【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚生产，具体为一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置及方法。
技术介绍
1、碳酸二甲酯（dmc）分子中含有甲基（-ch3）、甲氧基（-och3）、羰基（-co-）和-cooch3（羰甲基）等官能团，具有良好的化学反应性、高含氧量、低毒和优良的溶解性等独特性能，可替代多种高毒性的化合物（如光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等）进行羰基化、甲基化和甲氧基化等反应，广泛应用于医药、农药和材料合成等领域。
2、目前工业化大规模生产碳酸二甲酯的方法主要有：光气法、酯交换法和甲醇氧化羰基化法。光气法使用剧毒的光气为原料且产物中氯化氢气体会对设备造成严重腐蚀，因此该法已基本被淘汰。甲醇氧化羰基化法是以ch3oh、一氧化碳和氧气为反应物，以cu、pd、co、se等金属化合物作催化剂，在高压反应釜中制备碳酸二甲酯，该法主要存在设备腐蚀和爆炸危险等缺点。酯交换法以碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯为原料，与甲醇进行酯交换得到碳酸二甲酯，同时副产乙二醇或丙二醇，因其反应条件温和成为我国碳酸二甲酯主流生产工艺，主要采用反应精馏技术，催化剂多采用碱金属醇钠等，催化剂遇到原料中少量水容易失活变成碱金属盐堵塞设备和管道，且催化剂需要额外进行分离，且反应精馏塔塔顶采出的碳酸二甲酯和甲醇共沸物需要进行分离。常规分离方法主要有加压精馏、萃取精馏和膜分离等，加压精馏能耗高，萃取精馏需要在系统中额外添加萃取剂，影响碳酸二甲酯产品质量，膜分离法成本较高。
3、甲基叔丁基醚（mtbe）作为汽油添加剂，因其能与汽油很好地互溶、可以提
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置及方法，以非均相催化精馏技术替代传统均相催化精馏生产碳酸二甲酯技术，以高效固体催化剂替代传统碱金属醇钠，减少催化剂额外分离流程、催化剂失活以及形成危险固废问题；采用异丁烯与碳酸二甲酯和甲醇共沸物中甲醇非均相催化精馏生产甲基叔丁基醚，替代传统变压精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物，实现一套装置生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚两种产品，并副产乙/丙二醇，根据市场需求，灵活调整产品种类及产量，提高装置经济性；采用热泵精馏技术，实现能量综合利用，降低装置整体能耗。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置，包括碳酸二甲酯催化精馏塔、甲基叔丁基醚催化精馏塔、产品分离塔、乙/丙二醇精制塔、碳酸二甲酯催化精馏塔压缩机、碳酸二甲酯催化精馏塔换热器、甲基叔丁基醚催化精馏塔压缩机和甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器；
3、所述碳酸二甲酯催化精馏塔设有甲醇进料口、乙烯酯/丙烯酯进料口、塔顶碳酸二甲酯和甲醇共沸物采出口、第一塔顶回流口、循环进料口、第一中间物料返塔口和第一精馏塔釜采出口；
4、所述碳酸二甲酯催化精馏塔换热器设有第一管程进口、第一管程出口、第一壳程进口和第一壳程出口，所述第一管程进口与第一精馏塔釜采出口相连接，所述第一管程出口与第一中间物料返塔口相连接，所述第一壳程进口与碳酸二甲酯催化精馏塔压缩机的出口相连接，碳酸二甲酯催化精馏塔压缩机的进口与所述塔顶碳酸二甲酯和甲醇共沸物采出口相连接，所述第一壳程出口分别与所述第一塔顶回流口、甲基叔丁基醚催化精馏塔相连接；
5、所述甲基叔丁基醚催化精馏塔设有碳酸二甲酯和甲醇共沸物进料口、异丁烯进料口、塔顶未醚化低碳烯烃采出口、第二塔顶回流口、第二精馏塔釜采出口、第二中间物料返塔口；所述甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器设有第二管程进口、第二管程出口、第二壳程进口和第二壳程出口；
