【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于反应精馏，分离，涉及多组分共沸物分离技术，尤其是一种分离碳酸二甲酯及甲醇共沸物的方法。
技术介绍
1、碳酸二甲酯(dimethyl carbonat),以下简称dmc，是一种毒性很低的无色有机合成中间体，能够与多种醇、酚、胺、酯等发生反应。可代替剧毒的硫酸二甲酯、光气等合成高附加值的下游产品如碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯等电解液。因dmc含氧量较高(53.3wt％)，可作为汽油添加剂。同时dmc可以通过酯交换、聚合等制备聚碳酸酯。
2、甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether)，以下简称mtbe，是一种无色、透明、粘稠的醚类液体。在室温下能够和醇、醚、芳烃等完全互溶。mtbe是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。
3、传统分离碳酸二甲酯和甲醇的方法大体可以分为如下几种，萃取精馏，变压精馏，共沸精馏，膜分离等。其中萃取精馏法，是通过投入一种或多种组分作为萃取溶剂，以增大混合组分之间的相对挥发度，最终实现共沸组分之间的完全分离。萃取精馏中的添加剂加入量一般较多，沸点又高，精馏热能消耗中的相当可观部分用于提高添加剂的温度。变压精馏主要通过变压过程改变共沸物之间的相对挥发度，进而实现共沸物分离。但此过程操作条件要求较高，会给自动控制的实现带来较大困难。同时高温条件下可能会带来dmc的分解问题。共沸精馏需加入第三组分(恒沸物)与共沸物中一个组分形成新的共沸体系，来改变原来共沸体系相对挥发度。其优点是可以降低化工过程中的能量消耗,但不足之处在于该恒沸剂的要求严格，恒沸剂要能与原共沸体系中的至
4、cn114621056a使用碳酸二乙酯作为萃取剂，分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物。理论塔板数在24～36之间，回流比0.4～5.0，萃取剂与共沸物进料摩尔比在0.3～2.0。但塔顶部分依旧有dmc馏出，造成dmc回收率不高。cn204298289u描述了用于加压精馏分离甲醇和碳酸二甲酯混合物的板式塔装置，高压塔塔板内部压力0.5-0.7mpa，温度为110-170℃。高压塔和常压塔塔高均为40m，填料塔塔釜得到≥97％的碳酸二甲酯。虽然加压精馏操作简单，装置分离效果好，但是压力的变化会需要较高的分离能耗。cn1156720a使用新型共沸剂为c1-4的卤代烃，使用该恒沸剂，仅用两个恒沸精馏塔就可以实现dmc、甲醇、水的三元系统分离。最后dmc的平均纯度可以达到99％，但所取的卤代物就有一定毒性。cn218553168u使用膜分离和精馏耦合，不需要中压蒸汽，加压操作，运行成本大幅度降低。但膜分离需要经常更换，设备和耗材费用较高，无法工业化。cn1066444a使用了一种连续的综合生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的方法，将甲醇氧化羰基化生成的碳酸二甲酯及未反应完的甲醇经过处理，送入含异丁烯的馏分或纯异丁烯条件中，从而形成碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的液体反应物。但在专利中使用的是一种固定床反应器，同时转化率只有92％，也没有设计甲基叔丁基醚和碳酸二甲酯的后续分离过程。
5、综上，目前分离碳酸二甲酯及甲醇共沸物存在的问题是：能耗过大，费用过高，操作条件较高。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种分离碳酸二甲酯及甲醇共沸物的方法，能够解决上述能耗过大，费用过高，操作条件较高问题，将反应和分离耦合在一起同时进行，提高了反应转化率，在破除碳酸二甲酯及甲醇共沸的同时，生成了甲基叔丁基醚。
2、本方法克服现有技术的不足之处，提供了一种分离碳酸二甲酯及甲醇共沸物的方法，以碳酸二甲酯与甲醇的共沸物为原料，以专门开发的大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，采用碳酸二甲酯及甲醇共沸物与含有异丁烯的馏分醚化反应精馏制备甲基叔丁基醚，同时破除碳酸二甲酯与甲醇的共沸，且反应精馏打破化学平衡的限制，提高了反应的转化率，降低了生产成本，甲基叔丁基醚与碳酸二甲酯也不会形成共沸，后续分离方便，可以分离出电子级碳酸二甲酯。
3、实现本专利技术目的的技术方案为：
4、一种分离碳酸二甲酯及甲醇共沸物的方法，以碳酸二甲酯与甲醇的共沸物及含有异丁烯的馏分为原料，大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，在反应精馏塔内发生醚化反应，反应精馏塔的塔底混合物经管路进入产品塔，在产品塔进一步分离，产品塔的塔顶得到甲基叔丁基醚产品，产品塔的塔底得到碳酸二甲酯产品。
