共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的方法和装置，所述共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，包括共沸反应精馏塔、分液罐、甲醇提纯塔和隔壁塔。本发明专利技术的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，将反应和精馏以及共沸物的分离集成在共沸反应精馏塔内进行，并采用隔壁塔分离碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯三元混合物，节省了能耗，大大简化了工艺流程，节省了设备投资。

Method and device for producing methyl carbonate by azeotropic reaction rectification method

The invention relates to a method and device for azeotropic reaction distillation process of methyl ethyl carbonate, the device of the azeotropic reaction distillation method to produce methyl ethyl carbonate, including azeotropic reaction distillation, liquid separation tank, methanol purification tower and the tower next door. The apparatus of the present invention azeotropic reaction distillation process of methyl ethyl carbonate, reaction and distillation and separation of azeotrope integrated in azeotropic reaction distillation tower, and the separation of three component mixture of two methyl carbonate, two ethyl methyl ethyl carbonate, next to the tower, saving energy consumption, greatly simplifies the process and save equipment investment.

【技术实现步骤摘要】
共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的方法和装置
本专利技术涉及化工
，具体涉及一种共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的方法和装置。
技术介绍
碳酸甲乙酯是一种无色透明可燃液体，与水不互溶，略带乙醇的香味，没有毒性，是一种新兴的、在化工领域中拥有较广阔应用前景的绿色化学品。近年来人们发现碳酸甲乙酯充当锂电池电解质钴酸锂、锰酸锂等的溶剂与其它碳酸酯类物质相比有着显著的优点，当碳酸甲乙酯用作锂电池电解质钴酸锂、锰酸锂等的溶剂时，能够提高锂离子传导的离子电导率，增强锂电池稳定可靠性、安全性能和记忆效应，同时也能延长锂电池的使用时间。近年来随着锂离子电池在各个领域的广泛应用，碳酸甲乙酯的合成工业也得到了迅速的发展。同时碳酸甲乙酯分子同时拥有两种不对称的烷烃基团：甲氧基、乙氧基，从而碳酸甲乙酯具备了碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的部分化学性质，碳酸甲乙酯可以作为原料反应物应用到特殊的有机合成反应中，根据该特殊反应的需求，选择不同的基团参与反应。碳酸甲乙酯与有机化合物具有良好的互溶性，因此碳酸甲乙酯可以与有机溶剂醇、酮和酯均匀混合，同时碳酸甲乙酯也可以应用于香料行业与充当化学中间体溶剂，因此碳酸甲乙酯具有较大的市场。制备碳酸甲乙酯常用的工艺方法有三种，分别为光气法、氧化羰基法和酯交换法。在光气法制备碳酸二甲酯的过程中，虽然反应物光气、甲醇或者乙醇的转化率较高，但该反应的选择性较差，可能会生成较多的副产物，同时需要大量的甲醇或乙醇，提高了工业成本。此外，副产物氯甲酸甲酯和乙酯有剧毒，会对自然生态系统造成严重污染，目前这种方法已经淘汰；羰基法制备碳酸甲乙酯主要以乙醇/酚、氧气和一氧化碳为原料，经过反应生成有机碳酸酯、水的过程。但在该过程中，副反应很多，对于后期的分离提纯增加了难度，同时增加了生产工艺的能耗，设备投入，人员费用等工业成本。另外，由于该过程生产碳酸甲乙酯的选择性不高，因此在应用于化工行业工业化时，拥有很大的局限性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提出一种共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置。