一种尿素与丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反应装置制造方法
【专利摘要】本实用新型尿素与丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反应装置，包括进料系统、反应精馏塔、循环泵、再沸器、冷凝器及真空系统。尿素、丙或乙二醇和固体金属氧化物催化剂混合溶解后用浆料泵连续加到反应精馏塔的塔釜，反应精馏塔塔釜的物料用浆料泵强制循环至再沸器进行加热后，从反应精馏塔的上部进入塔内。由于填料或塔板提供了较大的气液传质比表面积，反应中产生的氨得以迅速地从液体中挥发而出，与部分汽化的丙或乙二醇一起进入到塔顶的冷凝器中，经过冷凝器后，丙或乙二醇冷凝下来成为液体，通过回流管回到反应精馏塔的塔釜。本装置具有投资低、能耗低、尿素转化率高(可达99％以上)、碳酸丙或乙烯酯收率高(可达92％以上)等优点，可以连续高效地制取碳酸丙或乙烯酯。
【专利说明】一种尿素与丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反应装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种化工生产装置，具体涉及到一种用尿素与丙二醇或乙二醇合成碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯的反应装置。包括进料系统、反应精馏塔、循环泵、再沸器、冷凝器及真空系统。
【背景技术】
[0002]专利CN1421431A公开了用固体碱作为催化剂，催化丙二醇与尿素的反应，在真空或通氮气的条件下合成碳酸丙烯酯。CN1298696C公开了尿素与乙二醇或丙二醇在复合金属氧化物作用下，在O?0.5MPa或通氮气条件下,合成碳酸乙或丙烯酯的方法。这些专利仅停留在实验室阶段，并没有实现工业化生产。ZL200520129833.4公开了一种尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯的生产装置，采用常规的夹套搅拌釜和冷凝器组合的方式进行。但是，由于尿素和丙二醇的反应温度较高，通常需要160?180°C，如果采用蒸汽加热的方式，则夹套的设计压力需1.6MPa左右，夹套搅拌釜的制造成本较高；如果采用导热油加热方式，则因夹套换热面积较小，传热速率慢，限制了搅拌釜的生产能力。同时，因为尿素与丙二醇的反应是在固体催化剂下进行，反应过程中有氨产生，是一个典型的气液固三相过程。反应过程中氨气的及时排出对提高尿素转化率和产品碳酸丙烯酯的选择性至关重要。显然，搅拌釜由于气液传质面积小，产生的氨不能及时排出，影响了反应速度。因此，ZL200520129833.4公开的反应装置只能用于间歇生产过程，一釜一釜的进行，难以实现连续生产。
[0003]因此，现有技术中，尚没有看到一种反应装置能使尿素与丙或乙二醇之间的反应能稳定、连续地制备碳酸丙或乙烯酯。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的在于，克服现有技术存在的缺陷，提出一种能以尿素、丙或乙二醇为原料进行稳定、高收率、连续地制备碳酸丙或乙烯酯的反应装置。
[0005]发明人经过深入研究发现，尿素与丙或乙二醇在催化剂金属氧化物作用下反应时，反应是分步进行的，以尿素与丙二醇反应为例(尿素与乙二醇的反应类似)，反应方程式如⑴?⑶式所示:
[0006]
【权利要求】
1.尿素与丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反应装置，其特征在于:包括混合溶解釜(I)、进料泵(2)、反应精馏塔(3)、循环泵(4)、再沸器(5)和冷凝器(6)； 所述混合溶解釜(I)的上部设有原料和催化剂的加入口，底部设有液相出口 ； 所述的进料泵(2)的入口管线与所述的混合溶解釜(I)的底部液相出口相连接，进料泵(2)的出口管线与所述的反应精馏塔(3)的中部反应原料入口相连接； 所述反应精馏塔(3)的中部设有反应原料入口和冷凝器(6)的冷凝液回流口，反应精馏塔(3)的上部设有循环液入口，并与再沸器(5)相连接，反应精馏塔(3)的顶部设有气相出口，并与冷凝器(6)连接，反应精馏塔(3)的底部设有液相出口 ； 所述的循环泵(4)的入口通过管线与所述的反应精馏塔(3)的底部液相出口相连接，循环泵(4)的出口分别与再沸器(5)的液相入口及后续流程相连接； 所述的冷凝器出)的右上部设有气相出口与真空泵相连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的尿素与丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反应装置中，反应精馏塔(3)是由一板式塔或填料塔，或者是塔板与填料的组合构成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的尿素与丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反应装置中，反应精馏塔(3)中的理论板数为5?25块。
【文档编号】C07D317/36GK203782064SQ201320474921
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年8月1日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】方云进, 曹广安, 杜伟超, 王元, 徐瑞峰, 宋振玖, 孟庆顺, 刘琼, 吴飞宏, 邵长安 申请人:江苏晋煤恒盛化工股份有限公司, 华东理工大学