CN103550940A - 碳酸丙烯酯的粗产品脱轻及催化剂分离的装置 - Google Patents

Abstract

碳酸丙烯酯的粗产品脱轻及催化剂分离的装置，包括蒸发器、催化剂回收槽、间接换热器、真空泵、PC储罐，其特征在于：蒸发器与反应器连通，蒸发器排气口与轻组分分离器连通；轻组分分离器由立式筒体、填料层、分布器、立式换热管芯组成，筒体中部设有填料层，填料层中为多层波纹丝网，填料层上空悬挂一个喷淋器；筒体上部缩径筒内固定有立式换热管芯；填料层下方筒壁上设有进气口、排液管，筒体顶盖上排气口与真空泵管道连通；排液管与循环泵连通，循环泵排液口的三通体一个管口通过循环阀与分布器进液口连通，三通体另一管口通过放流阀与间接换热器管路连通，间接换热器与PC储罐连通。无需精馏，循环传质传热，产品PC收率高达99％以上。

Description

碳酸丙烯酯的粗产品脱轻及催化剂分离的装置

技术领域：

本发明涉及碳酸丙烯酯合成液脱轻提纯及催化剂分离的装置，特别是利用二氧化碳(CO₂)与环氧丙烷(PO)在有催化剂的条件下生产碳酸丙烯酯的粗产品脱轻提纯及催化剂分离的装置。

背景技术：

碳酸丙烯酯(PC)的生产大多采用二氧化碳(CO₂)与环氧丙烷(PO)在有催化剂、压力1.5-2.4MPa、温度100-260℃的条件下，在反应器内进行合成碳酸丙烯酯。未经处理的PC粗产品合成液中含有催化剂、未反应物、反应副产物轻组分CO₂、PO、三乙胺、溴乙烷及产品PC。现有的生产工艺采用蒸发器将PC、三乙胺、溴乙烷气化后进入冷凝器冷凝获得纯度约98％的产品PC，催化剂与部分未蒸发的PC液从蒸发器底部排出进入催化剂回收槽回用。采用此法进行生产获得的产品纯度差、有异味、能耗高、产品品质需进一步精馏才能获得纯度＞99％的PC产品。

有异味为三乙胺、溴化烷散发出的气味。能耗高为精馏时，还得将粗产品合成液再次用蒸发器加热气化。

现有脱轻及催化剂的装置由蒸发器、催化剂回收槽、间接换热器、真空泵、PC储罐组成。蒸发器进液口与反应器排液口连通，蒸发器排气口与作为冷凝器的间接换热器进气口连通，蒸发器底部排出口与催化剂回收槽连通，间接换热器排气口与真空泵连通，间接换热器排液口与PC储罐连通。在真空泵的作用下，粗产品合成液进气蒸发器气化，气化后进入冷凝器进行气液分离。由于各组分沸点不同，PC气冷凝后形成液体进入PC储罐，但单纯冷凝工艺，不同气体存有混杂现象，达不到高分离度。PC液中还夹带部分CO₂、PO、溴乙烷、三乙胺等各组分，因而产品纯度为98％，废气则由真空泵排空。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种碳酸丙烯酯的粗产品脱轻及催化剂分离的装置。

本发明的方案是：包括蒸发器、催化剂回收槽、间接换热器、真空泵、PC储罐，其特征在于：蒸发器进液口与反应器排液口管路连通，蒸发器排气口与一个轻组分分离器进气口连通；轻组分分离器由立式筒体、填料层、分布器、立式换热管芯组成，筒体中部内腔固定有填料层，填料层的上下两块间隔的多孔圆板固定在内孔壁上，两块多孔圆板间设置有作为填料的多层波纹丝网，填料层上空悬挂式固定一个分布器；筒体上部缩径筒内腔固定有立式换热管芯，立式换热管芯为上下两块多孔圆隔板外圆间隔固定在筒体上部内壁上，若干根竖管上下两端口分别固定套合在两块多孔圆隔板的对应孔中，两块多孔圆隔板间的筒壁上分别设置有进水口、排水口，所述进水口、排水口分别与进水管、排水管连通；邻近填料层下方的一侧筒壁上设置有进气口，筒体的缩径筒顶盖上设置的排气口与真空泵吸气口管道连通；填料层下方另一侧筒壁上设置有水平高度低于进气口的排液管，所述排液管另一端口与一个循环泵进液口连通，循环泵排液口与一个三通体连通，三通体的一个管口通过一个循环阀与筒体内分布器进液口管路连通，三通体的另一个管口通过放流阀与间接换热器的进液口管路连通，间接换热器的另一端排液口与PC储罐管路连通；间接换热器的进水口、排水口分别与进水管、排水管管路连通。

本发明的优点在于：PC产品纯度可达到99.95％以上，高于常规工艺的99.5％；每吨高品质PC产品蒸汽消耗可减少500kg以上；产品无异味、纯度高，可作为电池级产品使用；产品水分＜30×10^-6，优于电池级质量标准；装置仅一步就可获得高品质PC产品，无需再进行精馏；产品PC收率高达99％以上。