5、进一步地，所述大孔强酸性阳离子交换树脂的制备方法为：将50-100μm铜粉末置于反应釜中，通入氮气，加入体积2-10倍于铜粉末的对甲苯磺酸乙酯，搅拌5-10h后，滤出金属，100-200℃烘干；将苯乙烯、二乙烯苯、过氧化二苯甲酰、异丙醇和1wt％聚乙烯醇水溶液按照质量比8:1：0.13:720：72加入反应釜，搅拌升温至80-100℃，待出现明显界面时，加入金属，搅拌至颗粒变脆停止加热，用水洗涤，80-100℃烘干颗粒。将颗粒用氮气稀释的体积分数为1-5％的氧气氧化，将颗粒放于固定床中加热至70-80℃，通入体积浓度为1-5％的三氧化硫进行磺化，制得大孔强酸性阳离子交换树脂。
6、进一步地，原料为碳酸二甲酯与甲醇为共沸比投料或近共沸比投料。
7、进一步地，原料为异丁烯或含有异丁烯的馏分。含有异丁烯的馏分中异丁烯的质量百分含量为30～40％，其它为正丁烯。
8、进一步地，反应精馏塔的操作压力为0.1-1.0mpa(a)，优选0.5-1mpa(a)，进一步优选0.6-0.8mpa(a)；产品塔操作压力为0.1-0.4mpa(a)，优选0.1-0.2mpa(a)，进一步优选0.1-0.15mpa(a)。
9、进一步地，反应精馏塔理论板数为15-25块板，混合物进料位置为9-20块板，反应段为2-15块板，回流比为5.0-10.0；产品塔理论板数为20-30块板，混合物进料位置，混合物进料位置为15-25块板，回流比为5.0-10.0。
10、与现有技术本专利技术具有如下有益效果：
11、1.本专利技术采用碳酸二甲酯与甲醇共沸物的醚化反应精馏过程，将反应和分离耦合在一起同时进行，提高了反应转化率。在破除共沸的同时，生成了甲基叔丁基醚，避免了甲醇的回收耗能工作，也生成了高附加值产品，有利于后续的甲基叔丁基醚与碳酸二甲酯的回收。
12、2.本专利技术以碳酸二甲酯与甲醇共沸物及含有异丁烯的馏分为原料，采用醚化反应精馏生产得到的产品甲基叔丁基醚的产品纯度为99.57wt％以上，碳酸二甲酯的产品纯度为99.99wt％以上，正丁烯的产品纯度为99.59wt％以上，甲醇的转化率为99.48％以上。
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1.一种分离碳酸二甲酯及甲醇共沸物的方法，其特征在于，以碳酸二甲酯与甲醇的共沸物及含有异丁烯的馏分为原料，大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，在反应精馏塔内发生醚化反应，反应精馏塔的塔底混合物经管路进入产品塔，在产品塔进一步分离，产品塔的塔顶得到甲基叔丁基醚产品，产品塔的塔底得到碳酸二甲酯产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大孔强酸性阳离子交换树脂的制备方法为：将50-100μm铜粉末置于反应釜中，通入氮气，加入体积2-10倍于铜粉末的对甲苯磺酸乙酯，搅拌5-10h后，滤出金属，100-200℃烘干；将苯乙烯、二乙烯苯、过氧化二苯甲酰、异丙醇和1wt％聚乙烯醇水溶液按照质量比8:1：0.13:720：72加入反应釜，搅拌升温至80-100℃，待出现明显界面时，加入金属，搅拌至颗粒变脆停止加热，用水洗涤，80-100℃烘干颗粒。将颗粒用氮气稀释的体积分数为1-5％的氧气氧化，将颗粒放于固定床中加热至70-80℃，通入体积浓度为1-5％的三氧化硫进行磺化，制得大孔强酸性阳离子交换树脂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应精馏塔操
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产品塔操作压力为0.1-0.4MPa(A)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应精馏塔理论板数为15-25，原料进料位置为9-20块板，反应段为2-15块板，回流比为5.0-10.0；产品塔理论板数为20-30，混合物进料位置为15-25块板，回流比为5.0-10.0。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碳酸二甲酯与甲醇以共沸比投料或近共沸比投料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含有异丁烯的馏分中异丁烯的质量百分含量为30～40％。
...【技术特征摘要】
1.一种分离碳酸二甲酯及甲醇共沸物的方法，其特征在于，以碳酸二甲酯与甲醇的共沸物及含有异丁烯的馏分为原料，大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，在反应精馏塔内发生醚化反应，反应精馏塔的塔底混合物经管路进入产品塔，在产品塔进一步分离，产品塔的塔顶得到甲基叔丁基醚产品，产品塔的塔底得到碳酸二甲酯产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大孔强酸性阳离子交换树脂的制备方法为：将50-100μm铜粉末置于反应釜中，通入氮气，加入体积2-10倍于铜粉末的对甲苯磺酸乙酯，搅拌5-10h后，滤出金属，100-200℃烘干；将苯乙烯、二乙烯苯、过氧化二苯甲酰、异丙醇和1wt％聚乙烯醇水溶液按照质量比8:1：0.13:720：72加入反应釜，搅拌升温至80-100℃，待出现明显界面时，加入金属，搅拌至颗粒变脆停止加热，用水洗涤，80-100℃烘干颗粒。将颗粒用氮气稀释的体积分数为1-5％...
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