基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及碳酸丙烯酯制备装置领域，公开了一种基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置，包括进出料组件、反应组件、分离组件、蒸馏组件、冷凝组件及碳酸丙烯酯成品储存罐，进出料组件包括二氧化碳通入管、催化剂通入管、环氧丙烷流入管及换热器，换热器内设置有相互隔离的第一换热腔体及第二换热腔体，环氧丙烷流入管与第一换热腔体连通。本实用新型专利技术通过分离器组及蒸馏组件对反应混合物的分离及提纯，大大提高了碳酸丙烯酯成品的纯度；而且，通过对反应热的回收利用，来升高环氧丙烷的进入反应塔前的初始温度，以及降低反应混合物冷凝前的初始温度，从而缩短环氧丙烷的加热时间和反应混合物的冷却时间，以及降低能耗。

Propylene carbonate preparation device based on carbon dioxide raw material

【技术实现步骤摘要】
基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置
本技术涉及碳酸丙烯酯制备装置领域，特别是涉及一种基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置。
技术介绍
自工业革命以来，化石燃料被大量使用，在其燃烧加工过程中排放过多的二氧化碳，二氧化碳被认为是一种温室气体，是造成全球温室效应的主要来源之一，因此减少二氧化碳的排放或对二氧化碳加以综合利用对减轻全球温室效应具有重要意义。将二氧化碳转化为有机碳酸酯是减少二氧化碳排放的有效途径之一，目前混合气液有环状碳酸酯，非环状碳酸酯和聚碳酸酯三大类，其中二氧化碳和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯是用途广泛的领域，生成的碳酸丙烯酯产品不仅是一种性能优良的溶剂，而且是一种重要的有机化工产品，在电池、纺织、印染、高分子合成领域都有广泛的应用。传统的碳酸丙烯酯制备装置包括反应塔及冷却器，将二氧化碳、催化剂及环氧丙烷通入反应塔内，二氧化碳和环氧丙烷在催化剂的催化下合成碳酸丙烯酯，得到碳酸丙烯酯产物，然后直接排入冷却器内降温。但是，这种碳酸丙烯酯制备装置制备的碳酸丙烯酯产物除了含有碳酸丙烯酯，还会含有二氧化碳、催化剂及环氧丙烷，导致其碳酸丙烯酯纯度较低。而且，环加成反应后，碳酸丙烯酯产物的温度很高，直接对反应混合物进行降温，会导致降温时间较长以及耗能较大。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种提高碳酸丙烯酯成品纯度、缩短降温时间及降低能耗的基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置，包括：进出料组件，所述进出料组件包括二氧化碳通入管、催化剂通入管、环氧丙烷流入管及换热器，所述换热器内设置有相互隔离的第一换热腔体及第二换热腔体，所述环氧丙烷流入管与所述第一换热腔体连通；反应组件，所述反应组件包括反应塔及反应混合物流出管，所述反应塔包括上封头、塔身及下封头，所述上封头及所述下封头分别与所述塔身连接，所述下封头分别与所述二氧化碳通入管、所述催化剂通入管及所述第一换热腔体连通，所述反应混合物流出管的第一端与所述上封头连通，所述反应混合物流出管的第二端与所述第二换热腔体连通；分离组件，所述分离组件包括分离器组、二氧化碳流出管及碳酸丙烯酯粗品流出管，所述分离器组与所述第二换热腔体连通，所述分离器组的顶部与所述二氧化碳流出管连通，所述分离器组的底部与所述碳酸丙烯酯粗品流出管的第一端连通；蒸馏组件，所述蒸馏组件包括蒸馏塔、碳酸丙烯酯成品流出管及催化剂流出管，所述蒸馏塔与所述碳酸丙烯酯粗品流出管的第二端连通，所述蒸馏塔的顶部与所述碳酸丙烯酯成品流出管的第一端连通，所述蒸馏塔的底部与所述催化剂流出管连通；冷凝组件，所述冷凝组件包括冷凝器及碳酸丙烯酯成品流通管，所述冷凝器的第一端与所述碳酸丙烯酯成品流出管的第二端连通，所述冷凝器的第二端与所述碳酸丙烯酯成品流通管的第一端连通；及碳酸丙烯酯成品储存罐，所述碳酸丙烯酯成品储存罐与所述碳酸丙烯酯成品流通管的第二端连通。在其中一种实施方式，所述进出料组件还包括二氧化碳加热器，所述二氧化碳加热器设置于所述二氧化碳通入管上。在其中一种实施方式，所述进出料组件还包括环氧丙烷加压泵，所述环氧丙烷加压泵与所述环氧丙烷流入管远离所述第一换热腔体的一端连通。在其中一种实施方式，所述进出料组件还包括环氧丙烷过渡连接管，所述环氧丙烷过渡连接管分别与所述下封头及所述第一换热腔体连通。在其中一种实施方式，所述进出料组件还包括环氧丙烷加热器，所述环氧丙烷加热器设置于所述环氧丙烷过渡连接管上。在其中一种实施方式，所述分离器组包括一级分离器及二级分离器，所述一级分离器与所述第二换热腔体连通，所述二级分离器与所述一级分离器连通，所述一级分离器及所述二级分离器的顶部分别与所述二氧化碳流出管连通，所述二级分离器组的底部与所述碳酸丙烯酯粗品流出管的第一端连通。在其中一种实施方式，所述蒸馏组件还包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与所述蒸馏塔连通。