本发明专利技术公开了一种合成碳酸酯的反应器、反应系统和方法及其所得碳酸酯，其中，在所述反应器中部设置有催化剂床层，在所述催化剂床层的上方设置有拦截滤网和液相采出构件，所述液相采出构件为中空的环状结构，在所述液相采出构件与所述液相反应产物出口之间设置有液相导出管，用于输出液相采出构件收集的液相反应产物。所述反应系统包括依次连接的混合器、溶解器、所述反应器、所述缓冲罐和循环泵。本发明专利技术解决了现有碳酸酯生产装置中催化剂流失、上丝网堵塞、催化剂床层液体通量太小、循环液中夹带大量气体、循环泵气缚等问题，可应用于碳酸酯工业化生产中。酯工业化生产中。酯工业化生产中。
【技术实现步骤摘要】
一种合成碳酸酯的反应器、反应系统和方法及其所得碳酸酯
[0001]本专利技术属于碳酸酯合成领域，尤其涉及一种合成碳酸酯的反应器、反应系统和方法及其所得碳酸酯。
技术介绍
[0002]温室气体(以CO2为主)的排放导致全球生态系统变异的问题愈发严重，而CO2的全球年排放量已经达到了数百亿吨。实现对CO2的回收以及利用，有效的减少CO2的排放，有利于生态的平衡；从资源的角度来讲，CO2资源丰富，价格低廉，因此，推进CO2的合理化利用，对于开发高新精细化工、提高产品的附加值有着重要的意义。
[0003]碳酸酯的合成方法主要有三种，分别为光气法、酯交换法以及环氧烷烃与二氧化碳加成法。
[0004]光气法是以往常用的合成碳酸酯的方法，但是光气毒性较大，对环境产生严重污染，故此方法逐渐被取代。
[0005]酯交换法是采用碳酸酯与醇类反应，该方法原材料较为昂贵，催化剂效率低，若能克服这两个问题，该合成方法将会有较好的发展。
[0006]环氧烷烃与CO2加成制备碳酸酯是一个比较成熟的工艺，分为均相法、非均相法，分别采用不同的催化剂体系。均相法存在后续催化剂与产品分离困难的问题，而非均相法减少了相应催化剂与产物分离的费用投资，且催化剂可以重复使用，催化剂使用效率高。此加成反应过程均能够有效的利用CO2作为原料生产高附加值的碳酸酯产品，有着很好的实际意义，对于可持续发展有着较好的指导意义。
[0007]CN108484565A公开了一种生产碳酸酯的系统及利用该系统生产碳酸酯的方法。该反应系统包括第一鼓泡塔、第二鼓泡塔和换热器。第一鼓泡塔顶部与换热器出口相接，下部与第二鼓泡塔循环出口相接。第二鼓泡塔下部与第一鼓泡塔底部相接，并在底部设置有气体入口，上部设有溢流口。根据该专利描述，该过程可以有效缩短停留时间和降低反应温度、压力，但该反应过程采用了均相催化剂，必然会对后续的分离过程造成困难，增加工艺的投资。
[0008]CN206404755U公开了一种生产碳酸乙烯酯反应器。该过程包括一级反应器、二级反应器，反应器均为管式反应器，可以采用盘管或立管式。一级反应器用来接收原料，二级反应器与一级反应器联通。该两级管式反应器可以进行多次反应处理，可以提高物料的转化率，但该管式反应器采用串联的方式，反应主要集中在第一个反应器，不利于反应及时撤热，有出现飞温的问题。
[0009]CN206309596U公开了一种生产碳酸乙烯酯用的真空系统，该系统为罗茨泵组，包括三台罗茨泵，罗茨泵抽气端与待抽真空系统相连，输出端与水环真空泵相连，三台罗茨泵与配套水环泵依次垂直设立分部，能够很好的提高装置的使用寿命，但该过程的工业应用性暂不可知。
[0010]CN1371900A公开了一种制备碳酸丙烯酯或碳酸亚乙酯的方法及反应器。该反应将
催化剂置于有移热措施、且分为了反应区和产物区的反应器中。在反应的同时移热，避免催化剂高温失活并可实现产物的连续化采出。但是该反应器制造困难，物料容易分布不均，实际应用有一定的难度。
技术实现思路
[0011]非均相法合成碳酸酯，相较于均相法，无需对后续的产物与催化剂进行分离，减少了相应的设备投资，但该过程中存在一些其他的问题，为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种合成碳酸酯的反应器、反应系统和方法及其所得碳酸酯，本专利技术的目的主要为解决现有碳酸酯生产装置中催化剂流失、上丝网堵塞、循环泵气缚、循环量提升困难、气体或液体在反应器中分布不均等问题，并在工艺中设置了控制手段，简化了碳酸酯生产工艺流程的操作，有着很好的实用性。
[0012]本专利技术的目的之一在于提供一种合成碳酸酯的反应器，在所述反应器中部设置有催化剂床层，在所述催化剂床层的上方设置有拦截滤网和液相采出构件。
[0013]在一种优选的实施方式中，在所述催化剂床层的下方设置有液相原料进口，在所述反应器的上方设置有液相反应产物出口。
[0014]在进一步优选的实施方式中，所述液相原料进口设置于所述反应器的底部，所述液相反应产物出口设置于所述液相采出构件的一侧、且与所述液相采出构件连通。
[0015]在一种优选的实施方式中，在所述催化剂床层的下方设置有气体进口II，在所述液相采出构件的上方设置有气体出口。
[0016]在进一步优选的实施方式中，所述气体出口设置于所述反应器的顶部。
[0017]在更进一步优选的实施方式中，在与所述气体出口连接的管道上设置有压力调节阀。
[0018]其中，反应系统的压力由反应器顶部压力调节阀分程控制。
[0019]在一种优选的实施方式中，所述催化剂床层设置于催化剂支撑板上。
[0020]在进一步优选的实施方式中，在所述催化剂床层与所述催化剂支撑板之间还设置有丝网。
[0021]在更进一步优选的实施方式中，所述丝网为平面网状结构，优选为编织型丝网，丝网通径小于催化剂的粒径。
[0022]在一种优选的实施方式中，在所述催化剂床层的下方设置有气体分布器，所述气体分布器与所述气体进口II连接。
