填充床酯交換-吸附脫甲醇合成碳酸酯裝置制造方法
【專利摘要】為了提高碳酸酯的收率，本發(fā)明提出固體催化劑催化碳酸二甲酯與醇反應(yīng)同時(shí)采用固體吸附劑吸附產(chǎn)物甲醇生產(chǎn)碳酸酯技術(shù)裝置。該方法在酯交換反應(yīng)器外串聯(lián)填充床吸附甲醇，提高碳酸酯的收率。此填充床酯交換-吸附脫甲醇聯(lián)合法合成碳酸酯裝置包括1填充床吸收塔（吸附甲醇裝置）的選用；2酯交換反應(yīng)器-填充床安裝。通過本發(fā)明的方法可以在固體催化劑催化碳酸二甲酯與醇反應(yīng)過程中采用使DMC外循環(huán)并用吸附脫甲醇裝置的技術(shù)，這種酯交換與吸附脫甲醇聯(lián)合工藝將為采用填充床酯交換-吸附聯(lián)合工藝制備碳酸酯的開發(fā)研究工作和工業(yè)中酯交換酯化工藝生產(chǎn)提供了參考，同時(shí)也具有實(shí)用和經(jīng)濟(jì)雙重意義。
【專利說明】填充床酯交換-吸附脫甲醇合成碳酸酯裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提出的是在固體催化劑催化碳酸二甲酯與醇反應(yīng)時(shí)聯(lián)用固體吸附劑吸附產(chǎn)物甲醇生產(chǎn)碳酸酯技術(shù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對環(huán)境保護(hù)的重視，化工生產(chǎn)中環(huán)境友好型的化工原料受到越來越多的青睞。近年來，綠色化工原料碳酸二甲酯(DMC)成為國內(nèi)外化工領(lǐng)域廣泛關(guān)注的有機(jī)合成中間體，被譽(yù)為有機(jī)合成的“新基石”。當(dāng)碳酸酯排放到環(huán)境中時(shí)，可以被緩慢地水解為二氧化碳和單分子醇兩種無害的產(chǎn)品。碳酸酯的分子結(jié)構(gòu)中含有烷基、烷氧基、羰基和羰烷氧基等反應(yīng)基團(tuán)，化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，可與醇、酚、胺、酯及氨基醇等化合物反應(yīng)，是重要的有機(jī)合成中間體，具有很高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
[0003]如碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯可作為鋰離子電池電解液，對鋰鹽的溶解性強(qiáng)、安全穩(wěn)定，能提高電池的能量密度和放電容量，良好的低溫使用性能，已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等高檔電器中；碳酸二乙酯可用作作為油漆、纖維素以及樹脂等溶劑、用于真空管陰極固定漆中、用作表面活性劑和鋰電池液添加劑、替代甲基叔丁基醚(MTBE)作汽油和柴油機(jī)燃料的含氧添加劑等；碳酸二丁酯可用來合成碳酸二苯酯，進(jìn)而合成聚碳酸酯，還可用作潤滑油的基質(zhì)材料，用于金屬除油、皮革處理等行業(yè)；碳酸二異辛酯可作為照相機(jī)感光系統(tǒng)物質(zhì)的分散劑，而且具有良好的潤滑性能，是一種優(yōu)良的潤滑基材；碳酸高碳醇酯(C12-C18)碳酸二月桂醇酯是一種透明的液體或油狀物，具有較低的傾點(diǎn)和良好的潤滑性、自清潔性、耐磨性、耐腐蝕性，較高的熱氧化穩(wěn)定性，與烴類油具有很好的可溶性，可生物降解，是一種很好的潤滑油基材。而在碳酸酯的酯交換法合成工藝中盡管有較高的選擇性，但存在酯收率低，減壓蒸餾后很難獲得比較純凈的碳酸酯等問題；如果在碳酸二甲酯和碳醇進(jìn)行酯交換合成碳酸酯反應(yīng)過程工藝中能夠?qū)崟r(shí)的有效的脫除副生成物甲醇，就可以使平衡向反應(yīng)物生成的方向移動(dòng)，促進(jìn)反應(yīng)正方向進(jìn)行，以增加酯化率和收率，獲得更多的產(chǎn)品；同時(shí)簡化了后續(xù)精制工藝，降低了精制產(chǎn)品過程中生產(chǎn)負(fù)荷，節(jié)約了能源。
[0004]因此發(fā)明了在碳酸酯的酯交換法合成反應(yīng)過程中，利用DMC與甲醇外循環(huán)并用吸附脫甲醇裝置脫除甲醇的技術(shù)，這種酯交換吸附脫醇聯(lián)合工藝為采用填充床酯交換-吸附聯(lián)合工藝制備碳酸酯的開發(fā)研究工作提供了參考，同時(shí)也具有實(shí)用和經(jīng)濟(jì)雙重意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了提高碳酸酯的收率，本發(fā)明提出在固體催化劑催化碳酸二甲酯與碳醇反應(yīng)過程中時(shí)，利用在沸騰或微沸的狀態(tài)下，部分汽化的碳酸二甲酯和反應(yīng)生成的甲醇經(jīng)氣相冷凝器冷凝連續(xù)進(jìn)入外循環(huán)并用吸附脫甲醇裝置的新技術(shù)。該方法在酯交換反應(yīng)器外串聯(lián)填充床吸收塔，填充床吸收塔內(nèi)填充工業(yè)級4A分子篩吸附甲醇，從而能夠在酯交換反應(yīng)過程中能夠?qū)崟r(shí)的有效的脫除副產(chǎn)物甲醇，破壞酯交換反應(yīng)平衡，提高反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率，進(jìn)而提高碳酸酯的收率。