根据本专利技术的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，包括共沸反应精馏塔、分液罐、甲醇提纯塔和隔壁塔；所述共沸反应精馏塔自上而下间隔设置有第一进料口、催化剂进料口、第二进料口和第三进料口，所述共沸反应精馏塔的塔顶设置有第一出料口，所述共沸反应精馏塔的塔底设置有第二出料口；所述分液罐上设置有第四进料口与所述第一出料口连通的第五进料口，且所述分液罐上设置有第三出料口和与所述第一进料口连通的第四出料口；所述甲醇提纯塔上设置有与所述第三出料口连通的第六进料口，且所述甲醇提纯塔上设置有第五出料口和与所述第四进料口连通的第六出料口；所述隔壁塔包括初馏段、主塔区、公共精馏段和公共提馏段，所述初馏段设置有与所述第二出料口连通的第七进料口，所述公共提馏段设置有第七出料口，所述主塔区设置有第八出料口，所述公共精馏段设置有与所述第二进料口连通的第九出料口。根据本专利技术实施例的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，将反应和精馏以及共沸物的分离集成在共沸反应精馏塔内进行，并采用隔壁塔分离碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯三元混合物，节省了能耗，大大简化了工艺流程，节省了设备投资。另外，根据本专利技术上述的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置还包括第一混合器、第二混合器、第三混合器、第一再沸器、第二再沸器、第三再沸器、第四再沸器、第五再沸器、第一压缩机、第二压缩机、第一分流器、第二分流器和冷凝器；所述第一混合器的输出端与所述第一进料口连通，所述第二混合器的输出端与所述第二进料口连通，所述第三混合器的输出端与所述第四进料口连通，所述第一再沸器的输入端与所述第二出料口连通，所述第一再沸器的输出端与所述共沸反应精馏塔塔底连通，所述第二再沸器的输入端与所述第六出料口连通，所述第二再沸器的第二端与所述甲醇提纯塔的塔底连通，所述第三再沸器的输入端与所述第七出料口连通，所述第三再沸器的输出端与所述公共提馏段连通，所述第四再沸器的输入端与所述第一压缩机的输出端和所述甲醇提纯塔的侧线均连通，所述第四再沸器的输出端与所述甲醇提纯塔的侧线和所述第一分流器的输入端均连通，所述第一压缩机的输入端与所述甲醇提纯塔的塔顶连通，所述第一分流器的输出端与所述第五出料口和所述甲醇提纯塔的塔顶均连通，所述第五再沸器的输入端分别所述共沸反应精馏塔的塔底、所述第二压缩机的输出端连通，所述第五再沸器的输出端分别与所述共沸反应精馏塔的塔底、所述第二分流器的输入端连通，所述第二压缩机的输入端与所述第九出料口连通，所述第二分流器的输出端分别与所述第二进料口和所述隔壁塔的公共精馏段连通；所示冷凝器的输入端与所述第一出料口连通，所述冷凝器的第二端与所述第五进料口连通。进一步地，所述第一压缩机的压缩比为2～5，所述第二压缩机的压缩比为2～5。进一步地，所述共沸反应精馏塔为板式塔或填料塔，所述甲醇提纯塔为板式塔或填料塔，所述隔壁塔为板式塔或填料塔。进一步地，所述共沸反应精馏塔的塔板数为30～60，塔内压力为0.05MPa～0.35MPa，塔顶温度为33℃～85℃，塔底温度为80℃～140℃；所述分液罐内的压力为0.05MPa～0.2MPa，温度为30℃～50℃；所述甲醇提纯塔的塔板数为25～50，塔内压力为0.02MPa～0.2MPa，塔顶温度为27℃～82℃，塔底温度为73℃～120℃；所述隔壁塔的初馏段的塔板数为20～45，所述主塔区的塔板数与所述初馏段的塔板数相等，所述公共精馏段的塔板数为5～15，所述公共提馏段的塔板数为4～25，所述隔壁塔的塔内压力为0.05MPa～0.3MPa，塔顶温度为55℃～107℃，塔底温度为114℃～170℃。本专利技术的另一个目的在于提出一种共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的方法。根据本专利技术的利用上述的装置生产碳酸甲乙酯的方法，包括如下步骤：将碳酸二甲酯从所述共沸反应精馏塔的第二进料口加入，将乙醇从共沸反应精馏塔的第三进料口加入，将催化剂从所述催化剂进料口加入，使碳酸二甲酯和乙醇在催化剂的作用下进行反应，同时从共沸反应精馏塔的第一进料口向所述反应的反应体系中加入共沸剂正己烷，得到第一混合物和第二混合物；所述第一混合物为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯以及碳酸二乙酯的混合物，所述第二混合物为甲醇和正己烷混合物；将所述第一混合物依次经所述第二出料口、所述第七进料口进入所述隔壁塔中进行分离，分别得到碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯；将所述第二混合物依次经第一出料口和第五进料口进入分液罐中，并向所述分液罐中加入水以分离出正己烷，并得到第三混合物；第三混合物为甲醇和水的混合物；将所述第三混合物依次经所述第三出料口和所述第六进料口进入所述甲醇提纯塔中进行分离，分别得到水和甲醇。