一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备制造技术

一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备，属于乙二醇和碳酸二甲酯的生产技术领域，此设备包括通过管道相连的碳酸乙烯酯合成装置、酯交换反应装置、碳酸二甲酯提取装置和乙二醇提取装置，碳酸乙烯酯合成装置的出口与酯交换反应装置的入口相连通，酯交换反应装置的出口包括两个且分别与碳酸二甲酯提取装置的入口和乙二醇提取装置的入口相连通，酯交换反应装置的入口处还连接有甲醇脱碳装置，本实用新型专利技术的有益效果是，此设备整体结构设计合理、使工艺原料转化率高、能耗小，催化剂的选择性高，副反应少，目标产物碳酸乙烯酯的收率较高，生产的碳酸二甲酯和乙二醇的品质较高，降低了生产成本。

A Equipment for Co-Production of Ethylene Glycol and Dimethyl Carbonate

【技术实现步骤摘要】
一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备
本技术涉及乙二醇和碳酸二甲酯的生产
，尤其涉及一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备。
技术介绍
碳酸二甲酯(简称DMC)，是一种无毒、环保性能优异、用途较为广泛的化工原料；是一种重要的有机合成中间体，其分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，并具有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。由于碳酸二甲酯毒性较小，是一种发展前景非常广泛的“绿色”化工产品。碳酸二甲酯的合成方法主要有光气法、氧化羰基化法和酯交换法。光气法虽然工艺路线成熟,但由于使用剧毒的光气已被逐渐淘汰。相对光气法和氧化羰基化法,酯交换法具有条件相对温和、对设备腐蚀性低、原料毒性相对较小和碳酸二甲酯选择性高等优点而被普遍接受。乙二醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产润滑剂、增塑剂、防冻剂，特别是在聚酯纤维、不饱和聚酯树脂等聚酯行业有广泛的应用。随着聚酯和不饱和树脂行业的迅猛发展，国内乙二醇生产能力仍不能满足市场，需大量进口。乙二醇的工业化生产工艺有水合法，水合法存在成本高、副产物多、产品回收率低等问题，目前国内应用较少。CN101462961公开了一种由一氧化碳与亚硝酸甲酯偶联生成草酸二甲酯和碳酸二甲酯，再由草酸二甲酯经催化加氢制得乙二醇，该工艺较为复杂且能耗较高，生产中涉及到了NO，对环境存在一定的污染。CN1733696公开了一种反应精馏酯交换联产碳酸二甲酯和二元醇的方法，该方法以环氧烷烃、二氧化碳以及甲醇为原料，反应精馏酯交换联产碳酸二甲酯和二元醇，该方法涉及环状碳酸酯催化剂与环状碳酸酯的分离，设备投资高，运行成本高，同时脱轻组分塔塔顶馏分返回反应精馏塔进行酯交换反应，脱轻组分塔塔顶馏分含有大量的碳酸二甲酯，酯交换反应是平衡反应，碳酸乙烯酯单程转化率低。乙二醇可以通过碳酸乙烯酯与甲醇酯交换联产制得，CN104761429公开了一种碳酸乙烯酯与甲醇酯交换联产制乙二醇和碳酸二甲酯的方法，该方法中的甲醇很容易吸收空气中的二氧化碳，在与催化剂混合后，容易与催化剂反应而失活，在此系统中存在催化剂活性组分流失以及降低反应效率的问题，影响产品的转化率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备，解决了乙二醇和碳酸二甲酯的生产工艺中由于催化剂性能不稳定导致原料利用率低、产品质量不高的问题，目的在于，设计一套设备，可提高原料的利用率和转化率、减少副反应，使目标产物碳酸乙烯酯的收率较高，生产的碳酸二甲酯和乙二醇的品质提高，降低能耗和生产成本。