专利名称：酯交换法生产碳酸二甲酯过程中能量的综合利用技术的制作方法
技术领域：
本专利属于精细化工技术领域， 涉及到碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯分别与甲醇进行酯交换反应合成碳酸二甲酯的化工过程，特别是在该化工过程中能量的综合利用、降低碳酸二甲酯合成过程中的能量消耗的工艺技术。
二.
背景技术：
碳酸二甲酯广泛地用于替代光气和硫酸二甲酯，在农药、医药、香料、聚碳酸酯和聚氨酯等生产中起着愈来愈重要的作用，成为世界上公认的绿色化学合成试剂。它可以通过碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯分别与甲醇进行酯交换反应来制备，反应式如下
产品中除了碳酸二甲酯外，还有丙二醇(R＝CH3)和乙二醇(R＝H)。丙二醇和乙二醇不仅是重要的有机溶剂，还是医药、染料、高分子等化合物的重要合成中间体。该合成反应是个零排放、无污染、原子经济性达到100％的绿色化学反应。
由于酯交换反应是个可逆的反应，所以在碳酸二甲酯的生产工艺中，一般采用甲醇和碳酸二甲酯共沸的方法将生成的碳酸二甲酯产品带走，使得反应能够中朝着生成产品的方向进行
图1表示在现有的酯交换法合成碳酸二甲酯工艺中甲醇和碳酸二甲酯共。本发明将结合附图1说明现有工艺缺点。沸物分离过程的简图。在现有的工艺中(例如中国专利CN1569807，2005)，酯交换反应和甲醇和碳酸二甲酯共沸物的蒸馏在同一个塔中(塔1)进行。常压下在甲醇和碳酸二甲酯的共沸组分中，碳酸二甲酯的含量是30％，甲醇的含量是70％；高压下，甲醇和碳酸二甲酯的共沸组分发生变化，其中甲醇的含量高于70％。这样，甲醇和碳酸二甲酯的常压共沸组分在加压蒸馏塔(塔2)中就可以得到分离，在塔釜底可以得到粗碳酸二甲酯，在塔顶可以得到甲醇组分含量高于70％的甲醇和碳酸二甲酯的共沸物馏出液。该馏出液经过常压蒸馏塔(塔3)蒸馏，在塔顶可以得到碳酸二甲酯和甲醇的常压共沸物，该常压共沸物返回加压蒸馏塔(塔2)继续分离；塔釜得到的纯甲醇返回到原料混合罐中重复使用。在塔2釜底得到的粗碳酸二甲酯，经过常压精馏塔(塔4)精制，才能得到合格的碳酸二甲酯产品。
从现有的碳酸二甲酯和甲醇的分离过程中，可以看到要完全分离碳酸二甲酯和甲醇，需要反复地进行物料的减压蒸馏-冷凝-常压蒸馏-冷凝的操作。这部分工艺过程能量消耗大，成为阻碍碳酸二甲酯酯交换合成法发展的主要障碍。因此，急需找到一种能够解决上述碳酸二甲酯合成、分离过程中能耗大的问题，降低碳酸二甲酯生产成本的新技术。
发明内容
本发明将结合附图2说明本发明的内容和优点，其中图2表示本发明所述的改造后的酯交换法合成碳酸二甲酯工艺中甲醇和碳酸二甲酯共沸物分离过程的简图。为了克服现有的工艺中能耗大的缺点，本发明专利的目的是提供一种综合利用反应精馏塔(塔1)、加压蒸馏塔(塔2)、常压蒸馏塔(塔3)和常压精馏塔(塔4)的能量，大幅度降低碳酸二甲酯合成和分离过程中能耗的工艺技术。
本发明发现了一种能大幅度降低碳酸二甲酯合成和分离的过程中能耗的工艺技术，该技术是将加压蒸馏塔(塔2)的馏出物作为反应蒸馏塔(塔1)和常压精馏塔(塔4)的热源，使得这二个塔不再需要蒸汽加热，以及降低塔2塔顶冷凝器的负荷，节约冷却水循环需要的能耗，达到降低碳酸二甲酯合成和分离过程中能耗的目的(见图2)。