[0023]在进一步优选的实施方式中，所述气体分布器为环形管状结构，在所述环形上设置有多个开孔向上的出气管。
[0024]其中，之所以设置成环形结构是为了便于液相原料进料在环形的中空处向上进料至催化剂床层。
[0025]在更进一步优选的实施方式中，所述出气管呈直管状或支管状(所述支管状可以为V形或Y形)。
[0026]其中，所述气体分布器并不限于采用上述结构，也可以采用现有技术中公开的任何气体分布器，只要能够达到气体分布的目的即可。
[0027]在一种优选的实施方式中，所述气体分布器与所述催化剂支撑板之间的距离为
100～800mm，优选200
‑
500mm。
[0028]在进一步优选的实施方式中，所述气体分布器与所述催化剂支撑板之间的距离为250
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400mm。
[0029]其中，所述气体分布器位于催化剂支撑板下方，气体分布器开孔朝上，距离所述催化剂支撑板需设定一定的距离，防止距离过短，气体分布不均，距离过大，气体穿过催化剂床层的阻力降过大，优选其与所述催化剂支撑板距离100～800mm、更优选200
‑
500mm、最优选为250
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400mm。
[0030]在一种优选的实施方式中，所述液相采出构件为中空的环状结构，优选为圆形环状或方形环状。
[0031]在进一步优选的实施方式中，在所述液相采出构件上开设有多个相互连通的液体流动孔道，优选在所述液相采出构件的上侧、下侧、左侧和右侧中的至少一侧和内部设置有多个相互连通的液体流动孔道。
[0032]在更进一步优选的实施方式中，在所述液相采出构件的下侧、左侧和右侧中的至少一侧和内部设置有多个所述液体流动孔道，在上侧开设有气孔。
[0033]其中，本专利技术利用所述液相采出构件对自下而上流动的液相反应产物进行统一收集并统一采出，保本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种合成碳酸酯的反应器，在所述反应器中部设置有催化剂床层，在所述催化剂床层的上方设置有拦截滤网和液相采出构件。2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，在所述催化剂床层的下方设置有液相原料进口，在所述反应器的上方设置有液相反应产物出口；和/或，在所述催化剂床层的下方设置有气体进口II，在所述液相采出构件的上方设置有气体出口，优选地，在与所述气体出口连接的管道上设置有压力调节阀。3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述催化剂床层设置于催化剂支撑板上，优选地，在所述催化剂床层与所述催化剂支撑板之间还设置有丝网。4.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，在所述催化剂床层的下方设置有气体分布器，所述气体分布器与所述气体进口II连接；优选地，所述气体分布器为环形管状结构，在所述环形上设置有多个开孔向上的出气管；更优选地，所述气体分布器与所述催化剂支撑板之间的距离为100
‑
800mm。5.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述液相采出构件为中空的环状结构，在所述液相采出构件上开设有多个相互连通的液体流动孔道；优选地，在所述液相采出构件的上侧、下侧、左侧和右侧中的至少一侧和内部设置有多个相互连通的液体流动孔道。6.根据权利要求5所述的反应器，其特征在于，在所述液相采出构件与所述液相反应产物出口之间设置有液相导出管，用于输出液相采出构件收集的液相反应产物；优选地，所述液相导出管与所述多个相互连通的液体流动孔道中的至少一个连通；更优选地，所述液体流动孔道的孔径与所述液相导出管的管径满足式(I)所示条件：N*D12≥D22ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(I)；在式(I)中，N表示液体流动孔道的个数，D1表示液体流动孔道的孔径，D2表示液相导出管的管径。7.根据权利要求1～6之一所述的反应器，其特征在于，所述拦截滤网为非平面网状结构；优选地，所述拦截滤网的最低点位于所述催化剂床层之上、所述液相采出构件之下，所述拦截滤网的最高点位于所述反应器的液位之上；更优选地，所述拦截滤网的最高点高于所述液相采出构件，且高出的部分自所述液相采出构件的中空部分穿过。8.一种合成碳酸酯的反应系统，其包括权利要求1～7之一所述反应器。9.根据权利要求8所述反应系统，其特征在于，所述反应系统包括所述反应器和缓冲罐；优选地，在所述缓冲罐的上部设置有缓冲物料进口，所述缓冲物料进口与所述反应器的液相反应产物出口连接；和/或，在所述缓冲罐的底部设置有缓冲物料出口；更优选地，在所述缓冲罐与所述反应器之间设置有气体平衡管。10.根据权利要求9所述反应系统，其特征在于，所述缓冲罐包括容器和位于所述容器中下部的换热器；优选...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘银川，李娜，孙耀宗，何文军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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