为实现上述目的，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备，其特征在于，包括通过管道相连的碳酸乙烯酯合成装置、酯交换反应装置、碳酸二甲酯提取装置和乙二醇提取装置，所述碳酸乙烯酯合成装置的出口与酯交换反应装置的入口相连通，所述酯交换反应装置的出口包括两个且分别与碳酸二甲酯提取装置的入口和乙二醇提取装置的入口相连通，所述酯交换反应装置的入口处还连接有甲醇脱碳装置。进一步地，所述甲醇脱碳装置包括脱碳塔，所述脱碳塔的塔顶与碳酸乙烯酯合成装置的入口相连通，所述脱碳塔的塔釜与酯交换反应装置的入口相连通。进一步地，所述碳酸乙烯酯合成装置包括碳酸乙烯酯合成塔、闪蒸罐和碳酸乙烯酯精馏塔，所述碳酸乙烯酯合成塔的出口与闪蒸罐相连通，闪蒸罐的塔釜与碳酸乙烯酯精馏塔的入口相连通，碳酸乙烯酯精馏塔的中上部与酯交换反应装置的入口相连通，碳酸乙烯酯精馏塔的塔釜与碳酸乙烯酯合成塔的入口相连通。进一步地，所述碳酸乙烯酯合成装置还包括环氧乙烷吸收塔，所述闪蒸罐的塔顶与环氧乙烷吸收塔的入口相连通，环氧乙烷吸收塔的塔釜与碳酸乙烯酯合成塔的入口相连通。进一步地，所述酯交换反应装置包括酯交换反应塔，所述酯交换反应塔的塔顶与碳酸二甲酯提取装置相连通，所述酯交换反应塔的塔釜与乙二醇提取装置相连通。进一步地，所述碳酸二甲酯提取装置包括碳酸二甲酯提纯塔、碳酸二甲酯精馏塔和碳酸二甲酯储罐，所述碳酸二甲酯提纯塔的入口与酯交换反应塔的塔顶相连通，碳酸二甲酯提纯塔的塔釜与碳酸二甲酯精馏塔的入口相连通，碳酸二甲酯精馏塔的塔顶与碳酸二甲酯提纯塔的入口相连通，碳酸二甲酯精馏塔的中上部与碳酸二甲酯储罐相连通。进一步地，所述碳酸二甲酯提取装置还包括甲醇分离塔，所述碳酸二甲酯提纯塔的塔顶与所述甲醇分离塔的入口相连通，甲醇分离塔的塔釜与酯交换反应塔的入口相连通，甲醇分离塔的塔顶与碳酸二甲酯提纯塔的入口相连通。进一步地，所述乙二醇提取装置包括乙二醇脱轻塔、乙二醇精馏塔和乙二醇储罐，所述乙二醇脱轻塔的入口与酯交换反应塔的塔釜相连通，乙二醇脱轻塔的塔顶与酯交换反应塔的入口相连通，乙二醇脱轻塔的塔釜与乙二醇精馏塔的入口相连通，乙二醇精馏塔的中上部与乙二醇储罐相连通。本技术的有益效果是：1、该设备运用离子液体催化剂、二氧化碳和环氧乙烷在碳酸乙烯酯合成装置里合成碳酸乙烯酯，然后甲醇原料通过甲醇脱碳装置将甲醇中的二氧化碳解析出来后，与合成的碳酸乙烯酯、乙二醇盐催化剂在酯交换反应装置内反应后，得到的物料在碳酸二甲酯提取装置和乙二醇提取装置的作用下分别得到碳酸二甲酯产品和乙二醇产品，其中合成碳酸乙烯酯所运用的离子液体催化剂的溶剂为碳酸乙烯酯，其与现有技术中使用的碘化钾-聚乙二醇催化剂相比，因聚乙二醇在高温高压下自身会发生聚合反应且与环氧乙烷也能发生副反应生成分子量更大的聚合物，从而使塔釜物料的粘度越来越大，本方案中的离子液体催化剂在高温高压下不会发生副反应导致催化剂越来越粘稠而降低其使用寿命，只要定期补充新的离子液体催化剂到合成系统中就可以保持稳定的催化性能，提高了原料的利用率和转化率、减少了副反应，使目标产物碳酸乙烯酯的收率提高，在酯交换反应中，运用乙二醇盐作为催化剂，与以前选用的甲醇钠-甲醇溶液的催化剂相比，乙二醇盐的碱性比甲醇钠更强，其催化活性更好，使产品的转化率更高，但由于乙二醇盐也会与二氧化碳反应而失活，为了延长乙二醇盐催化剂的使用寿命和保证催化活性，对原料甲醇进行脱碳操作，即通过脱碳塔精馏塔对甲醇再次精馏，高温下二氧化碳在甲醇中的溶解度变小，使甲醇中的二氧化碳解析出来，进一步提高了碳酸二甲酯产品和乙二醇产品的转化率和品质，降低了能耗和生产成本。