后将碳酸二甲酯-甲醇混合物由塔的中部入塔内，萃取剂乙二醇由高位储罐从靠近塔顶处加入塔内，萃取剂的质量流率是待分离混合物的广3倍，回流比为2，待温度稳定后f 2小时从塔顶采出质量分数为99%以上的甲醇产品，塔底采出碳酸二甲酯和萃取剂，塔底馏分进入萃取剂回收塔，塔顶采出碳酸二甲酯，塔底采出的萃取剂可以循环使用。实施例一:
以图2所示流程装置,萃取精懼塔为内径为29mm,内装3mmX3mm的不锈钢Θ网环，填料高度为1.5m,理论板数约为30块，塔顶为冷凝器，塔釜用电加热套加热，塔顶出料，塔顶回流用电磁棒调节。该塔在萃取精馏塔的精馏段和提馏段分别开有3和2个塔身取样口，便于检测液相组成质量分数。常温常压下操作，分离碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物，其中碳酸二甲酯的质量含量为70%，溶剂乙二醇在第3块板进料，原料在第20块板进料，溶剂比为1.5，回流比为2。在萃取精馏塔的塔顶采出浓度为99.56%的甲醇，塔底采出碳酸二甲酯和萃取剂，塔底馏分进入萃取剂回收塔，塔板数为35，进料板为第17块塔板，回流比为3，塔顶采出浓度为99.86%碳酸二甲酯，塔底采出的乙二醇作为萃取剂可以循环使用。实施例二
以图2所示流程装置,萃取精懼塔为内径为29mm,内装3mmX3mm的不锈钢Θ网环，填料高度为1.5m,理论板数约为30块，塔顶为冷凝器，塔釜用电加热套加热，塔顶出料，塔顶回流用电磁棒调节。该塔在萃取精馏塔的精馏段和提馏段分别开有3个和2个塔身取样口，便于检测液相组成质量分数。常温常压下操作，分离碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物，其中碳酸二甲酯的质量含量为70%，溶剂乙二醇在第3块板进料，原料在第20块板进料，溶剂比为3，回流比为2。在萃取精馏塔的塔顶采出浓度为99.75%的甲醇，塔底采出碳酸二甲酯和萃取剂，塔底馏分进入萃取剂回收塔，塔板数为35，进料板为第17块塔板，回流比为3，塔顶采出浓度为99.89%碳酸二甲酯，塔底采 出的乙二醇作为萃取剂可以循环使用。
权利要求
1.碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (1)将碳酸二甲酯-甲醇原料液，萃取剂乙二醇分别加入储罐中，然后把原料液加入塔釜，插好温度计，安装釜液出料装置； (2)开启塔顶和塔底的循环冷却水，打开电源调电压，对塔釜进行加热，加热至沸腾，待塔顶开始回流时，调节塔釜加热电压，保持上升蒸汽量，让全塔保持全回流30分钟； (3)当塔顶温度稳定后，开始加入原料液和萃取剂，溶剂比为f3，并同时打开回流比控制器及塔顶采出阀门； (4)当塔顶和塔釜的温度稳定不变时，系统达到平衡，开始取样，即可。
2.如权利要求1所述的碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，其特征在于，所述萃取精馏的萃取剂为乙二醇，为酯交换合成碳酸二甲酯的联产产物，萃取精馏中乙二醇循环使用。
3.如权利要求1所述的碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，其特征在于，所述精馏采用萃取精馏塔，塔板数为30块，原料进料板为第20块塔板，萃取剂进料板为第3块塔板，萃取精馏塔塔底设加热釜，萃取精馏塔塔顶连接冷凝装置和储罐。
全文摘要
碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法，涉及一种连续萃取精馏方法，该方法工艺过程在常压下，用乙二醇作为萃取剂。溶剂比为1~3，被分离的碳酸二甲酯-甲醇混合物在塔的中部进料，萃取剂在塔的顶部进料，回流比为2，在萃取精馏塔的塔顶采出高纯度的甲醇，塔底采出碳酸二甲酯和萃取剂，塔底馏分进入萃取剂回收塔，回流比为3，塔顶采出碳酸二甲酯，塔底采出的萃取剂可以循环使用。本发明采用了乙二醇为萃取剂，提高了碳酸二甲酯-甲醇混合物的分离效果，并且乙二醇是酯交换法合成碳酸二甲酯的联产产物，因此来源比较方便，避免了引入其他物质带来的成本费用。
文档编号C07C68/08GK103159586SQ20131009817
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者张志刚, 李文秀, 吕明, 张弢 申请人:沈阳化工大学