一种制取碳酸二甲酯的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种制取碳酸二甲酯的装置，其中装置包括反应精馏塔和萃取精馏塔；所述反应精馏塔侧部设有反应精馏塔甲醇进料口和反应精馏塔碳酸丙烯酯进料口，塔顶设有反应精馏塔塔顶出料口，塔底设有反应精馏塔塔底出料口；所述萃取精馏塔侧部设有萃取精馏塔原料进料口和萃取剂进料口，塔顶设有萃取精馏塔塔顶出料口，塔底设有萃取精馏塔塔底出料口；所述反应精馏塔的反应精馏塔塔顶出料口和萃取精馏塔的萃取精馏塔原料进料口相连；所述萃取精馏塔的萃取精馏塔塔顶出料口与反应精馏塔的反应精馏塔甲醇进料口相连。本实用新型专利技术方法简单、效果好，可操作性强，易于放大工业化生产，市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种利用新型规整填料制取碳酸二甲酯的装置，属于化工

技术介绍
碳酸二甲酯无毒、环保，可用于作聚碳酸酯、聚氨酯、医药的生产原料，并可替代有毒的硫酸二甲酯、甲基氯、光气等作甲基化和羰基化试剂，还可用作汽油添加剂，同时也是一种清洁、安全的绿色溶剂，因而其又有“21世纪有机合成新基石”和“绿色化工产品”之称。近年来，随着聚碳酸酯产能激增，市场对原料碳酸二甲酯的需求也日益迫切。制备碳酸二甲酯的方法主要有：光气法、甲醇氧化羰基化法、酯交换法、尿素醇解法。其中，由碳酸丙(乙)烯酯与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯同时联产丙(乙)二醇的酯交换法因其绿色环保已替代光气法成为目前最普遍的生产工艺。该技术的反应方程式如下：该反应操作条件温和、不涉及有毒或强腐蚀性溶剂，易于实现工业化。但该反应受平衡限制，碳酸丙烯酯单程转化率低。由产物中分离碳酸丙烯酯进行循环反应可提高原料转化率，但操作复杂、能耗高。目前工业上广泛采用反应精馏的方式，通过不断移出产物，使该反应趋于完全。此外，由于产物碳酸二甲酯与甲醇共沸，存在分离上的困难。如何得到高纯度的碳酸二甲酯，及最大限度回收甲醇，是该技术的另一个重要问题。专利CN201310692281.7提出了以甲醇钠为催化剂进行均相反应精馏，并通过加压精馏分离碳酸二甲酯与甲醇的工艺。专利03150229.6提出了以甲醇碱金属催化剂进行均相反应精馏，并通过加压、减压两塔精馏分离碳酸二甲酯和甲醇的工艺。专利CN200810016481.X基于以甲醇碱金属催化剂均相反应精馏并加压精馏分离碳酸二甲酯和甲醇的工艺，提出了解决甲醇碱金属催化剂与丙二醇分离困难的新工艺。上述专利均采用均相催化剂，存在催化剂分离的问题。另外，因碳酸二甲酯与甲醇共沸，需采用加压-减压两塔精馏进行分离，对设备要求高，且能耗大。专利CN201410300187.7提出了一种由碱金属化合物和/或碱土金属化合物与磷化合物以及分子筛组成的复合催化剂，可用于催化环状碳酸酯与甲醇反应合成碳酸二甲酯的工艺。专利CN201410498142.5提出了一种以强碱型复合羟基咪唑树脂为催化剂催化碳酸乙烯酯与甲醇合成碳酸二甲酯的方法。上述专利提出了以非均相催化剂替代均相催化剂进行碳酸二甲酯的合成，解决了催化剂分离的难题，但并未给出可用于工业化生产的技术方案。
技术实现思路
