填充床酯交换-吸附脱甲醇合成碳酸酯装置制造方法
【专利摘要】为了提高碳酸酯的收率，本发明提出固体催化剂催化碳酸二甲酯与醇反应同时采用固体吸附剂吸附产物甲醇生产碳酸酯技术装置。该方法在酯交换反应器外串联填充床吸附甲醇，提高碳酸酯的收率。此填充床酯交换-吸附脱甲醇联合法合成碳酸酯装置包括1填充床吸收塔（吸附甲醇装置）的选用；2酯交换反应器-填充床安装。通过本发明的方法可以在固体催化剂催化碳酸二甲酯与醇反应过程中采用使DMC外循环并用吸附脱甲醇装置的技术，这种酯交换与吸附脱甲醇联合工艺将为采用填充床酯交换-吸附联合工艺制备碳酸酯的开发研究工作和工业中酯交换酯化工艺生产提供了参考，同时也具有实用和经济双重意义。
【专利说明】填充床酯交换-吸附脱甲醇合成碳酸酯装置
【技术领域】
[0001]本发明提出的是在固体催化剂催化碳酸二甲酯与醇反应时联用固体吸附剂吸附产物甲醇生产碳酸酯技术装置。
【背景技术】
[0002]随着人们对环境保护的重视，化工生产中环境友好型的化工原料受到越来越多的青睐。近年来，绿色化工原料碳酸二甲酯(DMC)成为国内外化工领域广泛关注的有机合成中间体，被誉为有机合成的“新基石”。当碳酸酯排放到环境中时，可以被缓慢地水解为二氧化碳和单分子醇两种无害的产品。碳酸酯的分子结构中含有烷基、烷氧基、羰基和羰烷氧基等反应基团，化学性质非常活泼，可与醇、酚、胺、酯及氨基醇等化合物反应，是重要的有机合成中间体，具有很高的工业应用价值。
[0003]如碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯可作为锂离子电池电解液，对锂盐的溶解性强、安全稳定，能提高电池的能量密度和放电容量，良好的低温使用性能，已广泛应用于手机、笔记本电脑等高档电器中；碳酸二乙酯可用作作为油漆、纤维素以及树脂等溶剂、用于真空管阴极固定漆中、用作表面活性剂和锂电池液添加剂、替代甲基叔丁基醚(MTBE)作汽油和柴油机燃料的含氧添加剂等；碳酸二丁酯可用来合成碳酸二苯酯，进而合成聚碳酸酯，还可用作润滑油的基质材料，用于金属除油、皮革处理等行业；碳酸二异辛酯可作为照相机感光系统物质的分散剂，而且具有良好的润滑性能，是一种优良的润滑基材；碳酸高碳醇酯(C12-C18)碳酸二月桂醇酯是一种透明的液体或油状物，具有较低的倾点和良好的润滑性、自清洁性、耐磨性、耐腐蚀性，较高的热氧化稳定性，与烃类油具有很好的可溶性，可生物降解，是一种很好的润滑油基材。而在碳酸酯的酯交换法合成工艺中尽管有较高的选择性，但存在酯收率低，减压蒸馏后很难获得比较纯净的碳酸酯等问题；如果在碳酸二甲酯和碳醇进行酯交换合成碳酸酯反应过程工艺中能够实时的有效的脱除副生成物甲醇，就可以使平衡向反应物生成的方向移动，促进反应正方向进行，以增加酯化率和收率，获得更多的产品；同时简化了后续精制工艺，降低了精制产品过程中生产负荷，节约了能源。
[0004]因此发明了在碳酸酯的酯交换法合成反应过程中，利用DMC与甲醇外循环并用吸附脱甲醇装置脱除甲醇的技术，这种酯交换吸附脱醇联合工艺为采用填充床酯交换-吸附联合工艺制备碳酸酯的开发研究工作提供了参考，同时也具有实用和经济双重意义。
【发明内容】
[0005]为了提高碳酸酯的收率，本发明提出在固体催化剂催化碳酸二甲酯与碳醇反应过程中时，利用在沸腾或微沸的状态下，部分汽化的碳酸二甲酯和反应生成的甲醇经气相冷凝器冷凝连续进入外循环并用吸附脱甲醇装置的新技术。该方法在酯交换反应器外串联填充床吸收塔，填充床吸收塔内填充工业级4A分子筛吸附甲醇，从而能够在酯交换反应过程中能够实时的有效的脱除副产物甲醇，破坏酯交换反应平衡，提高反应平衡转化率，进而提高碳酸酯的收率。
