一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于精细化工领域，涉及到一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，适用于尿素与1，2-丙二醇为原料，在催化剂作用下制取碳酸丙烯酯的连续自动化反应生产装置。
【背景技术】
[0002]碳酸丙烯酯是一种优良的极性溶剂，主要用于高分子工业、气体分离工艺及电化学；特别是用来吸收天然气、合成氨原料气中的二氧化碳，在锂离子电池中采用碳酸丙烯酯作电解液可使石墨阳极得到保护，还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等；在中国国内碳酸丙烯酯主要用来作为生产绿色化学品碳酸二甲酯的原料。碳酸丙烯酯合成方法主要有光气法、酯交换法、环氧丙烷与二氧化碳加成法及尿素醇解法。光气法由于使用剧毒物质，已逐渐被淘汰；甲醇氧化羟基化法对设备腐蚀严重；二氧化碳与环氧丙烷加成法为国内主要生产方法，但原料环氧丙烷受石油行业的限制，且后续酯交换法生产碳酸二甲酯时副产1，2-丙二醇受市场行情的约束，发展受限。
[0003]尿素醇解法合成碳酸丙烯酯所用的原料尿素廉价易得，消耗生产碳酸二甲酯副产的1，2-丙二醇，解决1，2_丙二醇制约碳酸二甲酯发展问题，是具有竞争力的清洁非石油路线。现尿素醇解法工艺大多采用釜式间歇反应，反应时间在2-7h，温度在140°C -180°C,长时间高温反应使原料尿素在生产过程中容易分解，1，2-丙二醇发生聚合反应，产生的氨气不易及时移走，抑制反应向正向进行，副反应多，碳酸丙烯酯选择性差，收率低，反应过程为间歇操作，不利于大规模的工业生产。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，解决现有尿素醇解法存在的诸多问题，主要是解决了现有技术不能连续化生产的问题，提高了碳酸丙烯酯的收率，提供了一种实现远程DCS控制的连续自动的反应生产装置。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是:一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，其特征在于:包含有反应混合釜、混合出料泵、出料阀门组、出料流量计、循环反应器、抽气风机、反应循环泵、循环换热器、反应出料泵、反应器出料阀门组、循环换热器加热阀门组；反应混合釜底部管线与出料泵进口连接，出料泵出口与出料阀门组进口连接，出料阀门组出口与出料流量计进口连接，出料流量计出口与循环反应器进料口连接，循环反应器顶部接管线连接至抽气风机，循环反应器底部管线与反应循环泵进口连接，反应循环泵出口与循环换热器底部进料管线连接，循环换热器顶部管线连接至循环反应器顶部回流管线进口，循环换热器热源进口与加热阀门组连接，循环反应器底部管线连接至反应出料泵进口，反应出料泵出口连接至出料阀门组。
[0006]循环反应器釜部以上至回流口以下位置为填料层；出料流量计与出料阀门组中气动阀门设置远程DCS自动联锁控制，由出料阀门组中气动阀门控制出料流量计流量；循环反应器釜部设置液位计，液位计与反应器出料阀门组中气动阀门设置远程DCS自动联锁控制，由反应器出料阀门组中气动阀门自动调整液位稳定；抽气风机使用变频电机，通过调整变频电机转速控制循环反应器压力为-l~_5Kpa ;循环换热器顶部管线出口设置温度计，温度计与加热阀门组中气动阀门设置远程DCS自动联锁控制，由加热阀门组中气动阀门自动调节温度计温度在157~163°C。
[0007]已配制好催化剂溶液，尿素与1，2_丙二醇按照一定比例进入到反应混合釜混合均匀并升温至150°C ;开启出料泵降物料输送至循环反应器，通过DCS自动控制系统控制出料阀门组中气动阀门自动调整出料流量计流量；物料进入到循环反应器，通过反应循环泵将物料输送至循环换热器加热后返回至循环反应器顶部回流管线进口，通过DCS自动控制系统控制加热阀门组中气动阀门自动调整温度计温度在157~163°C，循环加热后物料进入反应器顶部回流口，进过填料层后，反应生成的氨气大量解吸；开启抽气风机，通过DCS自动控制系统控制变频风机转速调整循环反应器内压力在-l~_5Kpa，抽气风机抽出氨气输送至后续系统处理；循环反应器内液位达到工艺要求，开启反应出料泵，通过通过DCS自动控制系统控制反应器出料阀门组中气动阀门自动调整液位计液位稳定，物料输送至后续系统处理；当系统进料因工艺需求发生变化时，DCS自控系统自动进行调整，以达到生产要求。
[0008]本实用新型具有以下优点:
[0009](I)反应微负压，有利于氨气及时移走，有利于正反应进行，且工艺条件易实现；
[0010](2)反应连续化进行，有利于生产操作及大规模生产时装置放大；