根据本专利技术实施例的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的方法，通过在反应过程中加入正己烷抑制了碳酸二甲酯和甲醇形成共沸物，从而将难分离的碳酸二甲酯和甲醇混合物分离。且分离后的碳酸甲乙酯和副产品碳酸二乙酯、甲醇的质量纯度都大于或等于0.995，大大提高了分离效率。另外，根据本专利技术上述实施例的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述正己本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，包括共沸反应精馏塔、分液罐、甲醇提纯塔和隔壁塔；所述共沸反应精馏塔自上而下间隔设置有第一进料口、催化剂进料口、第二进料口和第三进料口，所述共沸反应精馏塔的塔顶设置有第一出料口，所述共沸反应精馏塔的塔底设置有第二出料口；所述分液罐上设置有第四进料口与所述第一出料口连通的第五进料口，且所述分液罐上设置有第三出料口和与所述第一进料口连通的第四出料口；所述甲醇提纯塔上设置有与所述第三出料口连通的第六进料口，且所述甲醇提纯塔上设置有第五出料口和与所述第四进料口连通的第六出料口；所述隔壁塔包括初馏段、主塔区、公共精馏段和公共提馏段，所述初馏段设置有与所述第二出料口连通的第七进料口，所述公共提馏段设置有第七出料口，所述主塔区设置有第八出料口，所述公共精馏段设置有与所述第二进料口连通的第九出料口。

【技术特征摘要】
1.一种共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，包括共沸反应精馏塔、分液罐、甲醇提纯塔和隔壁塔；所述共沸反应精馏塔自上而下间隔设置有第一进料口、催化剂进料口、第二进料口和第三进料口，所述共沸反应精馏塔的塔顶设置有第一出料口，所述共沸反应精馏塔的塔底设置有第二出料口；所述分液罐上设置有第四进料口与所述第一出料口连通的第五进料口，且所述分液罐上设置有第三出料口和与所述第一进料口连通的第四出料口；所述甲醇提纯塔上设置有与所述第三出料口连通的第六进料口，且所述甲醇提纯塔上设置有第五出料口和与所述第四进料口连通的第六出料口；所述隔壁塔包括初馏段、主塔区、公共精馏段和公共提馏段，所述初馏段设置有与所述第二出料口连通的第七进料口，所述公共提馏段设置有第七出料口，所述主塔区设置有第八出料口，所述公共精馏段设置有与所述第二进料口连通的第九出料口。2.根据权利要求1所述的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，还包括第一混合器、第二混合器、第三混合器、第一再沸器、第二再沸器、第三再沸器、第四再沸器、第五再沸器、第一压缩机、第二压缩机、第一分流器、第二分流器和冷凝器；所述第一混合器的输出端与所述第一进料口连通，所述第二混合器的输出端与所述第二进料口连通，所述第三混合器的输出端与所述第四进料口连通，所述第一再沸器的输入端与所述第二出料口连通，所述第一再沸器的输出端与所述共沸反应精馏塔塔底连通，所述第二再沸器的输入端与所述第六出料口连通，所述第二再沸器的第二端与所述甲醇提纯塔的塔底连通，所述第三再沸器的输入端与所述第七出料口连通，所述第三再沸器的输出端与所述公共提馏段连通，所述第四再沸器的输入端与所述第一压缩机的输出端和所述甲醇提纯塔的侧线均连通，所述第四再沸器的输出端与所述甲醇提纯塔的侧线和所述第一分流器的输入端均连通，所述第一压缩机的输入端与所述甲醇提纯塔的塔顶连通，所述第一分流器的输出端与所述第五出料口和所述甲醇提纯塔的塔顶均连通，所述第五再沸器的输入端分别所述共沸反应精馏塔的塔底、所述第二压缩机的输出端连通，所述第五再沸器的输出端分别与所述共沸反应精馏塔的塔底、所述第二分流器的输入端连通，所述第二压缩机的输入端与所述第九出料口连通，所述第二分流器的输出端分别与所述第二进料口和所述隔壁塔的公共精馏段连通；所示冷凝器的输入端与所述第一出料口连通，所述冷凝器的第二端与所述第五进料口连通。3.根据权利要求2所述的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，所述第一压缩机的压缩比为2～5，所述第二压缩机的压缩比为2～5。4.根据权利要求1-3任一项所述的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，所述共沸反应精馏塔为板式塔或填料塔，所述甲醇提纯塔为板式塔或填料塔，所述隔壁塔为板式塔或填料塔。5.根据权利要求4所述的共沸反应精馏法生产碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，所述共沸反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兰义，侯亚飞，李源，于娜，朱敏燕，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37