本发明专利技术公开了一种用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的生产装置，该生产装置包括：汽化器，用于将乙醇、碳酸二甲酯液体原料汽化；催化气相反应器，用于使乙醇与碳酸二甲酯发生催化气相反应；粗分塔，用于从气相反应产物中分离并于塔底提取碳酸甲乙酯粗品；碳酸甲乙酯塔，用于提纯碳酸甲乙酯粗品并于塔顶提取碳酸甲乙酯。与现有技术相比，本发明专利技术对催化剂的破坏少，失活后易回收再生，具有逆反应、副反应少，产能高，产品纯度高的优点。产品纯度高的优点。产品纯度高的优点。
【技术实现步骤摘要】
用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的生产装置及方法
[0001]本专利技术涉及碳酸甲乙酯的生产领域，具体涉及一种用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的生产装置及方法。
技术介绍
[0002]碳酸甲乙酯为无色透明液体，不溶于水，可用于有机合成，是一种优良的锂离子电池电解液的溶剂。可通过碳酸二甲酯与乙醇在酸性或碱性催化剂催化下发生酯交换反应合成碳酸甲乙酯。
[0003]现有用乙醇和碳酸二甲酯为原料合成碳酸甲乙酯的生产装置主要有以下两种：
[0004]1、固定床工艺，该反应装置采用液相反应，催化剂为甲醇钠或固体碱盐。反应液进入第一塔将甲醇、乙醇、碳酸二甲酯进行提取，塔底剩余碳酸甲乙酯跟碳酸二乙酯，塔底料进入第二塔，在第二塔顶部提取碳酸甲乙酯、底部剩余碳酸二乙酯。
[0005]该工艺的缺点是：1)催化剂长期浸泡在液体中，容易破碎，破碎后的催化剂带来了分离成本的增加；2)催化剂失活后的环保处置成本较大；3)反应装置为间歇操作，生产效率低；4)因反应可逆，且有副反应发生，原料与反应物长期停留在反应装置中即会导致产品收率下降，副产物量增加，生产成本相对较高；5)第一塔顶部提取物为混合物，利用领域窄，且利用价值低；6)第二塔底部剩余碳酸二乙酯含有杂质，利用价值低。
[0006]2、催化精馏反应工艺，该反应装置采用液相反应，催化剂为甲醇钠或树脂。精馏反应装置顶部提取甲醇、乙醇、碳酸二甲酯混合物，提取物不再进行下一步分离提纯操作。精馏反应装置底部反应液进入第一塔将剩余的甲醇、乙醇、碳酸二甲酯进行提取，塔底剩余碳酸甲乙酯跟碳酸二乙酯，塔底料进入第二塔，在第二塔顶部提取碳酸甲乙酯、底部剩余碳酸二乙酯。
[0007]该工艺的缺点是：1)催化剂长期浸泡在液体中，容易破碎，破碎后的催化剂带来了分离成本的增加；2)催化剂失活后的环保处置成本较大；3)为保护催化剂，反应装置温度不得超过120℃，故而反应速率慢，逆反应或副反应概率大，产品提纯成本高。4)反应装置底部仍残余甲醇、乙醇、碳酸二甲酯；5)第一塔顶部提取物为混合物，利用领域窄，且利用价值低；6)第二塔底部剩余碳酸二乙酯含有杂质，利用价值低。
技术实现思路
[0008]针对上述固定床或催化精馏反应生产碳酸甲乙酯工艺中催化剂易破碎，失活后处置成本高的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的生产装置。
[0009]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的生产装置，包括：
[0011]汽化器，用于将乙醇、碳酸二甲酯液体原料汽化；
[0012]催化气相反应器，用于使乙醇与碳酸二甲酯发生催化气相反应；
[0013]粗分塔，用于从气相反应产物中分离并于塔底提取碳酸甲乙酯粗品；
[0014]碳酸甲乙酯塔，用于提纯碳酸甲乙酯粗品并于塔顶提取碳酸甲乙酯。
[0015]优选地，所述生产装置还包括混合器，用于将乙醇和碳酸二甲酯液体原料混合。
[0016]优选地，所述粗分塔为填料塔，塔顶配置有冷凝器401和真空泵。
[0017]优选地，所述碳酸甲乙酯塔为填料塔，塔顶配置有真空泵，塔塔底配置有再沸器。
[0018]优选地，所述生产装置还包括：
[0019]甲醇塔，用于对粗分塔塔顶提取的物料进行分离，在甲醇塔塔顶提取甲醇和碳酸二甲酯，在甲醇塔塔底提取乙醇；
[0020]碳酸二乙酯塔，用于对碳酸甲乙酯塔塔底提取的物料进行提纯，在碳酸二乙酯塔塔顶提取碳酸二乙酯。
[0021]优选地，所述甲醇塔为填料塔，塔底配置有再沸器。
[0022]优选地，所述碳酸二乙酯塔为填料塔，塔顶配置有真空泵，塔底配置有再沸器。
[0023]一种用于上述生产装置的催化气相反应器，所述催化气相反应器包括若干段反应室，其中，
[0024]每段反应室内部分别设有用于摆放催化剂的支撑盘；
[0025]每段反应室分别设有位于反应室壁体上的外夹套以及贯穿所述反应室内部的加热管。
[0026]优选地，所述加热管的主体部分与所述反应室的中心轴线基本同轴。
