本发明专利技术公开一种用于循环生产碳酸二甲酯的装置，包括：反应罐、第一冷凝器、冷凝液储罐、精馏塔、第二冷凝器、储液罐和回流罐；其中：所述反应罐的侧壁上设置有进液口和进气口；所述反应罐的顶壁上具有排气口，所述排气口、第一冷凝器、冷凝液储罐依次连接，所述冷凝液储罐与进气口连接；所述反应罐的出液口与精馏塔连接，所述精馏塔的顶部具有馏分收集口，所述馏分收集口、第二冷凝器、储液罐依次连接；所述精馏塔的出液口与回流罐连接，所述回流罐与反应罐的进液口连接。本发明专利技术的这种用于循环生产碳酸二甲酯的装置能够实现对甲醇和二氧化碳这两种原料的循环利用，能够有效提高对原料的利用率。用率。用率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于循环生产碳酸二甲酯的装置
[0001]本专利技术涉及碳酸二甲酯制备
，尤其涉及一种用于循环生产碳酸二甲酯的装置。
技术介绍
[0002]碳酸二甲酯是一种重要的化工原料，被广泛应用于树脂、硝化纤维素、纤维素醚生产、印染等领域。除此之外，碳酸二甲酯还被用作有机合成中间体用于农药、医药等的合成。为了合成碳酸二甲酯，目前已经开发出了多种方法，但每种方法或多或少都存在不足，有的方法甚至已经被淘汰。利用二氧化碳和甲醇在催化剂的作用下一步法合成碳酸二甲酯是一种应用前景较好的工艺，其可以利用温室气体二氧化碳作为合成原料，不仅原料容易获得，而且如果能够利用工业产生的二氧化碳实施该工艺的话有助于降低温室气体的排放。然而，目前这种工艺存在对甲醇和二氧化碳的利用率低，产物收率低的问题，导致这种工艺难以在进行工业化应用，为此，除了在工艺、催化剂方面进一步改进提高对原料的利用率之外，开发有效的生产系统也非常重要。
技术实现思路
[0003]针对上述的问题，本专利技术提供一种用于循环生产碳酸二甲酯的装置，该装置能够实现对甲醇和二氧化碳这两种原料的循环利用，能够有效提高对原料的利用率。为实现上述目的，本专利技术采用如下所述技术方案。
[0004]一种用于循环生产碳酸二甲酯的装置，包括：反应罐、第一冷凝器、冷凝液储罐、精馏塔、第二冷凝器、储液罐和回流罐。其中：所述反应罐的侧壁上设置有进液口和进气口，以便于向反应罐中打入甲醇液体、二氧化碳气体。所述反应罐的顶壁上具有排气口，所述排气口、第一冷凝器、冷凝液储罐依次连接，所述冷凝液储罐的顶部与进气口连接，以便于形成二氧化碳循环线路，对二氧化碳进行循环利用。所述冷凝液储罐的底部与精馏塔与进液口连接。所述反应罐的出液口与精馏塔连接，所述精馏塔的顶部具有馏分收集口，所述馏分收集口、第二冷凝器、储液罐依次连接，经过精馏后得到的碳酸二乙酯冷凝成液态后进入储液罐中进行存储。所述精馏塔的出液口与回流罐连接，所述回流罐与反应罐的进液口连接，精馏后精馏塔中剩余的液体主要成分为甲醇，其进入回流罐中暂存，需要时作为反应原料从进液口供应至反应罐中。
[0005]进一步地，所述反应罐中设置有悬浮液生成器，其悬空固定在所述进液口和进气口的下方。所述悬浮液生成器包括：筒体、超声波振动棒和超声波发生器。其中：所述筒体的底面为多孔状结构，所述筒体的上端口中固定有呈辐射状分布的条状托板，所述条状托板之间的空隙通过孔板密封。所述条状托板上设置有插孔，所述超声波振动棒插入在插孔中并使超声波振动棒悬空在筒体中，所述超声波发生器与超声波振动棒连接。通过所述悬浮液生成器可使其中的固体催化剂在超声波振动棒的作用下与液体形成悬浮液，提高反应效率。
[0006]进一步地，所述进液口还与甲醇供应设备连接，以便于向反应罐补充甲醇原料。
[0007]进一步地，所述冷凝液储罐还与二氧化碳供应设备连接，以便于通过冷凝液储罐向反应罐补充二氧化碳原料。
[0008]进一步地，所述排气口和第一冷凝器之间的管路上设置有循环风机和排气控制阀。打开循环风机和排气控制阀后便于反应罐中的二氧化碳在反应罐、第一冷凝器、冷凝液储罐之间进行循环利用。
[0009]进一步地，所述进气口和冷凝液储罐之间的管路上设置有送风机和气体控制阀，以便将冷凝液储罐中的二氧化碳送入反应罐中参与反应。
[0010]进一步地，所述进气口与冷凝液储罐的顶壁连接，以便于冷凝液储罐中的二氧化碳通过冷凝液储罐进入反应罐中。
[0011]进一步地，所述反应罐的出液口与精馏塔之间的连接管路上设置有第一送液泵和第一液体控制阀，以便于将反应罐中的反应液送入精馏塔中提取目标产物碳酸二甲酯。
[0012]进一步地，所述精馏塔的出液口与回流罐之间的连接管路上设置有第二送液泵和第二液体控制阀，以便于将精馏塔中剩余的液体送入回流罐中暂存。
[0013]进一步地，所述回流罐与反应罐的进液口之间的连接管路上设置有第三送液泵和第三液体控制阀，以便于将反应罐中的液体送入反应罐中实现循环利用。
