合成碳酸二甲酯的循环反应器及碳酸二甲酯的生产系统技术方案

本实用新型专利技术涉及化工设备，公开了一种合成碳酸二甲酯的循环反应器，包括反应管(13)和循环管(2)，循环管(2)的顶部设置有分离器(6)，分离器(6)和循环管(2)均通过若干连接管与反应管(13)相连通，反应管(13)和循环管(2)上套设有外盘管(4)，反应管(13)内还设置有若干换热器(11)，以能够通过若干换热器(11)保持反应管(13)内的温度平稳。通过在反应管和循环管上套设外盘管，外盘管对反应管和循环管进行加热或冷却，能够有效提高传热效率，使反应器的重量减少，并且在反应管内设置有若干换热器，通过换热器的设置能够保证反应管内的温度平稳，从而使得原料在反应管内能够稳定的进行反应。还涉及一种碳酸二甲酯的生产系统。涉及一种碳酸二甲酯的生产系统。涉及一种碳酸二甲酯的生产系统。

【技术实现步骤摘要】
合成碳酸二甲酯的循环反应器及碳酸二甲酯的生产系统


[0001]本技术涉及化工设备，尤其是涉及一种合成碳酸二甲酯的循环反应器。另外，还涉及一种碳酸二甲酯的生产系统。

技术介绍

[0002]碳酸二甲酯简称DMC，常温下是一种无色透明、有刺激性气味的液体，可燃，无毒，可被生物降解。碳酸二甲酯是一种重要的有机化工中间体，由于其分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，因而可用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应；由于DMC无毒，可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用，提高生产操作的安全性，降低环境污染；作为溶剂，DMC可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等；作为汽油添加剂，DMC可提高其辛烷值和含氧量，进而提高其抗爆性；DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂，总之DMC具有非常广泛的用途。
[0003]生产碳酸二甲酯的反应容器是通过将液相甲醇，气相CO和O2作为原料，在催化剂作用下，在管式反应器内进行反应，反应时通过对管式反应器进行温度调节，使得进入反应器内的气相物料充分反应后生成主要产物碳酸二甲酯。
[0004]但传统的反应容器在进行加热反应时，通常采用夹套式的换热装置，通过在夹套式换热装置内通入蒸汽来对原料进行加热，以此来保证反应所需温度，但采用夹套式换热装置的换热效率较低。并且采用夹套式换热装置不方便开设用于测温或测压的检测孔，并且一旦开孔需要同时在夹套式换热器的外壁和反应器上进行开孔，及其不方便。另外，在反应器内单独进一氧化碳和氧气的混合气，混合气在反应管下部的浓度较高，在催化剂作用下，在生成DMC同时，氧气还会和一氧化碳发生副反应生成二氧化碳，当混合气到达反应管上部时，氧气含量极低或无氧气，从而导致反应管上部由于缺少氧气几乎无法合成DMC，造成DMC产量较低，反应效率低。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是提供了一种合成碳酸二甲酯的循环反应器，能够保持反应器内的温度平稳。
[0006]本技术第二方面所要解决的技术问题是提供一种碳酸二甲酯的生产系统，能够保证生产系统的反应器的温度稳定。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种合成碳酸二甲酯的循环反应器，包括反应管和循环管，所述循环管的顶部设置有分离器，分离器顶部设有气相物料出口，所述分离器通过第一连接管与所述反应器相连，所述循环管通过第二连接管与所述反应管相连，所述反应管和循环管上焊接有外盘管，所述反应管内还设置有若干换热器，以能够通过所述换热器保持所述反应管内的温度平稳。
[0008]优选地，所述反应管上开设有至少两个气相物料入口，每个所述气相物料入口处
均设置有气体分布装置。通过该优选技术方案，在气相物料的入口处设置的气体分布装置，通过气体分布装置将输入反应管内的气相物料进行分布，经过分布后的气相物料(一氧化碳和氧气)在反应管内能够在催化剂作用下与其他原料(甲醇)充分反应合成DMC，提高效率。设置两个气相物料入口并通过气体分布装置进行进料，更有利于反应管内的合成DMC的催化反应的充分进行，提高DMC的收率。采用分段式进气，有利于气相物料均匀分布在反应管内，使得催化剂的利用效率更高，避免出现采用单个气相物料入口进气时，进入反应管上部气相物料减少，而导致上部催化剂没有被有效利用，且使用分段式进气，反应更充分，通过大幅度降低反应器的高度，如将反应器高度下降7
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11％，也可满足生产产量的要求。
[0009]进一步优选地，所述气体分布装置包括枝条分布器，所述枝条分布器设置在所述气相物料入口处，以能够通过所述枝条分布器对所述气相物料进行分布。通过该优选技术方案，采用枝条分布器对气相物料进行分布，能够使得气相物料分布的更加均匀。
