一种碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种以碳酸丙烯酯（碳酸乙烯酯）与甲醇为原料，通过反应精馏塔和加压精馏塔生产和分离碳酸二甲酯的节能工艺方法。反应精馏塔的塔顶馏出物为甲醇和碳酸二甲酯的共沸物；将此共沸物作为加压精馏塔的进料，加压精馏塔的塔顶馏出物直接返回反应精馏塔反应段的下进料管，作为甲醇的补充。加压精馏塔塔底的主产物出料管得到的碳酸二甲酯质量分数在99%以上。相对于传统的碳酸二甲酯反应和分离过程，本发明利用反应精馏与加压精馏相结合，将酯交换反应和产物分离通过一个双塔流程来实现，简化工艺流程，有效降低能耗和设备投资费用。如果将加压精馏塔的塔顶蒸汽作为反应精馏塔塔釜再沸器的加热蒸汽，则能耗和设备费用降低50%以上。
【专利说明】一种碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于精馏节能【技术领域】，具体涉及一种碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺。
【背景技术】
[0002]碳酸二甲酯，是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。碳酸二甲酯在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。碳酸二甲酯含有多种官能团，不但可以在涂料行业中用于替代醋酸丁酯、醋酸乙酯，而且可以在合成聚碳酸酯、碳酸二苯酯、异氰酸酯、烯丙基二干醇碳酸酯以及氨基甲酸酯类农药中代替现有的光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒化工原料。
[0003]碳酸二甲酯的生产方法主要有:光气法、酯交换法、甲醇氧化羰基法、尿素醇解法等。但是光气法所用的光气有剧毒，设备腐蚀和工艺的三废问题严重，因此受到了环保法规的限制。甲醇氧化羰基法催化剂选择性低，容易失活。尿素醇解法转化率低，碳酸二甲酯收率和选择性不理想，催化剂体系大多是有机锡化合物和碱金属化合物，制备复杂，很难实现工业化。
[0004]酯交换法是以环氧丙烷(或者环氧乙烷)为原料，先合成碳酸丙烯酯(碳酸乙烯酯)，再由碳酸丙烯酯(碳酸乙烯酯)制备碳酸二甲酯。
[0005]该技术的反应方程式如下:
【权利要求】
1.一种碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:将反应精馏塔与加压精馏塔组合成双塔装置，酯交换反应和产物分离通过该双塔装置来实现。
2.根据权利要求1所述的碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:具体包括以下步骤: 1)原料从反应精馏塔反应段上部进料管通入，甲醇从反应精馏塔反应段下部进料管通入，原料和甲醇在反应精馏塔内的反应段逆向混合反应，同时进行气液传质交换，未反应的甲醇与产物碳酸二甲酯形成共沸物，从反应精馏塔的塔顶采出、从塔顶出料管通入加压精馏塔进料管，副产物从反应精馏塔的塔釜采出，从副产物出料管流出； 2)加压精馏塔的塔顶馏出物从塔顶出料管返回反应精馏塔反应段下部进料管，作为甲醇的补充，碳酸二甲酯从加压精馏塔塔底的主产物出料管流出。
3.根据权利要求2所述的碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:步骤I)所述的原料为碳酸丙烯酯、甲醇和催化剂，其中，甲醇和碳酸丙烯酯按质量比1:2~2:1混合，所述的催化剂为甲醇钠或其他酯交换反应催化剂。
4.根据权利要求2所述的碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:步骤I)所述的原料为碳酸乙烯酯、甲醇和催化剂，其中，甲醇和碳酸乙烯酯按质量比1:2~2:1混合，所述的催化剂为甲醇钠或其他酯交换反应催化剂。
5.根据权利要求2所述的碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:步骤I)所述的反应段上部进料管:进料温度为25飞5°C，进料空速为0.16^0.23 m3/ Cm3.h);反应段下部进料管:进料空速为0.03~0.1Om3/ Cm3.h)，进料温度为25~55°C。
6.根据权利要求2所述的碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:反应精馏塔操作压力为9(Tll0kPa，回流比控制在2~6，塔顶温度控制在62~65°C。
7.根据权利要求2所述的碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:加压精馏塔操作压力为120(Tl500kPa，回流比控制在2~5，塔顶温度控制在143~145°C。
8.根据权利要求2所述的碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺，其特征在于:反应精馏塔中碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯的转化率> 95%，加压精馏塔中塔釜采出的碳酸二甲酯质量分数≥99%ο
【文档编号】C07C68/06GK103641721SQ201310692281
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】黄智贤, 李俊澜, 唐文莉, 邱挺, 王红星, 李玲 申请人:福州大学