[0014]进一步地，所述反应罐具有加热功能，可选地，可以采用包括电加热，蒸汽加热等在内的任意适合的方式。
[0015]基于上述的技术方案，本专利技术具有以下方面的有益效果：
[0016](1)本专利技术的生产碳酸二甲酯的装置通过对反应罐中的二氧化碳和未反应的甲醇进行循环利用，可以有效提高对原料的利用率。其中，通过第一冷凝器、冷凝液储罐与反应罐形成循环路线，反应罐中的二氧化碳携带挥发出来的甲醇进入第一冷凝器后甲醇被冷凝呈液态而进入冷凝液储罐底部暂存，可作为后续反应的原料，而二氧化碳仍然以气体的形式进入冷凝液储罐中与补充的二氧化碳一起再次进入反应罐中参与反应，通过保持进入反应罐中的气体流量与排出的气体流量相同，使反应罐中始终保持最大限度的二氧化碳浓度，实时弥补参与反应而消耗的二氧化碳，有助于促进反应的进行，同时通过这一循环使用可以最大限度地实现对二氧化碳的利用，与冷凝液储罐连接的二氧化碳供应设备只需少量弥补参与反应而消耗的二氧化碳即可。另外，通过精馏塔和回流罐的配合对精馏后剩余的液相进行再次利用，可以实现甲醇的重复利用，因为通过精馏提取出反应液中的碳酸二甲酯后剩余液相的主要成分为甲醇，将其打入回流罐中暂存，当需要时将其再次打入反应罐中重复利用。
[0017](2)本专利技术在反应罐中设置了悬浮液生成器，通过所述悬浮液生成器可使其中的固体催化剂在超声波振动棒的作用下与液体形成悬浮液，提高反应效率。在甲醇与二氧化碳的反应中需要加入催化剂后加热加压才能使反应向生成碳酸二甲酯的方向进行，即使如此，反应对甲醇的转换率仍然较低，再加上催化剂堆积严重带来的不利影响，得到的反应液中％以上是甲醇，大量的原料无法被利用而且消耗了大量的能量。为此，本专利技术通过设置由孔板进行上下端口封口的悬浮液生成器，使用时将固体催化剂放在悬浮液生成器中，甲醇进入后在超声波振动棒的作用下固体催化剂在悬浮液生成器中于甲醇形成悬浮液，使催化剂与甲醇进行充分的接触反应，同时又不会导致催化剂弥散在整个反应液中而在出液时造
成催化剂流失。另外，通过悬浮液生成器带来的局部的液体剧烈振荡可以使甲醇分子活性更高，更容易参与反应而促进对甲醇的转换率。
附图说明
[0018]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0019]图1为实施例中用于循环生产碳酸二甲酯的装置的结构示意图。
[0020]图2为实施例中悬浮液生成器的结构示意图。
[0021]图3为实施例中筒体的结构示意图。
[0022]图4为实施例中筒体的底部结构示意图。
[0023]图中标记代表：反应罐1、第一冷凝器2、冷凝液储罐3、精馏塔4、第二冷凝器5、储液罐6、回流罐7、进液口8、进气口9、排气口10、馏分收集口11、循环风机12、排气控制阀13、送风机14、气体控制阀15、第一送液泵16、第一液体控制阀17、第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于循环生产碳酸二甲酯的装置，其特征在于，包括：反应罐、第一冷凝器、冷凝液储罐、精馏塔、第二冷凝器、储液罐和回流罐；其中：所述反应罐的侧壁上设置有进液口和进气口；所述反应罐的顶壁上具有排气口，所述排气口、第一冷凝器、冷凝液储罐依次连接，所述冷凝液储罐的顶部与进气口连接；所述冷凝液储罐的底部与精馏塔与进液口连接；所述反应罐的出液口与精馏塔连接，所述精馏塔的顶部具有馏分收集口，所述馏分收集口、第二冷凝器、储液罐依次连接；所述精馏塔的出液口与回流罐连接，所述回流罐与反应罐的进液口连接。2.根据权利要求1所述的用于循环生产碳酸二甲酯的装置，其特征在于，所述进液口还与甲醇供应设备连接；优选地，所述冷凝液储罐还与二氧化碳供应设备连接。3.根据权利要求1所述的用于循环生产碳酸二甲酯的装置，其特征在于，所述排气口和第一冷凝器之间的管路上设置有循环风机和排气控制阀。4.根据权利要求1所述的用于循环生产碳酸二甲酯的装置，其特征在于，所述进气口和冷凝液储罐之间的管路上设置有送风机和气体控制阀。5.根据权利要求1所述的用于循环生产碳酸二甲酯的装置，其特征在于，所述进气口与冷凝液储罐的顶壁连接。6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，谢厚正，张新平，李飞，李天磊，姚平安，
申请(专利权)人：山东德普化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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