【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳酸丙烯酯制备，具体涉及一种制备碳酸丙烯酯的方法和系统。
技术介绍
1、碳酸丙烯酯(pc)是新能源领域重要的环状有机碳酸酯产品，具有低毒、沸点高和稳定性好等优点，广泛用于特种环保电池液和可降解材料等关键行业，同时用于生产碳酸二甲酯和丙二醇等高端化工产品。随着我国电动汽车产业对特种电子化学品的迫切需求，叠加可降解材料行业的快速发展，未来五年pc及其衍生品新增产值将达近千亿元人民币。
2、目前我国pc合成工艺面临以下技术难题：(1)光气法伴有大量hcl生成，对设备腐蚀严重，已淘汰；(2)传统的尿素醇解法以昂贵丙二醇为原料，低温合成受热力学限制，而高温条件能耗较高；(3)co2-环氧丙烷(po)羧基化法应用最广，但原料po价格较贵且有毒，其分离提纯和储运成本也较高。如何降低pc合成的能耗污染，提升过程经济性和环保性是本行业需迫切解决的重大难题。针对上述技术难题，亟需开发新一代低能耗、高效、环保pc合成技术，以提高我国在高端化工材料领域的全球竞争性。
3、从丙烯出发与co2直接合成pc连续反应工艺属于新一代pc合成技术，该技术路线采用一步连续化反应工艺，显著简化了工艺过程，取消了po分离提纯和储运环节，显著降低过程能耗，提升了全过程经济性。此外，全过程近零废物生成，解决了po合成选择性差且分离成本高的难题，以及尿素醇解法能耗高，环氧化和羧基化反应本征安全性差和过程复杂等行业技术难题。
4、cn 105348248 b公布了一种由co2与丙烯直接制备碳酸丙烯酯的方法，将丙烯、氧气和co2通
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术采用丙烯与二氧化碳直接合成碳酸丙烯酯的工艺较为复杂，且成本较高的问题，提供一种制备碳酸丙烯酯的方法和系统，该方法能够使丙烯与co2在一种固体催化剂表面一步连续合成碳酸丙烯酯，可以采用廉价非均相金属氧化物催化剂，解决均相催化剂分离难、成本高的限制；同时，该工艺显著简化了传统生产工艺过程，取消了环氧丙烷分离提纯和储运环节，显著降低过程能耗，提升了全过程经济性。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种制备碳酸丙烯酯的方法，该方法包括以下步骤：
3、s1、将丙烯、co2、氧化剂以及可选的助催化剂在5～6mpa压力条件下进行混合，得到原料混合液；
4、s2、将所述原料混合液与所述负载型催化剂在5～6mpa压力条件下接触进行反应；
5、s3、将步骤s2所得产物进行气液分离，得到气相组分和液相组分。
6、优选地，在步骤s1中，所述丙烯、co2和氧化剂的用量的摩尔比为1～20:1～20:1，更优选为2～15:2～15:1，进一步优选为2～8:2～8:1。
7、优选地，所述助催化剂与所述氧化剂的用量的摩尔比为0.01～0.1:1。
8、优选地，在步骤s1中，所述助催化剂选自乙二胺四乙酸、四丁基溴化铵、四丙基溴化铵、溴化锌、溴化钾、碘化钾和氯化钾中的一种或两种以上，优选为四丁基溴化铵、溴化锌和碘化钾中的一种或两种以上。
9、优选地，在步骤s1中，所述氧化剂选自h2o2、过氧化氢异丙苯和叔丁基过氧化氢中的一种或两种以上。
10、优选地，在步骤s2中，所述负载型催化剂的载体为分子筛和/或分子筛与金属氧化物的复合物。
11、优选地，所述分子筛选自微孔、介孔和多级孔钛硅分子筛中的一种或两种以上。
12、优选地，所述分子筛为钛硅分子筛。
13、优选地，在分子筛与金属氧化物的复合物中，所述金属氧化物选自氧化锆、氧化钨、氧化铝和氧化硅中的一种或两种以上。
14、优选地，在步骤s2中，所述负载型催化剂的活性组分选自金属氧化物和/或金属氢氧化物。
15、更优选地，在步骤s2中，所述负载型催化剂的活性组分选自氧化镁、氧化锌、氧化铈、锌铈双氢氧化物、镁铝双氢氧化物、锌镁铝三氢氧化物、锌铈氧化物、镁铝氧化物和锌镁铝氧化物中的一种或两种以上。
16、进一步优选地，在步骤s2中，所述负载型催化剂的活性组分选自镁铝双氢氧化物、锌镁铝三氢氧化物、、镁铝氧化物和锌镁铝氧化物中的一种或两种以上。
17、优选地，在步骤s2中，所述原料混合液以0.1～5h-1的空速与所述负载型催化剂进行接触。
18、更优选地，在步骤s2中，所述原料混合液以0.5～3h-1的空速与所述负载型催化剂进行接触。
19、优选地，在步骤s2中，在步骤s2中，所述反应条件包括：温度为40～120℃，优选为60～110℃。
20、优选地，在步骤s3中，所述气液分离的条件包括：压力为1～10个大气压。
21、优选地，该方法还包括：将步骤s3得到的气相组分返回步骤s1中循环利用。
22、本专利技术第二方面提供了一种制备碳酸丙烯酯的系统，该系统用于实施前文所述的方法，
