【技术实现步骤摘要】
本申请涉及化工，尤其涉及一种制备碳酸二甲酯的系统和方法。
技术介绍
1、碳酸二甲酯(dmc)由于其含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，使其可以在参与多种如羰基化、酯交换、加成等多种类型的反应。并且碳酸二甲酯本身无毒无害且对环境无污染，是一种环保和用途广泛的化工原料，在生产中具有使用安全、方便、污染少和容易运输等特点，在美容护肤、锂离子电池电解液、医药产品、农药、化肥、洗涤剂等领域广泛使用。
2、在甲醇氧化羰基法生产碳酸二甲酯的生产工艺中，先将一氧化氮、甲醇和氧气通入合成装置中反应，生成亚硝酸甲酯，再将亚硝酸甲酯与一氧化碳反应生成碳酸二甲酯。
3、然而在上述工艺流程中，氧气与一氧化氮快速混合并发生强放热氧化反应生成氮氧化物，同时在高温条件下，甲醇与氮氧化物会进一步发生反应生成亚硝酸甲酯，并且在高温下亚硝酸甲酯分解会产生大量的分解热，导致合成装置中温度和压力的快速升高，造成反应失控。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种制备碳酸二甲酯的系统和方法，用以解决将一氧化氮、甲醇和氧气通入合成装置中反应，反应剧烈，容易造成反应失控的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种制备碳酸二甲酯的系统，包括：
3、预混合器，所述预混合器用于供一氧化氮与氧气反应，产生包括氮氧化物的第一产物；
4、合成塔，所述合成塔与所述预混合器连接，所述合成塔上连接有甲醇原料罐，以供甲醇和第一产物反应，产生包括亚硝酸甲酯的第二产物；
5、羰基合成反应
6、吸收塔，与所述羰基合成反应器连接，所述吸收塔内设置有吸收剂，所述吸收剂用于吸收碳酸二甲酯，并转化为包括碳酸二甲酯的液体第四产物与包括一氧化氮的气态第五产物。
7、在一种可能的实施方式中，还包括预处理器，所述预处理器与所述吸收塔连接，以吸收所述第五产物中残余的甲醇，形成包括一氧化氮的第六产物。
8、在一种可能的实施方式中，所述预处理器与所述预混合器连接，以将所述第六产物通入所述预混合器中作为原料循环使用。
9、在一种可能的实施方式中，还包括冷却器，所述合成塔上还设置有循环泵，所述冷却器的一端与所述循环泵连接，另一端与所述合成塔连接，以循环冷却所述合成塔。
10、第二方面，本申请实施例提供一种制备碳酸二甲酯的方法，使用制备碳酸二甲酯的系统，所述方法包括：
11、将一氧化氮和氧气通入预混合器进行反应，产生包括氮氧化物的第一产物；
12、将所述第一产物通入合成塔，并朝向所述合成塔中通入甲醇，以使所述甲醇和所述第一产物反应，产生包括亚硝酸甲酯的第二产物；
13、将所述第二产物和一氧化碳通入所述羰基合成反应器，以使所述第二产物和一氧化碳发生羰基合成催化反应，产生包括一氧化氮和碳酸二甲酯的第三产物；
14、将所述第三产物通入吸收塔，以使所述第三产物与所述吸收塔内的吸收剂接触后，形成包括碳酸二甲酯的液态第四产物与包括一氧化氮的气态第五产物。
15、在一种可能的实施方式中，在将所述第三产物通入吸收塔之后，还包括，将所述第五产物通入预处理器，以吸收所述第五产物中残余的甲醇，形成含有一氧化氮的第六产物。
16、在一种可能的实施方式中，在将所述第五产物通入预处理器之后，还包括，将所述第六产物通入所述预混合器中，作为原料循环使用。
17、在一种可能的实施方式中，所述第六产物中甲醇的含量小于1000ppm；在所述预混合器中，通入的所述氧气的体积与所述第六产物中一氧化氮的体积比为1:5～1:8。
18、在一种可能的实施方式中，在所述将一氧化氮和氧气通入预混合器进行反应时，还包括：检测所述预混合器中氧化剂的当前浓度c1，所述预混合器中的当前温度t1；
19、所述预混合器中的预设反应温度为t，预设氧化剂的浓度为c；
20、当t＜t1＜t+30℃或c＜c1＜c+3％，降低所述氧气的输入量并降低所述预混合器的温度；当t1≥t+30℃或c1≥c+3％，停止所述氧气的输入并降低所述预混合器的温度。
21、在一种可能的实施方式中，在将所述第一产物通入合成塔时，所述甲醇与所述第一产物的质量比为4:1～10:1；所述甲醇的进料温度为5～30℃；
22、所述甲醇的从所述合成塔的顶部通入所述合成塔中，所述第一产物从所述合成塔的底部通入所述合成塔中，并与所述甲醇逆流接触，以通过所述甲醇吸收反应放出的热量。