[0027]优选地，所述外夹套和加热管采用180℃的蒸汽加热，每段反应室设置独立的温控连锁系统。
[0028]优选地，反应室竖立固定于裙座上，进料口设置在反应室的底部，出料口设置在反应室的顶部。
[0029]优选地，所述反应室共有三段。
[0030]本专利技术的目的之二在于提供一种用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的方法。
[0031]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0032]用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的方法，包括以下步骤：
[0033](1)用汽化器将乙醇、碳酸二甲酯液体原料汽化；
[0034](2)将汽化的乙醇、碳酸二甲酯送入催化气相反应器中发生催化气相反应；
[0035](3)将气相反应产物送入粗分塔进行分离，从塔底提取碳酸甲乙酯粗品；
[0036](4)将碳酸甲乙酯粗品送入碳酸甲乙酯塔进行提纯，从塔顶提取碳酸甲乙酯。
[0037]优选地，将乙醇、碳酸二甲酯液体原料混合后送入汽化器，汽化温度为180℃，乙醇与碳酸二甲酯液体原料的摩尔比为1.1～1.4:1。
[0038]优选地，所述催化气相反应的温度为160℃。
[0039]优选地，所述粗分塔的塔底温度为90℃，塔顶温度为70℃，负压操作；
[0040]优选地，所述碳酸甲乙酯塔的塔底温度为110℃，塔顶温度为90℃，负压操作。
[0041]优选地，所述方法还包括以下步骤：
[0042]从粗分塔塔顶提取甲醇、乙醇和碳酸二甲酯的混合物，并将混合物送入甲醇塔进
行分离，从甲醇塔塔顶提取甲醇和碳酸二甲酯，甲醇塔塔底提取乙醇；
[0043]从碳酸甲乙酯塔塔底提取碳酸二乙酯粗品，并将碳酸二乙酯粗品送入碳酸二乙酯塔进行提纯，从碳酸二乙酯塔顶提取碳酸二乙酯。
[0044]优选地，所述甲醇塔的塔底温度为70℃，塔顶温度为65℃，常压操作。
[0045]优选地，所述碳酸二乙酯的塔底温度为125℃，塔顶温度为100℃，负压操作。
[0046]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0047]1)避免了液相反应对催化剂造成的软化、粉碎问题，显著降低损耗，其失活后易回收再生，环保处置费用大大降低；
[0048]2)可最大限度地提升反应温度，确保催化剂效用最大化，可提高反应速率、产品收率；
[0049]3)装置可做到连续化生产，提高了产能，减少了投资；
[0050]4)气相反应进料与出料同时进行，原料停留时间短，逆反应、副反应概率大大降低；
[0051]5)同等投资规模项目，采用本专利技术技术，产能可提高50％，产品提纯综合成本可降低30％；
[0052]6)碳酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的生产装置，包括：汽化器，用于将乙醇、碳酸二甲酯液体原料汽化；催化气相反应器，用于使乙醇与碳酸二甲酯发生催化气相反应；粗分塔，用于从气相反应产物中分离并于塔底提取碳酸甲乙酯粗品；碳酸甲乙酯塔，用于提纯碳酸甲乙酯粗品并于塔顶提取碳酸甲乙酯。2.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于：所述生产装置还包括混合器，用于将乙醇和碳酸二甲酯液体原料混合并进行预热；所述粗分塔为填料塔，塔顶配置有冷凝器和真空泵；所述碳酸甲乙酯塔为填料塔，塔顶配置有真空泵，塔底配置有再沸器。3.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于：所述生产装置还包括：甲醇塔，用于对粗分塔塔顶提取的物料进行分离，在甲醇塔塔顶提取甲醇和碳酸二甲酯，在甲醇塔塔底提取乙醇；碳酸二乙酯塔，用于对碳酸甲乙酯塔塔底提取的物料进行提纯，在碳酸二乙酯塔塔顶提取碳酸二乙酯。4.根据权利要求3所述的生产装置，其特征在于：所述甲醇塔为填料塔，塔底配置有再沸器；所述碳酸二乙酯塔为填料塔，塔顶配置有真空泵，塔底配置有再沸器。5.一种用乙醇和碳酸二甲酯为原料气相合成碳酸甲乙酯的催化气相反应器，其特征在于：所述催化气相反应器包括若干段反应室，其中，每段反应室内部分别设有用于摆放催化剂的支撑盘；每段反应室分别设有位于反应室壁体上的外夹套以及贯穿所述反应室内部的加热管；优选地，所述加热管的主体部分与所述反应室的中心轴线基本同轴；优选地，反应室竖立固定于裙座上，进料口设置在反应室的底部...
【专利技术属性】
技术研发人员：张华，李有国，李宁，
申请(专利权)人：无锡虹泰石化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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