6、所述碳酸二甲酯和甲醇共沸物进料口与所述第一壳程出口相连接，所述塔顶未醚化低碳烯烃采出口与甲基叔丁基醚催化精馏塔压缩机的进口相连接，所述甲基叔丁基醚催化精馏塔压缩机的出口与第二壳程进口相连接，所述第二壳程出口分别与第二塔顶回流口和未醚化低碳烯烃采出管线相连接，所述第二管程进口与第二精馏塔釜采出口相连接，所述第二管程出口与第二中间物料返塔口相连接；
7、所述产品分离塔设有碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚混合物进料口、塔顶甲基叔丁基醚产品采出口、塔釜碳酸二甲酯产品采出口，所述碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚混合物进料口与第二精馏塔釜采出口相连接；
8、所述乙/丙二醇精制塔设有精制塔进料口、塔顶甲醇采出口和塔釜乙二醇/丙二醇产品采出口，所述精制塔进料口与第一精馏塔釜采出口相连接，所述塔顶甲醇采出口与循环进料口相连接。
9、优选的，所述碳酸二甲酯催化精馏塔、甲基叔丁基醚催化精馏塔的内部由上至下间隔设置有精馏段、催化精馏段和提馏段，所述催化精馏段的内部装填有若干层带催化剂的催化精馏填料，所述精馏段、提馏段的内部均装填有若干层未带催化剂的精馏填料；所述产品分离塔和乙/丙二醇精制塔的内部均由上至下间隔设置有若干精馏填料。
10、本专利技术还提供一种采用所述的生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的方法，包括：
11、原料甲醇和碳酸乙/丙烯酯分别从甲醇进料口和乙/丙烯酯进料口进入碳酸二甲酯催化精馏塔内，在催化剂的作用下在碳酸二甲酯催化精馏塔内发生反应，碳酸二甲酯催化精馏塔塔顶采出的碳酸二甲酯和甲醇共沸物经过碳酸二甲酯催化精馏塔压缩机压缩增压升温后，进入碳酸二甲酯催化精馏塔换热器壳程，与碳酸二甲酯催化精馏塔换热器管程中的碳酸二甲酯催化精馏塔塔釜采出流股换热后，碳酸二甲酯催化精馏塔换热器第一壳程出口返塔的碳酸二甲酯和甲醇回流到碳酸二甲酯催化精馏塔，碳酸二甲酯催化精馏塔换热器第一壳程出口采出的碳酸二甲酯和甲醇进入甲基叔丁基醚催化精馏塔，碳酸二甲酯催化精馏塔塔釜采出的乙/丙二醇和甲醇混合物进入乙/丙二醇精制塔；
12、原料异丁烯从异丁烯进料口进入甲基叔丁基醚催化精馏塔，在催化剂的作用下在甲基叔丁基醚催化精馏塔发生反应，甲基叔丁基醚催化精馏塔塔顶采出的未醚化低碳烯烃经过甲基叔丁基醚催化精馏塔压缩机压缩增压升温后，进入甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器壳程，与甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器管程中的甲基叔丁基醚催化精馏塔塔釜采出流股换热后，甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器第二壳程出口返塔的未醚化低碳烯烃回流到甲基叔丁基醚催化精馏塔，甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器第二壳程出口采出的未醚化低碳烯烃采出，甲基叔丁基醚催化精馏塔塔釜采出的碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚混合物进入产品分离塔中；
13、产品分离塔塔顶采出甲基叔丁基醚产品，塔釜采出碳酸二甲酯产品；
14、质量分数不低于99.5%的乙/丙二醇精制塔采出的甲醇通过循环进料口返回到碳酸二甲酯催化精馏塔，乙/丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置，其特征在于，包括碳酸二甲酯催化精馏塔（T1）、甲基叔丁基醚催化精馏塔（T2）、产品分离塔（T3）、乙/丙二醇精制塔（T4）、碳酸二甲酯催化精馏塔压缩机（P1）、碳酸二甲酯催化精馏塔换热器（E1）、甲基叔丁基醚催化精馏塔压缩机（P2）和甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器（E2）；