[0010]优选地，所述气体分布装置还包括多孔分布板，所述多孔分布板安装在所述枝条分布器上方，以能够通过所述多孔分布板对气相物料进行二次分布。通过该优选技术方案，采用多孔分布板对气相物料进行二次分布，使得气相物料能够被二次分布，经过分布后的气相物料能够在反应管内更加快速充分的反应，能够更有利于反应管内的气相物料中的氧气参与反应合成DMC，降低副产物二氧化碳的生成，并且提高了目标产物DMC的反应速率。
[0011]进一步优选地，所述循环管与所述反应管的中部还设置有若干固定连接件，并通过若干所述固定连接件相连。通过该优选技术方案，循环管与反应管的底部通过第二连接管相连，另外设置在循环管顶部的分离器通过第一连接管与反应管相连通，以此来实现反应管与循环管内物料的循环反应，并且，在反应管和循环管之间还设置有固定连接件，通过固定连接件能够有效提高设备的整体强度。
[0012]优选地，所述第一连接管与所述分离器之间采用法兰连接，第二连接管与所述循环管之间采用法兰连接，所述固定连接件包括与所述循环管相连的第一连接件以及与所述反应管相连的第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件之间同样采用法兰连接。通过该优选技术方案，通过法兰连接的方式便于对循环管、反应管和分离器进行拆装、运输。
[0013]进一步优选地，所述反应管与所述循环管平行且竖直向上设置；每个所述气相物料入口的上方均设置有至少一个所述换热器。通过该优选技术方案，在每个气相物料入口的上方均设置有至少一个换热器，通过换热器与反应管内物料的热交换，可以撤出反应过程中产生的热量，调节反应管内物料的反应温度满足反应要求，通过调整换热器内的温度，以此来保证换热器与反应管内物料之间的温度平衡。
[0014]优选地，所述枝条分布器的开孔率为0.1％
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0.5％，所述多孔分布板的开孔率为10％
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40％。
[0015]进一步优选地，所述分离器内设有丝网除沫器，所述丝网除沫器的丝网空隙率为40％
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80％。
[0016]本技术提供了一种碳酸二甲酯的生产系统，其特征在于，包括本技术第一方面所提供的合成碳酸二甲酯的循环反应器，所述换热器为管式换热器。
[0017]通过上述技术方案，本技术提供的高效换热合成碳酸二甲酯的循环反应管，通过在反应管和循环管上焊接外盘管进行换热，可以增强反应管和循环管的筒体的强度，因此，与传统的夹套式换热相比，使用外盘管时，可以从上往下设置多组，并且每组外盘管
上均设有入口和出口，各组盘管之间具有一定的间距，该结构使得每组盘管的长度较短，换热介质在每组盘管中的流速快，从而使得每组盘管的温度更容易被控制；而且多组盘管之间间距的设置有利于开孔作为温度和压力等反应容器运行情况的检测孔；外盘管内的蒸汽流速大于夹套内的蒸汽流速，从而减少了蒸汽冷凝产生的水珠附着在盘管壁对换热效果产生的影响。因此，采用外盘管式的换热装置能够有效提高传热效率，并且在反应管内设置有若干换热器，通过换热器的设置能够保证反应管内的温度平稳，从而使得原料在反应管内能够稳定的进行反应。
[0018]本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成碳酸二甲酯的循环反应器，其特征在于，包括反应管(13)和循环管(2)，所述循环管(2)的顶部设置有分离器(6)，所述分离器(6)顶部设有气相物料出口(7)，所述分离器(6)通过第一连接管(8)与所述反应管(13)上端相连，所述循环管(2)通过第二连接管(9)与所述反应管(13)下端相连，所述反应管(13)和循环管(2)上套设有外盘管(4)，所述反应管(13)内还设置有换热器(11)，以能够通过若干所述换热器(11)保持所述反应管(13)内的温度平稳。2.根据权利要求1所述的合成碳酸二甲酯的循环反应器，其特征在于，所述反应管(13)上开设有至少两个气相物料入口(12)，每个所述气相物料入口(12)处均设置有气体分布装置。3.根据权利要求2所述的合成碳酸二甲酯的循环反应器，其特征在于，所述气体分布装置包括枝条分布器(14)，所述枝条分布器(14)设置在所述气相物料入口(12)处，以能够通过所述枝条分布器(14)对所述气相物料进行分布。4.根据权利要求3所述的合成碳酸二甲酯的循环反应器，其特征在于，所述气体分布装置还包括多孔分布板(15)，所述多孔分布板(15)安装在所述枝条分布器(14)上方，以能够通过所述多孔分布板(15)对气相物料进行二次分布。5.根据权利要求1所述的合成碳酸二甲酯的循环反应器，其特征在于，所述循环管(2)与所述反应管(13)的中部还设置有若...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇彪，王公应，张建平，曾毅，付晋寿，赵昭军，种彩云，赵鹏飞，马贤惠，白元盛，姜维，
申请(专利权)人：内蒙古双欣高分子材料技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：