本发明的优点在于1)塔1、塔4这二个塔不再需要蒸汽加热，使得整个碳酸二甲酯生产工艺能量消耗下降了～40％；2)由于塔2塔顶物料的气化热已被塔1和塔4利用，使得塔2塔顶冷凝器的负荷降低了75％以上，由此冷却水的用量也大大降低，节约了冷却水循环需要的能耗。
具体实施例方式 本发明结合下面的实施例和附图2作进一步详细描述 实施例1 该碳酸二甲酯生产工艺中的能量的综合利用技术改造是在专利申请人的三套碳酸二甲酯生产装置中实施的。这三套生产装置分别为两套年产10000吨和一套年产6000吨碳酸二甲酯的规模。在工艺改造前，碳酸二甲酯的生产是按照图1所示的工艺进行的，其中反应精馏塔(塔1)是采用燃煤锅炉产生的0.3-0.5Mpa蒸汽加热的方式进行碳酸二甲酯生产的。工艺改造后，是采用加压蒸馏塔(塔2)的馏出物替代燃煤锅炉产生的蒸汽作为反应蒸馏塔(塔1)的热源进行碳酸二甲酯的生产的。表1表示加压蒸馏塔(塔2)的馏出物替代蒸汽作为反应蒸馏塔(塔1)的热源，进行碳酸二甲酯生产的工艺改造前后，每生产1吨碳酸二甲酯消耗煤的年平均数据。
表1.
从表1中可以看到，仅将加压蒸馏塔(塔2)的馏出物替代蒸汽作为反应蒸馏塔(塔1)的热源这一项工艺改造，每生产一吨碳酸二甲酯，可节约1.62吨的煤，对于年产一万吨的工厂，一年可以节约1.62万吨的煤。
实施例2 在该实施例中，除了保留实施例1中的技术改造外，还将加压蒸馏塔(塔2)的馏出物替代蒸汽作为碳酸二甲酯精馏塔(塔4)的热源，具体工艺见图2。表2表示加压蒸馏塔(塔2)的馏出物替代蒸汽作为反应蒸馏塔(塔1)和碳酸二甲酯精馏塔(塔4)的热源，进行碳酸二甲酯生产的工艺改造后，每生产1吨碳酸二甲酯消耗煤的月平均数据。
表2. 从表2中可以看到，将加压蒸馏塔(塔2)的馏出物替代蒸汽作为反应蒸馏塔(塔1)和碳酸二甲酯精馏塔(塔4)的热源工艺改造，每生产一吨碳酸二甲酯，可节约2.12吨的煤，对于年产一万吨的工厂，一年节约煤的数量非常可观。
权利要求
1.一种酯交换法生产碳酸二甲酯工艺过程中能量的综合利用，大幅度降低碳酸二甲酯合成和分离过程中能耗的工艺技术，其特征是将分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物的加压蒸馏塔的馏出物作为反应蒸馏塔和碳酸二甲酯常压精馏塔的热源，降低碳酸二甲酯合成和分离过程中能耗的技术。
全文摘要
一种酯交换法生产碳酸二甲酯工艺过程中能量的综合利用，大幅度降低碳酸二甲酯合成和分离过程中能耗的工艺技术，其特征是将分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物的加压蒸馏塔的馏出物作为反应蒸馏塔和碳酸二甲酯减压精制蒸馏塔的热源，使得这二个塔不再需要蒸汽加热，以及降低加压蒸馏塔塔顶冷凝器的负荷，节约冷却水循环需要的能耗，降低碳酸二甲酯合成和分离过程中能耗的技术。
文档编号C07C69/96GK101157616SQ20061013789
公开日2008年4月9日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者陈洁华, 屈强好, 王春菊 申请人:北京格瑞华阳科技发展有限公司