专利技术目的：本技术所要解决的技术问题针对现有技术的不足，而提供一种工艺要求低、碳酸二甲酯生产效率高且反应精馏产物后续分离的能耗低的制取碳酸二甲酯的装置及工艺。技术方案：为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种制取碳酸二甲酯的装置，其特征在于：包括反应精馏塔和萃取精馏塔；所述反应精馏塔侧部设有反应精馏塔甲醇进料口和反应精馏塔碳酸丙烯酯进料口，塔顶设有反应精馏塔塔顶出料口，塔底设有反应精馏塔塔底出料口；所述萃取精馏塔侧部设有萃取精馏塔原料进料口和萃取剂进料口，塔顶设有萃取精馏塔塔顶出料口，塔底设有萃取精馏塔塔底出料口；所述反应精馏塔的反应精馏塔塔顶出料口和萃取精馏塔的萃取精馏塔原料进料口相连；所述萃取精馏塔的萃取精馏塔塔顶出料口与反应精馏塔的反应精馏塔甲醇进料口相连，萃取精馏塔的萃取精馏塔塔底出料口与萃取剂回收塔的萃取剂回收塔进料口相连。还包括一萃取剂回收塔，所述萃取剂回收塔侧部设有萃取剂回收塔进料口，塔顶设有萃取剂回收塔塔顶出料口，塔底设有萃取剂回收塔塔底出料口；所述萃取剂回收塔的萃取剂回收塔塔底出料口与萃取精馏塔的萃取精馏塔萃取剂进料口相连。在所述反应精馏塔的精馏段和反应段设置有开窗导流式填料，该开窗导流式填料的填料片为波纹填料片，在波纹填料片波峰和波谷处开设将波纹填料片两侧连通的导流窗口。所述开窗导流式填料由在所述反应精馏塔截面内交替布置的组件A和组件B构成，在组件A或组件B内填催化剂颗粒。所述组件A和组件B成螺旋线型叠加或成片状叠加。采用权利要求上述任一所述的制取碳酸二甲酯装置进行碳酸二甲酯生产的工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将碳酸丙烯酯由反应精馏塔碳酸丙烯酯进料口加入到反应精馏塔内，将新鲜甲醇和分离回收后的甲醇由反应精馏塔甲醇进料口加入到反应精馏塔内，碳酸丙烯酯和甲醇在催化剂作用下反应生成碳酸二甲酯和丙二醇，从反应精馏塔塔顶出料口采出轻组分，，从反应精馏塔塔底出料口采出重组分；步骤二、步骤一采出的轻组分由萃取精馏塔原料进料口进入萃取精馏塔，并由萃取精馏塔萃取剂进料口加入萃取剂，经萃取精馏后，轻组分由萃取精馏塔塔顶出料口采出，重组分由萃取精馏塔塔底出料口采出，采出的轻组分为回收得到的甲醇，由反应精馏塔甲醇进料口进入反应精馏塔继续参与反应精馏。还包括：步骤三、步骤二采出的重组分由萃取剂回收塔进料口进入萃取剂回收塔，精馏后，轻组分为目标产品碳酸二甲酯，由萃取剂回收塔塔顶出料口采出，重组分由萃取剂回收塔底出料口采出；步骤四、步骤三采出的重组分为回收得到的萃取剂，由萃取精馏塔萃取剂进料口进入萃取精馏塔继续参与萃取精馏。所述的萃取剂为苯酚、乙二醇、水、糠醛或苯胺。所述反应精馏塔的塔板数为30-50块，操作压力为0.01-0.5MPa；所述萃取剂回收塔的塔板数为20-40块，操作压力为0.01-0.5MPa。所述萃取精馏塔的理论塔板数为40-60块，操作压力为0.01-0.5MPa。有益效果：(1)采用萃取精馏实现碳酸二甲酯与甲醇的分离，可在常压下操作，降低了工艺要求，较加压-减压精馏工艺大幅降低了设备投资和生产能耗；本技术萃取剂可采用苯酚，其具有较好的萃取效果。此外，当下游工艺为由碳酸二甲酯与苯酚反应制备碳酸二苯酯进而生产聚碳酸酯产品时，利用苯酚进行萃取可避免向反应体系内带入新的物质，且产品碳酸二甲酯中含有少量苯酚也不影响其参与下游碳酸二苯酯的生产。