【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池电解液溶剂，具体涉及一种合成碳酸乙烯酯的装置和工艺方法。
技术介绍
1、碳酸乙烯酯(ec)作为一种优良的锂离子电池电解液的溶剂，随着锂离子电池产量增大，碳酸乙烯酯(ec)越来越多的应用在锂离子电池电解液溶剂中。目前，碳酸乙烯酯的生产工艺主要是环氧乙烷和二氧化碳在高温、高压、催化剂作用下直接合成碳酸乙烯酯，存在能耗大、物耗大、收率低，生产成本高的问题。然而随着锂离子电池电解液的溶剂行业的竞争越来越激烈，如何提高产品收率、节能环保、降低生产运行成本已经引起广泛关注。
技术实现思路
1、为了解决相关技术中存在的不足，本专利技术在于提供一种合成碳酸乙烯酯的装置和工艺，能够提高原料利用率，提高产品收率。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：
3、一种合成碳酸乙烯酯的装置，包括反应器组件、闪蒸组件、吸收塔组件、精馏塔组件和回流罐组件；
4、所述反应器组件包括：进料混合器；
5、所述闪蒸组件包括：一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、分液罐和压缩机；
6、所述吸收塔组件包括：进料换热器、一级吸收塔、二级吸收塔；
7、所述精馏塔组件包括：粗碳酸乙烯酯精馏塔；
8、一级闪蒸罐的气相出口与分液罐入口连接，一级闪蒸罐的液相出口与二级闪蒸罐的入口连接；二级闪蒸罐的液相出口一部分与进料换热器进口连接，另一部分不经进料换热器直接与粗碳酸乙烯酯精馏塔进料口连接；进料换热器出口与二级吸收塔液相进口连接；>
9、分液罐的气相出口与压缩机的入口连接，压缩机的出口与一级吸收塔的气相进料口连接，一级吸收塔的气相出口与二级吸收塔的气相入口连接；二级吸收塔的液相出口与一级吸收塔的液相进料口连接，一级吸收塔的液相出口与反应器组件的进料混合器连接。
10、本专利技术还能做以下改进。
11、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述反应器组件还包括：反应器一、反应器二；所述反应器一和反应器二均由上、中上、中下、下四段组成，反应器一每一段侧壁均有一个循环冷却物料进料口和温度测量口。
12、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述反应器组件还包括外置换热器，二氧化碳管线、环氧乙烷管线、催化剂管线、反应器一循环冷却物料管线以及一级吸收塔的液相出料管线与进料混合器入料口连接，进料混合器出料口与反应器一进料口连接；反应器一出料口与外置换热器进料口和反应器二进料口连接，外置换热器的出料口与反应器一侧壁进料口、进料混合器和反应器二进料口连接，反应器二出口与一级闪蒸罐进料口连接。
13、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，
14、所述精馏塔组件还包括：电子级碳酸乙烯酯精馏塔、塔顶冷凝器一、降膜再沸器一、塔顶冷凝器二、降膜再沸器二、粗碳酸乙烯酯精馏塔回流罐、电子级碳酸乙烯酯精馏塔回流罐；
15、粗碳酸乙烯酯精馏塔塔顶气相出口与塔顶冷凝器一入口连接，塔顶冷凝器一出口与粗碳酸乙烯酯精馏塔回流罐进料入口连接，粗碳酸乙烯酯精馏塔回流罐液相出口一部分与粗碳酸乙烯酯精馏塔塔顶的回流口连接，另一部分采出工业级碳酸乙烯酯产品；
16、粗碳酸乙烯酯精馏塔的塔釜一个出料口与降膜再沸器一进料口连接，降膜再沸器一出口与粗碳酸乙烯酯精馏塔塔釜进口连接，塔釜另一个出料口一部分作为循环催化剂返回反应器一循环利用，废液出口则和废液处理系统连接排残液；粗碳酸乙烯酯精馏塔的侧线采出口与电子级碳酸乙烯酯精馏塔的进料口连接。
17、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述电子级碳酸乙烯酯精馏塔塔顶气相出口与塔顶冷凝器二连接，塔顶冷凝器二出口与电子级碳酸乙烯酯精馏塔回流罐的进料口连接，电子级碳酸乙烯酯精馏塔回流罐的液相出口一部分与电子级碳酸乙烯酯精馏塔塔顶的回流口连接，另一部分与塔釜出料汇合后输送至粗碳酸乙烯酯精馏塔；电子级碳酸乙烯酯精馏塔的塔釜一个出料口与降膜再沸器二进料口连接，降膜再沸器二的出口与电子级碳酸乙烯酯精馏塔塔釜的进口连接，塔釜另一个出料口和塔顶出料管线混合后与粗碳酸乙烯酯精馏塔的进料口连接；电子级碳酸乙烯酯精馏塔的侧线采出口采出纯度大于99.99％的高纯级碳酸乙烯酯产品。