2、碳酸乙烯酯合成塔的反应产物经闪蒸罐闪蒸、气液分离后，气相循环至以碳酸乙烯酯作为吸收剂的环氧乙烷吸收塔中对其中的环氧乙烷进行有效吸收，碳酸乙烯酯吸收剂循环至碳酸乙烯酯合成塔进行充分利用，相比直接从闪蒸罐塔顶直接连通碳酸乙烯酯合成塔，此过程需对气相充分加压后导入碳酸乙烯酯合成塔，而本方案的反应条件更加温和，使用效果更好。3、碳酸二甲酯的提纯、精制采取了循环精制的方式，即在碳酸二甲酯提纯塔中分级脱出甲醇，碳酸二甲酯提纯塔的塔顶采出的含少量碳酸二甲酯的甲醇溶液进入甲醇分离塔中，甲醇分离塔塔顶采出的纯度较高的甲醇作为原料循环至酯交换反应塔中，甲醇分离塔的塔釜采出的含少量甲醇的碳酸二甲酯继续循环至碳酸二甲酯提纯塔，对混合物料循环分离制得高纯度的甲醇，提高了酯交换反应的转化率和碳酸二甲酯的纯度、收率。综上，本技术整体结构设计合理、使工艺原料转化率高、能耗小，催化剂的选择性高，副反应少，目标产物碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备，其特征在于，包括通过管道相连的碳酸乙烯酯合成装置(1)、酯交换反应装置(2)、碳酸二甲酯提取装置(3)和乙二醇提取装置(4)，所述碳酸乙烯酯合成装置(1)的出口与酯交换反应装置(2)的入口相连通，所述酯交换反应装置(2)的出口包括两个且分别与碳酸二甲酯提取装置(3)的入口和乙二醇提取装置(4)的入口相连通，所述酯交换反应装置(2)的入口处还连接有甲醇脱碳装置(5)。

【技术特征摘要】
1.一种联产乙二醇和碳酸二甲酯的设备，其特征在于，包括通过管道相连的碳酸乙烯酯合成装置(1)、酯交换反应装置(2)、碳酸二甲酯提取装置(3)和乙二醇提取装置(4)，所述碳酸乙烯酯合成装置(1)的出口与酯交换反应装置(2)的入口相连通，所述酯交换反应装置(2)的出口包括两个且分别与碳酸二甲酯提取装置(3)的入口和乙二醇提取装置(4)的入口相连通，所述酯交换反应装置(2)的入口处还连接有甲醇脱碳装置(5)。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述甲醇脱碳装置(5)包括脱碳塔(51)，所述脱碳塔(51)的塔顶与碳酸乙烯酯合成装置(1)的入口相连通，所述脱碳塔(51)的塔釜与酯交换反应装置(2)的入口相连通。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述碳酸乙烯酯合成装置(1)包括碳酸乙烯酯合成塔(11)、闪蒸罐(12)和碳酸乙烯酯精馏塔(13)，所述碳酸乙烯酯合成塔(11)的出口与闪蒸罐(12)相连通，闪蒸罐(12)的塔釜与碳酸乙烯酯精馏塔(13)的入口相连通，碳酸乙烯酯精馏塔(13)的中上部与酯交换反应装置(2)的入口相连通，碳酸乙烯酯精馏塔(13)的塔釜与碳酸乙烯酯合成塔(11)的入口相连通。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述碳酸乙烯酯合成装置(1)还包括环氧乙烷吸收塔(14)，所述闪蒸罐(12)的塔顶与环氧乙烷吸收塔(14)的入口相连通，环氧乙烷吸收塔(14)的塔釜与碳酸乙烯酯合成塔(11)的入口相连通。5.根据权利要求1～4任意一项所述的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂珍，殷芳喜，徐利林，余海，方诒胜，杨易，谢传金，吕翠英，
申请(专利权)人：铜陵金泰化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34