23、该系统包括依次连接的原料预混单元、第一高压泵、固定床反应器和闪蒸分离罐，所述第一高压泵用于将原料预混单元中的原料混合液导入固定床反应器中，所述闪蒸分离罐用于对所述固定床反应器中的产物进行气液分离。
24、优选地，该系统还包括第二高压泵，用于将所述闪蒸分离罐顶部的气相组分导入所述原料预混单元中循环利用。
25、优选地，所述原料预混单元的顶部设有至少三个进料口，下部设有与一个出料口。
26、优选地，所述原料预混单元配有温度表和压力表，监测所述原料预混单元内的温度和压力。
27、优选地，所述固定床反应器的顶部和底部分别设有进料口和出料口，所述固定床反应器中设有催化剂放置单元。
28、优选地，所述闪蒸分离罐(4)的中部和底部分别设有进料口和出料口。
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1.一种制备碳酸丙烯酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述丙烯、CO2和氧化剂的用量的摩尔比为1～20:1～20:1，优选为2～15:2～15:1，更优选为2～8:2～8:1；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述助催化剂选自乙二胺四乙酸、四丁基溴化铵、四丙基溴化铵、溴化锌、溴化钾、碘化钾和氯化钾中的一种或两种以上，优选为四丁基溴化铵、溴化锌和碘化钾中的一种或两种以上；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述负载型催化剂的载体为分子筛和/或分子筛与金属氧化物的复合物；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述负载型催化剂的活性组分选自金属氧化物和/或金属氢氧化物；
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述原料混合液以0.1～5h-1的空速与所述负载型催化剂进行接触；
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：将步骤S3得到的气相组分返回步骤S1中循环利用。
9.一种制备碳酸丙烯酯的系统，其特征在于，该系统用于实施权利要求1-8中任意一项所述的方法，
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，该系统还包括第二高压泵(5)，用于将所述闪蒸分离罐(4)顶部的气相组分导入所述原料预混单元(1)中循环利用。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述原料预混单元(1)的顶部设有至少三个进料口，下部设有一个出料口；
12.根据权利要求9-11中任意一项所述的系统，其特征在于，所述固定床反应器(3)的顶部和底部分别设有进料口和出料口，所述固定床反应器(3)中设有催化剂放置单元。
13.根据权利要求9-12中任意一项所述的系统，其特征在于，所述闪蒸分离罐(4)的中部和底部分别设有进料口和出料口。
...【技术特征摘要】
1.一种制备碳酸丙烯酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，所述丙烯、co2和氧化剂的用量的摩尔比为1～20:1～20:1，优选为2～15:2～15:1，更优选为2～8:2～8:1；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，所述助催化剂选自乙二胺四乙酸、四丁基溴化铵、四丙基溴化铵、溴化锌、溴化钾、碘化钾和氯化钾中的一种或两种以上，优选为四丁基溴化铵、溴化锌和碘化钾中的一种或两种以上；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，所述负载型催化剂的载体为分子筛和/或分子筛与金属氧化物的复合物；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，所述负载型催化剂的活性组分选自金属氧化物和/或金属氢氧化物；
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，所述原料混合液以0.1～5h-1的空速与所述负载型催化剂进行接触；
7.根据权利要求1-6...
【专利技术属性】
技术研发人员：张广宇，徐伟，赵健，刘静如，孙峰，姜杰，孙冰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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