18、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述反应器一与反应器二同等高度，所述反应器一进料口为反应器顶部，反应器一出料口为反应器底部；反应器二进料口为反应器底部，反应器二出料口为反应器顶部。
19、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述二级吸收塔液相出料与一级吸收塔塔顶进料口连接，二级吸收塔不凝气的出口与废气处理系统连接。
20、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述粗碳酸乙烯酯精馏塔回流罐的气相出口连接抽真空系统输出粗碳酸乙烯酯不凝气。
21、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述闪蒸组件还包括抽真空系统，所述二级闪蒸罐的气相出口与抽真空系统连接。
22、进一步的，上述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，所述粗碳酸乙烯酯精馏塔的塔釜废液出口与废液处理系统连接排残液。
23、本专利技术还提供一种碳酸乙烯酯生产的工艺方法，采用上述所述的装置，包括步骤：(1)碳酸乙烯酯的生成；(2)反应产物的多级闪蒸；(3)二氧化碳和环氧乙烷的多级吸收；(4)碳酸乙烯酯精制；
24、所述(2)反应产物的多级闪蒸：反应生成的物料经一级闪蒸罐闪蒸出未反应的二氧化碳和环氧乙烷，一级闪蒸罐气相经分液罐气液分离后，分液罐气相经压缩机压缩后进入一级吸收塔被吸收液吸收，分液罐液相出料回流至一级闪蒸罐继续闪蒸，一级闪蒸罐液相出料输送至二级闪蒸罐；在二级闪蒸罐中再次闪蒸去除反应产物中的二氧化碳和环氧乙烷，二级闪蒸罐液相一部分经进料换热器作为吸收液输送至二级吸收塔，另一部分输送至粗碳酸乙烯酯精馏塔进行分离；
25、所述(3)二氧化碳和环氧乙烷的多级吸收：经压缩机压缩后的闪蒸汽从一级吸收塔的底部进入一级吸收塔与一级吸收塔的液相吸收液逆向操作吸收闪蒸汽中的二氧化碳和环氧乙烷；一级吸收塔的液相富集二氧化碳和环氧乙烷的物料在进料混合器混合后输送至反应器一进行反应；一级吸收塔的塔顶气相从二级吸收塔的底部进入二级吸收塔，与二级吸收塔液相吸收液进料逆向操作，再次吸收一级吸收塔气相中的二氧化碳和环氧乙烷。
26、进一步地，上述的一种碳酸乙烯酯生产的工艺方法，
27、所述(1)碳酸乙烯酯的生成：将二氧化碳、环氧乙烷、催化剂和循环冷却物料和一级吸收塔的吸收富集液在进料混合器混合后输送至反应器一中反应；反应器一出料一部分不经外置换热器冷却进反应器二继续反应，一部分经外置换热器冷却后进反应器二继续反应；经外置换热器后的物料还作为循环冷却物料进反应器一每段侧壁的循环冷却物料进料口和进料混合器；调节反应器一侧壁循环冷却物料进料量控制反应器一的温度，调节反应器二的循环冷却物料量控制反应器二的温度，反应产物送至后续工序进行分离处理。
28、进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，包括反应器组件、闪蒸组件、吸收塔组件、精馏塔组件和回流罐组件；
2.根据权利要求1所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述反应器组件还包括：反应器一(R1)、反应器二(R2)；所述反应器一(R1)和反应器二(R2)均由上、中上、中下、下四段组成，反应器一(R1)每一段侧壁均有一个循环冷却物料(6)进料口和温度测量口。
3.根据权利要求2所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述反应器组件还包括外置换热器(E1)，二氧化碳管线、环氧乙烷管线、催化剂管线、反应器一循环冷却物料(6)管线以及一级吸收塔(T1)的液相出料管线与进料混合器(M1)入料口连接，进料混合器(M1)出料口与反应器一(R1)进料口连接；反应器一(R1)出料口与外置换热器(E1)进料口和反应器二(R2)进料口连接，外置换热器(E1)的出料口与反应器一(R1)侧壁进料口、进料混合器(M1)和反应器二(R2)进料口连接，反应器二(R2)液相出口与一级闪蒸罐(V1)进料口连接。