在其中一种实施方式，所述分离组件还包括二氧化碳回流管，所述二氧化碳回流管的第一端与所述二氧化碳流出管连通，所述二氧化碳回流管的第二端与所述二氧化碳通入管连通。在其中一种实施方式，所述蒸馏组件还包括催化剂回流管，所述催化剂回流管的第一端与所述催化剂流出管连通，所述催化剂回流管的第二端与所述催化剂通入管连通。在其中一种实施方式，所述冷凝组件还包括碳酸丙烯酯成品回流管，所述碳酸丙烯酯成品回流管的第一端与所述冷凝器的第二端连通，所述碳酸丙烯酯成品回流管的第二端与所述蒸馏塔流通。与现有技术相比，本技术至少具有以下优点：1、本技术通过分离器组及蒸馏塔对反应混合物的分离及提纯，使得碳酸丙烯酯成品品质优良，其碳酸丙烯酯纯度高达99％；而且，通过对反应热的回收利用，来升高环氧丙烷的进入反应塔前的初始温度，以及降低反应混合物分离前的初始温度，从而缩短环氧丙烷的加热时间和反应混合物的冷却时间，进而降低能耗。2、本技术将一级分离器的温度控制在60℃～80℃，来排去反应混合物中的二氧化碳和环氧丙烷，再将二级分离器温度控制在105℃～230℃，来排去四丁基溴化铵，使得反应混合物中只剩下碘化钾及碳酸丙烯酯，如此，才可以保证蒸馏操作的有效进行，从而保证碳酸丙烯酯成品的纯度。3、本技术通过二氧化碳回流管及催化剂回流管，来分别回收二氧化碳及催化剂，从而降低原料成本以及减少温室气体排放。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术一实施方式的基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置的结构示意图；图2为本技术一实施方式的基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置，其特征在于，包括：/n进出料组件，所述进出料组件包括二氧化碳通入管、催化剂通入管、环氧丙烷流入管及换热器，所述换热器内设置有相互隔离的第一换热腔体及第二换热腔体，所述环氧丙烷流入管与所述第一换热腔体连通；/n反应组件，所述反应组件包括反应塔及反应混合物流出管，所述反应塔包括上封头、塔身及下封头，所述上封头及所述下封头分别与所述塔身连接，所述下封头分别与所述二氧化碳通入管、所述催化剂通入管及所述第一换热腔体连通，所述反应混合物流出管的第一端与所述上封头连通，所述反应混合物流出管的第二端与所述第二换热腔体连通；/n分离组件，所述分离组件包括分离器组、二氧化碳流出管及碳酸丙烯酯粗品流出管，所述分离器组与所述第二换热腔体连通，所述分离器组的顶部与所述二氧化碳流出管连通，所述分离器组的底部与所述碳酸丙烯酯粗品流出管的第一端连通；/n蒸馏组件，所述蒸馏组件包括蒸馏塔、碳酸丙烯酯成品流出管及催化剂流出管，所述蒸馏塔与所述碳酸丙烯酯粗品流出管的第二端连通，所述蒸馏塔的顶部与所述碳酸丙烯酯成品流出管的第一端连通，所述蒸馏塔的底部与所述催化剂流出管连通；/n冷凝组件，所述冷凝组件包括冷凝器及碳酸丙烯酯成品流通管，所述冷凝器的第一端与所述碳酸丙烯酯成品流出管的第二端连通，所述冷凝器的第二端与所述碳酸丙烯酯成品流通管的第一端连通；及/n碳酸丙烯酯成品储存罐，所述碳酸丙烯酯成品储存罐与所述碳酸丙烯酯成品流通管的第二端连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置，其特征在于，包括：
进出料组件，所述进出料组件包括二氧化碳通入管、催化剂通入管、环氧丙烷流入管及换热器，所述换热器内设置有相互隔离的第一换热腔体及第二换热腔体，所述环氧丙烷流入管与所述第一换热腔体连通；
反应组件，所述反应组件包括反应塔及反应混合物流出管，所述反应塔包括上封头、塔身及下封头，所述上封头及所述下封头分别与所述塔身连接，所述下封头分别与所述二氧化碳通入管、所述催化剂通入管及所述第一换热腔体连通，所述反应混合物流出管的第一端与所述上封头连通，所述反应混合物流出管的第二端与所述第二换热腔体连通；
分离组件，所述分离组件包括分离器组、二氧化碳流出管及碳酸丙烯酯粗品流出管，所述分离器组与所述第二换热腔体连通，所述分离器组的顶部与所述二氧化碳流出管连通，所述分离器组的底部与所述碳酸丙烯酯粗品流出管的第一端连通；
蒸馏组件，所述蒸馏组件包括蒸馏塔、碳酸丙烯酯成品流出管及催化剂流出管，所述蒸馏塔与所述碳酸丙烯酯粗品流出管的第二端连通，所述蒸馏塔的顶部与所述碳酸丙烯酯成品流出管的第一端连通，所述蒸馏塔的底部与所述催化剂流出管连通；
冷凝组件，所述冷凝组件包括冷凝器及碳酸丙烯酯成品流通管，所述冷凝器的第一端与所述碳酸丙烯酯成品流出管的第二端连通，所述冷凝器的第二端与所述碳酸丙烯酯成品流通管的第一端连通；及
碳酸丙烯酯成品储存罐，所述碳酸丙烯酯成品储存罐与所述碳酸丙烯酯成品流通管的第二端连通。


2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置，其特征在于，所述进出料组件还包括二氧化碳加热器，所述二氧化碳加热器设置于所述二氧化碳通入管上。


3.根据权利要求1所述的基于二氧化碳原料的碳酸丙烯酯制备装置，其特征在于，所述进出料组件还包括环氧丙烷加压泵，所述环氧丙烷加压泵与所述环氧丙烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建交，李大海，曾智兵，罗荣昌，
申请(专利权)人：惠州凯美特气体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44