23、本申请实施例提供的一种制备碳酸二甲酯的系统和方法，制备碳酸二甲酯的系统通过在预混合器中进行一氧化氮与氧气的反应，生成包括氮氧化物的第一产物，在合成塔内将第一产物与甲醇反应生成亚硝酸甲酯，再通过在羰基合成反应器内将亚硝酸甲酯与一氧化碳反应生成亚硝酸甲酯，最后通过吸收塔将亚硝酸甲酯液化分离；通过将制备亚硝酸甲酯的反应分解在两个不同的装置中进行逐步的反应，从而可以避免氧气进料时甲醇等可燃物同步投入，避免氧气与一氧化氮发生强烈放热氧化反应的同时，亚硝酸甲酯也在高温下分解进一步的产生热量，进而导致反应失控的可能，提高生产的可控性和安全性。
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1.一种制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，还包括预处理器(600)，所述预处理器(600)与所述吸收塔(500)连接，以吸收所述第五产物中残余的甲醇，形成包括一氧化氮的第六产物。
3.根据权利要求2所述的制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，所述预处理器(600)与所述预混合器(100)连接，以将所述第六产物通入所述预混合器(100)中作为原料循环使用。
4.根据权利要求1所述的制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，还包括冷却器(210)，所述合成塔(200)上还设置有循环泵(220)，所述冷却器(210)的一端与所述循环泵(220)连接，另一端与所述合成塔(200)连接，以循环冷却所述合成塔(200)。
5.一种制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，使用如权利要求1-4任一项所述的制备碳酸二甲酯的系统，所述方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，在将所述第三产物通入吸收塔(500)之后，还包括：
7.根据权利要求6所述的制备
8.根据权利要求6所述的制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，所述第六产物中甲醇的含量小于1000ppm；在所述预混合器(100)中，通入的所述氧气的体积与所述第六产物中一氧化氮的体积比为1:5～1:8。
9.根据权利要求5所述的制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，在所述将一氧化氮和氧气通入预混合器(100)进行反应时，还包括：检测所述预混合器(100)中氧化剂的当前浓度C1，所述预混合器(100)中的当前温度T1；
10.根据权利要求5所述的制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，在将所述第一产物通入合成塔(200)时，所述甲醇与所述第一产物的质量比为4:1～10:1；所述甲醇的进料温度为5～30℃；
...【技术特征摘要】
1.一种制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，还包括预处理器(600)，所述预处理器(600)与所述吸收塔(500)连接，以吸收所述第五产物中残余的甲醇，形成包括一氧化氮的第六产物。
3.根据权利要求2所述的制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，所述预处理器(600)与所述预混合器(100)连接，以将所述第六产物通入所述预混合器(100)中作为原料循环使用。
4.根据权利要求1所述的制备碳酸二甲酯的系统，其特征在于，还包括冷却器(210)，所述合成塔(200)上还设置有循环泵(220)，所述冷却器(210)的一端与所述循环泵(220)连接，另一端与所述合成塔(200)连接，以循环冷却所述合成塔(200)。
5.一种制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，使用如权利要求1-4任一项所述的制备碳酸二甲酯的系统，所述方法包括：
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷艳欣，孙康，李作金，纪勇强，王昀，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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