[0006]本发明填充床酯交换-吸附脱甲醇联合法合成碳酸酯装置所采取的方案为:
1、填充床吸收塔(吸附甲醇装置)的选用
选取适当形状的填充床吸收塔，然后在塔身中装填满甲醇吸附剂，再与酯交换反应器进行安装。
[0007]2、酯交换反应器-填充床安装
将酯交换反应器外依次串联连接换热器、分水罐、填充床吸收塔来构成一个闭合的循环反应系统。
[0008]通过本发明的方法可以在固体催化剂催化碳酸二甲酯与醇反应过程中采用填充床酯交换-吸附脱甲醇联合工艺通过设置外循环分子筛填充床，采用分子筛液相吸附脱甲醇技术分离反应生成的副产物甲醇，整个生产过程的能耗较低，同时脱甲醇后的DMC连续返回酯交换反应器，保证了酯交换反应在较高的酯/醇摩尔比的条件下进行，酯交换反应的化学平衡不断地发生移动，使整个酯化体系反应更充分；整个反应过程具有过程能耗低、产品收率高、反应器的生产能力大和分离过程负荷小等特点。因此，采用填充床酯交换-吸附脱甲醇联合法合成碳酸酯装置的技术将为化学工业生产中酯交换酯化工艺生产提供了参考，同时也具有实用和经济双重意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明填充床酯交换-吸附脱甲醇联合法合成碳酸酯装置。
【具体实施方式】
[0010]根据图1所示的填充床酯交换-吸附脱甲醇联合法合成碳酸酯装置来进行碳酸酯的酯交换法反应过程中来提高碳酸酯的收率。
[0011]1、填充床吸收塔(吸附甲醇装置)的选用
选取适当形状的如图1所示填充床吸收塔T04，然后在塔身中装填满甲醇吸附剂4A分子筛，利用填充床吸收塔T04内4A分子筛吸附剂来吸附反应物系中产物甲醇，再与酯交换反应器R01进行安装。
[0012]2、酯交换反应器-填充床安装
按图1所示装置图进行安装，在酯交换反应器R01外依次串联连接换热器E02、中间储罐V03、填充床吸收塔--4，再将填充床吸收塔--4连接回至酯交换反应器R01，在填充床吸收塔T04内填充满甲醇吸附剂(4A分子筛)，利用填充床吸收塔T04内4A分子筛来吸附反应物系中副产物甲醇，这样就构成了闭合的循环反应系统，酯交换过程中生成的产物甲醇能够有效的实时的不断被吸附，移出反应体系，从而加速了酯交换反应的进行，加大酯化率，达到提闻碳酸酷收率的目的。
【权利要求】
1.利用在固体催化剂催化碳酸二甲酯与醇反应同时，采用固体吸附剂吸附产物甲醇生产碳酸酯技术装置吸来提高碳酸酯的收率的方法，这其中包括填充床(吸附甲醇装置)的选用和酯交换反应器-填充床安装，采用填充床酯交换-吸附脱甲醇联合法合成碳酸酯装置具体过程如下: 填充床吸收塔(吸附甲醇装置)的选用 选取适当形状的填充床吸收塔，然后在塔身中装填满甲醇吸附剂，再与酯交换反应器进行安装。
2.酯交换反应器-填充床安装 将酯交换反应器外依次串联连接换热器、分水罐、填充床吸收塔来构成一个闭合的循环反应系统。
3.通过本发明的方法可以在固体催化剂催化碳酸二甲酯与碳醇反应过程中时，利用在沸腾或微沸的状态下，部分汽化的碳酸二甲酯和反应生成的副产物甲醇经气相冷凝器冷凝连续进入外循环并用吸附脱甲醇装置的技术，这种酯交换与吸附脱甲醇联合工艺为采用填充床酯交换-吸附联合工艺制备酯的开发研究工作和工业中酯交换酯化合成工艺生产提供了参考，同时也具有实用和经济双重意义。
【文档编号】C07C31/04GK104262086SQ201410443824
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】丁斌, 李祥, 郝凤岭, 关昶, 王海东, 刘群 申请人:吉林化工学院