[0006]本發(fā)明填充床酯交換-吸附脫甲醇聯(lián)合法合成碳酸酯裝置所采取的方案為:
1、填充床吸收塔(吸附甲醇裝置)的選用
選取適當(dāng)形狀的填充床吸收塔，然后在塔身中裝填滿甲醇吸附劑，再與酯交換反應(yīng)器進(jìn)行安裝。
[0007]2、酯交換反應(yīng)器-填充床安裝
將酯交換反應(yīng)器外依次串聯(lián)連接換熱器、分水罐、填充床吸收塔來構(gòu)成一個(gè)閉合的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。
[0008]通過本發(fā)明的方法可以在固體催化劑催化碳酸二甲酯與醇反應(yīng)過程中采用填充床酯交換-吸附脫甲醇聯(lián)合工藝通過設(shè)置外循環(huán)分子篩填充床，采用分子篩液相吸附脫甲醇技術(shù)分離反應(yīng)生成的副產(chǎn)物甲醇，整個(gè)生產(chǎn)過程的能耗較低，同時(shí)脫甲醇后的DMC連續(xù)返回酯交換反應(yīng)器，保證了酯交換反應(yīng)在較高的酯/醇摩爾比的條件下進(jìn)行，酯交換反應(yīng)的化學(xué)平衡不斷地發(fā)生移動(dòng)，使整個(gè)酯化體系反應(yīng)更充分；整個(gè)反應(yīng)過程具有過程能耗低、產(chǎn)品收率高、反應(yīng)器的生產(chǎn)能力大和分離過程負(fù)荷小等特點(diǎn)。因此，采用填充床酯交換-吸附脫甲醇聯(lián)合法合成碳酸酯裝置的技術(shù)將為化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中酯交換酯化工藝生產(chǎn)提供了參考，同時(shí)也具有實(shí)用和經(jīng)濟(jì)雙重意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明填充床酯交換-吸附脫甲醇聯(lián)合法合成碳酸酯裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0010]根據(jù)圖1所示的填充床酯交換-吸附脫甲醇聯(lián)合法合成碳酸酯裝置來進(jìn)行碳酸酯的酯交換法反應(yīng)過程中來提高碳酸酯的收率。
[0011]1、填充床吸收塔(吸附甲醇裝置)的選用
選取適當(dāng)形狀的如圖1所示填充床吸收塔T04，然后在塔身中裝填滿甲醇吸附劑4A分子篩，利用填充床吸收塔T04內(nèi)4A分子篩吸附劑來吸附反應(yīng)物系中產(chǎn)物甲醇，再與酯交換反應(yīng)器R01進(jìn)行安裝。
[0012]2、酯交換反應(yīng)器-填充床安裝
按圖1所示裝置圖進(jìn)行安裝，在酯交換反應(yīng)器R01外依次串聯(lián)連接換熱器E02、中間儲(chǔ)罐V03、填充床吸收塔--4，再將填充床吸收塔--4連接回至酯交換反應(yīng)器R01，在填充床吸收塔T04內(nèi)填充滿甲醇吸附劑(4A分子篩)，利用填充床吸收塔T04內(nèi)4A分子篩來吸附反應(yīng)物系中副產(chǎn)物甲醇，這樣就構(gòu)成了閉合的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)，酯交換過程中生成的產(chǎn)物甲醇能夠有效的實(shí)時(shí)的不斷被吸附，移出反應(yīng)體系，從而加速了酯交換反應(yīng)的進(jìn)行，加大酯化率，達(dá)到提聞碳酸酷收率的目的。
【權(quán)利要求】
1.利用在固體催化劑催化碳酸二甲酯與醇反應(yīng)同時(shí)，采用固體吸附劑吸附產(chǎn)物甲醇生產(chǎn)碳酸酯技術(shù)裝置吸來提高碳酸酯的收率的方法，這其中包括填充床(吸附甲醇裝置)的選用和酯交換反應(yīng)器-填充床安裝，采用填充床酯交換-吸附脫甲醇聯(lián)合法合成碳酸酯裝置具體過程如下: 填充床吸收塔(吸附甲醇裝置)的選用 選取適當(dāng)形狀的填充床吸收塔，然后在塔身中裝填滿甲醇吸附劑，再與酯交換反應(yīng)器進(jìn)行安裝。
2.酯交換反應(yīng)器-填充床安裝 將酯交換反應(yīng)器外依次串聯(lián)連接換熱器、分水罐、填充床吸收塔來構(gòu)成一個(gè)閉合的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。
3.通過本發(fā)明的方法可以在固體催化劑催化碳酸二甲酯與碳醇反應(yīng)過程中時(shí)，利用在沸騰或微沸的狀態(tài)下，部分汽化的碳酸二甲酯和反應(yīng)生成的副產(chǎn)物甲醇經(jīng)氣相冷凝器冷凝連續(xù)進(jìn)入外循環(huán)并用吸附脫甲醇裝置的技術(shù)，這種酯交換與吸附脫甲醇聯(lián)合工藝為采用填充床酯交換-吸附聯(lián)合工藝制備酯的開發(fā)研究工作和工業(yè)中酯交換酯化合成工藝生產(chǎn)提供了參考，同時(shí)也具有實(shí)用和經(jīng)濟(jì)雙重意義。
【文檔編號】C07C31/04GK104262086SQ201410443824
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】丁斌, 李祥, 郝鳳嶺, 關(guān)昶, 王海東, 劉群 申請人:吉林化工學(xué)院