[0011](3)装置采用DCS自动控制，简化了生产操作。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的装置示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例，对本实用新型进一步描述，以下实施例旨在说明本实用新型，而不是对本实用新型的限定。本实用新型一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置的实施例，其步骤是:包含有反应混合釜(I)、混合出料泵(2 )、出料阀门组(3 )、出料流量计(4 )、循环反应器(5)、抽气风机(6)、反应循环泵(7)、循环换热器(8)、反应出料泵(9)、反应器出料阀门组(10)、循环换热器加热阀门组(11);反应混合釜(I)底部管线与出料泵(2)进口连接，出料泵(2 )出口与出料阀门组(3 )进口连接，出料阀门组(3 )出口与出料流量计(4 )进口连接，出料流量计(4)出口与循环反应器(5)进料口连接，循环反应器(5)顶部接管线连接至抽气风机(6 )，循环反应器(5 )底部管线与反应循环泵(7 )进口连接，反应循环泵(7 )出口与循环换热器(8 )底部进料管线连接，循环换热器(8 )顶部管线连接至循环反应器(5 )顶部回流管线进口，循环换热器(8)热源进口与加热阀门组(11)连接，循环反应器(5)底部管线连接至反应出料泵(9)进口，反应出料泵(9)出口连接至出料阀门组(10);循环反应器
(5)釜部以上至回流口以下位置为填料层。
[0014]当工艺要求进料由2000kg/h增加到2500kg/h，在DCS出设定出料流量计(4)所需流量为2500kg/h，出料阀门组(3)中气动阀门自动调整开度，使流量达到要求；进料物料发生变化，导致塔内物料量增大，塔内物料温度发生变化，循环换热器加热阀门组(11)中气动阀门自动调整，保证温度计(12)温度在157~163°C范围内；进料物料增加，反应生产氨气量增大，循环反应器(5)内压力发生改变，抽气风机(6)自动调整频率，使反应器内压力维持在-l~-5Kpa范围内；进料物料增大，循环反应器(5)内物料增加，液位升高，反应器出料阀门组(10)自动调整，保持液位计(13)液位稳定。
[0015]上述实施例只是本实用新型一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置的一种实现形式，根据本实用新型提供的方案的其它变形，增加或减少其中的成份或步骤，或将本实用新型应用于与本实用新型相近的技术领域，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，其特征在于:包含有反应混合釜(1)、混合出料泵(2)、出料阀门组(3)、出料流量计(4)、循环反应器(5)、抽气风机(6)、反应循环泵(7)、循环换热器(8)、反应出料泵(9)、反应器出料阀门组(10)、循环换热器加热阀门组(11);反应混合釜(I)底部管线与出料泵(2)进口连接，出料泵(2)出口与出料阀门组(3)进口连接，出料阀门组(3)出口与出料流量计(4)进口连接，出料流量计(4)出口与循环反应器(5 )进料口连接，循环反应器(5 )顶部接管线连接至抽气风机(6 )，循环反应器(5 )底部管线与反应循环泵(7 )进口连接，反应循环泵(7 )出口与循环换热器(8 )底部进料管线连接，循环换热器(8)顶部管线连接至循环反应器(5)顶部回流管线进口，循环换热器(8)热源进口与加热阀门组(11)连接，循环反应器(5)底部管线连接至反应出料泵(9)进口，反应出料泵(9 )出口连接至反应器出料阀门组(10 )。
2.如权利要求1所述一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，其特征是:循环反应器(5)釜部以上至回流口以下位置为填料层。
3.如权利要求1所述一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，其特征是:出料流量计(4 )与出料阀门组(3 )中气动阀门设置远程DCS自动联锁控制，由出料阀门组(3 )中气动阀门控制出料流量计(4 )流量。
4.如权利要求1所述一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，其特征是:循环反应器(5)釜部设置液位计(13)，液位计(13)与反应器出料阀门组(10)中气动阀门设置远程DCS自动联锁控制，由反应器出料阀门组(10)中气动阀门自动调整液位稳定。
5.如权利要求1所述一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，其特征是:抽气风机(6)使用变频电机，通过调整变频电机转速控制循环反应器(5)压力为-l~-5Kpa。
6.如权利要求1所述一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，其特征是:循环换热器(8)顶部管线出口设置温度计(12)，温度计(12)与加热阀门组(11)中气动阀门设置远程DCS自动联锁控制，由加热阀门组(11)中气动阀门自动调节温度计温度在157~163°C。
【专利摘要】一种尿素与丙二醇制取碳酸丙烯酯的反应装置，包含有反应混合釜（1）、混合出料泵（2）、出料阀门组（3）、出料流量计（4）、循环反应器（5）、抽气风机（6）、反应循环泵（7）、循环换热器（8）、反应出料泵（9）、反应器出料阀门组（10）、循环换热器加热阀门组（11）；循环反应器（5）釜部以上至回流口以下位置为填料层；出料流量计（4）、抽气风机（6）、温度计（12），液位计（13）均设置DCS远程自动控制。
【IPC分类】C07D317-36
【公开号】CN204474557
【申请号】CN201520096637
【发明人】屈强好, 赵建波, 王海波
【申请人】屈强好
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月11日