4.根据权利要求2所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特
5.根据权利要求4所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述电子级碳酸乙烯酯精馏塔(T4)塔顶气相出口与塔顶冷凝器二(E5)连接，塔顶冷凝器二(E5)出口与电子级碳酸乙烯酯精馏塔回流罐(V5)的进料口连接，电子级碳酸乙烯酯精馏塔回流罐(V5)的液相出口一部分与电子级碳酸乙烯酯精馏塔(T4)塔顶的回流口连接，另一部分与塔釜出料汇合后输送至粗碳酸乙烯酯精馏塔(T3)；电子级碳酸乙烯酯精馏塔(T4)的塔釜一个出料口与降膜再沸器二(E6)进料口连接，降膜再沸器二(E6)的出口与电子级碳酸乙烯酯精馏塔(T4)塔釜的进口连接，塔釜另一个出料口和塔顶出料管线混合后与粗碳酸乙烯酯精馏塔(T3)的进料口连接；电子级碳酸乙烯酯精馏塔(T4)的侧线采出口采出纯度大于99.99％的高纯级碳酸乙烯酯产品。
6.根据权利要求2所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述反应器一(R1)与反应器二(R2)同等高度，所述反应器一(R1)进料口为反应器顶部，反应器一(R1)出料口为反应器底部；反应器二(R2)进料口为反应器底部，反应器二(R2)出料口为反应器顶部。
7.一种碳酸乙烯酯生产的工艺方法，其特征在于，采用权利要求4或5所述的装置，包括步骤：(1)碳酸乙烯酯的生成；(2)反应产物的多级闪蒸；(3)二氧化碳和环氧乙烷的多级吸收；(4)碳酸乙烯酯精制；
8.根据权利要求7所述的一种碳酸乙烯酯生产的工艺方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的一种碳酸乙烯酯生产的工艺方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的一种碳酸乙烯酯生产的工艺方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，包括反应器组件、闪蒸组件、吸收塔组件、精馏塔组件和回流罐组件；
2.根据权利要求1所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述反应器组件还包括：反应器一(r1)、反应器二(r2)；所述反应器一(r1)和反应器二(r2)均由上、中上、中下、下四段组成，反应器一(r1)每一段侧壁均有一个循环冷却物料(6)进料口和温度测量口。
3.根据权利要求2所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述反应器组件还包括外置换热器(e1)，二氧化碳管线、环氧乙烷管线、催化剂管线、反应器一循环冷却物料(6)管线以及一级吸收塔(t1)的液相出料管线与进料混合器(m1)入料口连接，进料混合器(m1)出料口与反应器一(r1)进料口连接；反应器一(r1)出料口与外置换热器(e1)进料口和反应器二(r2)进料口连接，外置换热器(e1)的出料口与反应器一(r1)侧壁进料口、进料混合器(m1)和反应器二(r2)进料口连接，反应器二(r2)液相出口与一级闪蒸罐(v1)进料口连接。
4.根据权利要求2所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种合成碳酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述电子级碳酸乙烯酯精馏塔(t4)塔顶气相出口与塔顶冷凝器二(e5)连接，塔顶冷凝器二(e5)出口与电子级碳酸乙烯酯精馏塔回流罐(v5)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚衍佩，杜桂强，滕文彬，李永，
申请(专利权)人：湖北新源浩科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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