质量流量计5设置于二氧化碳储罐1与反应釜7的连接通路上，用于控制二氧化碳流量；反应釜7的出口连通于输送栗11的入口 ；反应釜7上的排气口与真空栗9的入口相连通；安全泄压阀6设置于反应釜7上，当反应釜7的压力达到设定值后能够自动排空，防止反应过程中反应飞温导致压力急速升高，产生危险；冷却器10连接于反应釜7 ;反应温控仪电性连接于反应釜7，用以与冷却器10配合智能控制反应釜7的温度，防止反应飞温、副反应增加；输送栗11的出口连通于精馏塔釜12的入口 ；精馏塔釜12的出口连通于催化剂回收罐15入口 ；精馏塔釜12的塔顶出口连通于冷凝器13的入口 ；冷凝器13的出口连通于产品罐14入口。
[0054]其中，环氧乙烷罐3的外壁上还包覆有一个第一夹套31，第一夹套31与环氧乙烷罐3的外壁之间形成一第一容置空间32，冷却换热介质放置于第一容置空间32之中，防止温度过高环氧乙烷产生自聚；环氧乙烷计量罐4的内壁上还装设有一第二夹套41，第二夹套41与环氧乙烷计量罐4的内壁之间形成一第二容置空间42，冷却换热介质放置于第二容置空间42之中，用以防止温度过高环氧乙烷产生自聚。
[0055]另，本实施例中，反应釜7为一多列管式内置冷却反应釜；环氧乙烷计量罐4采用翻板式液位显示，能够实时监测环氧乙烷的进料量，但本实用新型并不以此为限。
[0056]下面结合图1，详细说明本实用新型二氧化碳和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的反应装置的具体工作过程。本实施例中，催化剂装填量为8g，反应温度120°C，反应压力1.5Mpa，反应时间70min。首先将计量好的离子液体催化剂(自制)通过催化剂进料口 8加入反应釜7中，打开真空栗9，对反应釜7、环氧乙烷计量罐4及管线进行抽真空操作，利用二氧化碳进行空气置换，保证反应釜7、环氧乙烷计量罐4及管线中的氧气含量低于0.5%。利用氮气储罐2将环氧乙烷储罐3进行氮气保护，维持环氧乙烷储罐3压力在0.8MPa，利用氮气将环氧乙烷储罐3中的环氧乙烷压入计量罐4中，通过观察液位控制环氧乙烷进料量，利用二氧化碳将环氧乙烷压入反应釜7，设置二氧化碳质量流量计5通入二氧化碳开始进行反应。反应过程中观察二氧化碳质量流量计5读数，当读数为0并且反应釜温度不再发生变化证明反应结束，反应结束后利用输送栗11将产品混合物打入精馏塔釜12进行精馏，产品经过冷凝器13流出至产品罐14，包括催化剂在内的釜残放入催化剂回收罐15，积累到一定量时进行催化剂回收再利用。在本工艺条件下，最终环氧乙烷的反应转化率可达98.4%，碳酸乙烯酯产率为97.6%。
[0057]采用上述二氧化碳和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的反应装置及二氧化碳和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的反应装置的实验方法，再改变离子液体催化剂装填量、反应温度、反应压力及反应时间后，能够得到不同的环氧乙烷反应转化率及碳酸乙烯酯产率，下面再用四个实施例加以说明，但本实用新型并不以此为限。
[0058]实施例1
[0059]二氧化碳和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯反应工艺条件改变为:离子液体催化剂装填量为10g，反应温度115°C，反应压力1.5Mpa，反应时间70min。环氧乙烷反应转化率可达98.6%,碳酸乙烯酯产率为97.4%。
[0060]实施例2
[0061]二氧化碳和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯反应工艺条件改变为:离子液体催化剂装填量为12g，反应温度105°C，反应压力1.5Mpa，反应时间60min。环氧乙烷反应转化率可达98.9%,碳酸乙烯酯产率为97.9%。
[0062]实施例3
[0063]二氧化碳和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯反应工艺条件改变为:离子液体催化剂装填量为15g，反应温度100°C，反应压力1.5Mpa，反应时间60min。环氧乙烷反应转化率可达99.2%,碳酸乙烯酯产率为98.1% ο
[0064]实施例4
[0065]二氧化碳和环氧乙烷合成碳酸乙烯酯反应工艺条件改变为:离子液体催化剂装填量为20g，反应温度95°C，反应压力1.3Mpa，反应时间80min。环氧乙烧反应转化率可达99.5%,碳酸乙烯酯产率为98.8 %。
[0066]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，包含: 一二氧化碳储罐； 一环氧乙烷罐； 一反应釜，连通于所述二氧化碳储罐及所述环氧乙烷罐，所述反应釜上设置有一安全泄压阀及一催化剂进料口； 一精馏塔釜，通过一输送栗连通于所述反应釜； 一冷凝器，连通于所述精馏塔釜； 一产品罐，连通于所述冷凝器，接收冷凝后的一碳酸乙烯酯。2.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，还包含一冷却器，连接于所述反应釜。3.如权利要求2所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，还包含一反应温控仪，电性连接于所述反应釜。4.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，还包含一催化剂回收罐，连通于所述精馏塔釜。5.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，还包含一氮气储罐，连通于所述环氧乙烷罐。6.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，还包含一环氧乙烷计量罐，设置于所述环氧乙烷罐及所述反应釜之间的连接通路上，还连通于所述二氧化碳储罐。7.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，还包含一二氧化碳质量流量计，设置于所述二氧化碳储罐及所述反应釜之间的连接通路上ο8.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，还包含一真空栗，连通于所述反应釜。9.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，所述反应釜为一多列管式内置冷却反应釜。10.如权利要求1所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，所述环氧乙烷罐的一外壁上还包覆有一第一夹套，所述第一夹套与所述外壁之间形成一第一容置空间，一冷却换热介质放置于所述第一容置空间之中。11.如权利要求6所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，所述环氧乙烷计量罐的一内壁上还装设有一第二夹套，所述第二夹套与所述内壁之间形成另一第二容置空间，一冷却换热介质放置于所述第二容置空间之中。12.如权利要求11所述的环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其特征在于，所述环氧乙烷计量罐采用翻板式液位显示。
【专利摘要】本实用新型公开一种环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯的反应装置，其包含：二氧化碳储罐、环氧乙烷罐、反应釜、精馏塔釜、冷凝器及产品罐；反应釜连通于二氧化碳储罐及环氧乙烷罐，反应釜上设置有安全泄压阀及催化剂进料口；精馏塔釜通过输送泵连通于反应釜；冷凝器连通于精馏塔釜；产品罐连通于冷凝器，接收冷凝后的碳酸乙烯酯。
【IPC分类】C07D317/38
【公开号】CN205046024
【申请号】CN201520072844
【发明人】贺俊海, 郭立颖, 石鸣彦, 吕洁, 娄阳, 李民, 赵培为, 邸大鹏, 田振英, 王红, 崔欣, 赵晶
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年2月2日