当采用碳酸乙烯酯为原料制取碳酸二甲酯时，因副产物为乙二醇，则此时利用乙二醇作为萃取剂，可提高工艺的经济性。(2)反应精馏塔采用开窗导流式规整填料，增大了气液接触面积，提高了填料表面液膜更新速率，从而提高了气液传质效率；采用开窗导流式规整填料，有利于采用固体催化剂进行非均相催化反应，解决催化剂与产物的分离问题。(3)填料采用组件A和组件B交替布置的形式，组件A内填充催化剂，并用丝网包裹固定，该形式有利于控制催化剂装填总量及其在反应塔内的分布情况。附图说明图1为实施例1中所述一种利用新型规整填料制取碳酸二甲酯装置的示意图；图2为反应精馏塔填料层组件A与组件B叠放并卷曲放置的俯视图；图3为反应精馏塔填料层组件A与组件B交替排列垂直放置的俯视图；图4为图3的中心剖面示意图；图5为波纹填料片的结构示意图。图中：1-反应精馏塔，2-萃取精馏塔，3-萃取剂回收塔，4-组件A，5-组件B，6-波峰，7-波谷，8-导流窗口，a-碳酸丙烯酯，b-甲醇，c-萃取剂，d-碳酸二甲酯，e-丙二醇粗品。具体实施方式下面通过实施例对本技术技术方案进行详细说明，但是本技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例1：一种利用新型规整填料制取碳酸二甲酯的装置，包括反应精馏塔1、萃取精馏塔2和萃取剂回收塔3。反应精馏塔侧部设有反应精馏塔甲醇进料口和反应精馏塔碳酸丙烯酯进料口，塔顶设有反应精馏塔塔顶出料口，塔底设有反应精馏塔塔底出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制取碳酸二甲酯的装置，其特征在于：包括反应精馏塔和萃取精馏塔；所述反应精馏塔侧部设有反应精馏塔甲醇进料口和反应精馏塔碳酸丙烯酯进料口，塔顶设有反应精馏塔塔顶出料口，塔底设有反应精馏塔塔底出料口；所述萃取精馏塔侧部设有萃取精馏塔原料进料口和萃取剂进料口，塔顶设有萃取精馏塔塔顶出料口，塔底设有萃取精馏塔塔底出料口；所述反应精馏塔的反应精馏塔塔顶出料口和萃取精馏塔的萃取精馏塔原料进料口相连；所述萃取精馏塔的萃取精馏塔塔顶出料口与反应精馏塔的反应精馏塔甲醇进料口相连。

【技术特征摘要】
1.一种制取碳酸二甲酯的装置，其特征在于：包括反应精馏塔和萃取精馏塔；所述反应精馏塔侧部设有反应精馏塔甲醇进料口和反应精馏塔碳酸丙烯酯进料口，塔顶设有反应精馏塔塔顶出料口，塔底设有反应精馏塔塔底出料口；所述萃取精馏塔侧部设有萃取精馏塔原料进料口和萃取剂进料口，塔顶设有萃取精馏塔塔顶出料口，塔底设有萃取精馏塔塔底出料口；所述反应精馏塔的反应精馏塔塔顶出料口和萃取精馏塔的萃取精馏塔原料进料口相连；所述萃取精馏塔的萃取精馏塔塔顶出料口与反应精馏塔的反应精馏塔甲醇进料口相连。2.根据权利要求1所述的制取碳酸二甲酯的装置，其特征在于，还包括一萃取剂回收塔，所述萃取剂回收塔侧部设有萃取剂回收塔进料口，塔顶设有萃取剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊超，孙玉玉，黄益平，黄晶晶，刘春江，李凭力，徐义明，
申请(专利权)人：中建安装工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32