2.根据权利要求1所述的生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置，其特征在于，所述碳酸二甲酯催化精馏塔（T1）、甲基叔丁基醚催化精馏塔（T2）的内部由上至下间隔设置有精馏段、催化精馏段和提馏段，所述催化精馏段的内部装填有若干层带催化剂的催化精馏填料（A1），所述精馏段、提馏段的内部均装填有若干层未带催化剂的精馏填料（A2）；所述产品分离塔（T3）和乙/丙二醇精制塔（T4）的内部均由上至下间隔设置有若干精馏填料（A2）。
3.采用权利要求1或2所述的生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳酸二甲酯催化精馏塔（T1）的催化剂采用强碱性阴离子交换树
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述甲基叔丁基醚催化精馏塔（T2）的催化剂采用强酸性阴离子交换树脂催化剂，所述甲基叔丁基醚催化精馏塔（T2）的催化剂的用量为原料异丁烯用量的0.5-3%，所述异丁烯与碳酸二甲酯和甲醇共沸物的摩尔比为1-7。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳酸二甲酯催化精馏塔（T1）的操作压力为0.1-0.4Mpa，所述碳酸二甲酯催化精馏塔压缩机（P1）出口的压力0.3-0.5Mpa。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述甲基叔丁基醚催化精馏塔（T2）的操作压力为0.3-1.0Mpa，所述甲基叔丁基醚催化精馏塔压缩机（P2）出口的压力0.5-1.0Mpa。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述产品分离塔（T3）的操作压力为0.1-0.3Mpa，回流比为1-5；所述产品分离塔（T3）塔釜采出的碳酸二甲酯质量分数为99.9%以上，产品分离塔（T3）塔顶采出的甲基叔丁基醚质量分数为99%以上。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述乙/丙二醇精制塔（T4）的操作压力为0.05-0.3Mpa，回流比为1-5，所述乙/丙二醇精制塔（T4）塔釜采出的乙/丙二醇质量分数为99.9%以上。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述碳酸二甲酯催化精馏塔（T1）的理论板数为30-60块，所述甲基叔丁基醚催化精馏塔（T2）的理论板数为20-80块。
...【技术特征摘要】
1.一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置，其特征在于，包括碳酸二甲酯催化精馏塔（t1）、甲基叔丁基醚催化精馏塔（t2）、产品分离塔（t3）、乙/丙二醇精制塔（t4）、碳酸二甲酯催化精馏塔压缩机（p1）、碳酸二甲酯催化精馏塔换热器（e1）、甲基叔丁基醚催化精馏塔压缩机（p2）和甲基叔丁基醚催化精馏塔换热器（e2）；
2.根据权利要求1所述的生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置，其特征在于，所述碳酸二甲酯催化精馏塔（t1）、甲基叔丁基醚催化精馏塔（t2）的内部由上至下间隔设置有精馏段、催化精馏段和提馏段，所述催化精馏段的内部装填有若干层带催化剂的催化精馏填料（a1），所述精馏段、提馏段的内部均装填有若干层未带催化剂的精馏填料（a2）；所述产品分离塔（t3）和乙/丙二醇精制塔（t4）的内部均由上至下间隔设置有若干精馏填料（a2）。
3.采用权利要求1或2所述的生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳酸二甲酯催化精馏塔（t1）的催化剂采用强碱性阴离子交换树脂催化剂或二元复合固体碱催化剂，所述碳酸二甲酯催化精馏塔（t1）的催化剂的用量为原料甲醇和碳酸乙/丙烯酯混合用量的0.5-3%，所述甲醇和碳酸乙/丙烯酯的摩尔比为5-10。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄益平，岳昌海，李海生，黄晶晶，黄云国，刘云芳，魏振浩，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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