附图说明：

附图为本发明结构示意图。

具体实施方式：

本发明包括蒸发器2、催化剂回收槽1、间接换热器10、真空泵4、PC储罐11，其特征在于：蒸发器2进液口与反应器排液口管路连通，蒸发器2排气口与一个轻组分分离器12进气口连通；轻组分分离器12由立式筒体、填料层3、分布器6、立式换热管芯5组成，筒体中部内腔固定有填料层3，填料层3的上下两块间隔的多孔圆板固定在内孔壁上，两块多孔圆板间设置有作为填料的多层波纹丝网，填料层3上空悬挂式固定一个分布器6；筒体上部缩径筒内腔固定有立式换热管芯5，立式换热管芯5为上下两块多孔圆隔板外圆间隔固定在筒体上部内壁上，若干根竖管上下两端口分别固定套合在两块多孔圆隔板的对应孔中，两块多孔圆隔板间的筒壁上分别设置有进水口、排水口，所述进水口、排水口分别与进水管、排水管连通；邻近填料层3下方的一侧筒壁上设置有进气口，筒体的缩径筒顶盖上设置的排气口与真空泵吸气口管道连通；填料层3下方另一侧筒壁上设置有水平高度低于进气口的排液管，所述排液管另一端口与一个循环泵9进液口连通，循环泵9排液口与一个三通体连通，三通体的一个管口通过一个循环阀7与筒体内分布器进液口管路连通，三通体的另一个管口通过放流阀8与间接换热器10的进液口管路连通，间接换热器10的另一端排液口与PC储槽11管路连通；间接换热器10的进水口、排水口分别与进水管、排水管管路连通。

真空泵4抽真空产生负压，使蒸发器2进液口吸入反应器排液口排出的粗产品合成液，在蒸发器2内气化后进入轻组分分离器12，气体向上流经填料层3时，与下行的流体在波纹丝网中对冲被迫冷凝液化、传质传热后向上流经分布器6再次喷淋冷却、余气进入立式换热管芯5的多根竖管中，被竖管外壁的循环冷却水间接换热冷凝在管壁上，冷凝后向下滴流进入填料层3，脱轻后向下流入筒底集流。当集流水面高过筒壁排液管口后，PC液被循环泵9向上泵入分布器6(此时放流阀8为关闭状态)，作为循环液再向下喷淋进入填料层3循环传质传热，对蒸发器2进入的气体不断液化。经多回合循环液化、传质传热后集流水面增高，当集流水面达到一定高度时，打开放流阀8让成品液进入间接换热器10降温后再进入PC储槽11，实施常态运行。

利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过塔顶冷凝、循环泵输送的液相和蒸发器来的PC(混合气)气相的回流，使气、液两相在填料中逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分(轻组分：溶解在PC液中的CO₂、PO、溴乙烷、三乙胺等)不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使PC混合物得到不断分离提纯。

只要调节好放流阀8、循环阀7的开度，则循环泵9能控制循环、放流处于并行状态。间接换热器10在背景技术中起着气体在管壁中冷凝液化作用。在本发明方案中为PC液冷却降温。

反应器的PC粗产品利用蒸发器2的真空吸入蒸发器2经蒸汽加热后汽化，未能汽化的少量PC液及催化剂流入催化剂回收槽11回用到反应器，汽化后的大部分PC液夹带轻组分(溶解在PC液中的CO₂、PO、溴乙烷、三乙胺等)进入脱轻组分分离器12进行分离轻组分，轻组分由脱轻组分分离器顶部排出，合格的高品质PC液使用循环泵3采出冷却后送入合格PC储槽11。

Claims (1)

1.碳酸丙烯酯的粗产品脱轻及催化剂分离的装置，包括蒸发器(2)、催化剂回收槽(1)、间接换热器(10)、真空泵(4)、PC储罐(11)，其特征在于：蒸发器(2)进液口与反应器排液口管路连通，蒸发器(2)排气口与一个轻组分分离器(12)进气口连通；轻组分分离器(12)由立式筒体、填料层(3)、分布器(6)、立式换热管芯(5)组成，筒体中部内腔固定有填料层(3)，填料层(3)的上下两块间隔的多孔圆板固定在内孔壁上，两块多孔圆板间设置有作为填料的多层波纹丝网，填料层(3)上空悬挂式固定一个分布器(6)；筒体上部缩径筒内腔固定有立式换热管芯(5)，立式换热管芯(5)为上下两块多孔圆隔板外圆间隔固定在筒体上部内壁上，若干根竖管上下两端口分别固定套合在两块多孔圆隔板的对应孔中，两块多孔圆隔板间的筒壁上分别设置有进水口、排水口，所述进水口、排水口分别与进水管、排水管连通；邻近填料层(3)下方的一侧筒壁上设置有进气口，筒体的缩径筒顶盖上设置的排气口与真空泵吸气口管道连通；填料层(3)下方另一侧筒壁上设置有水平高度低于进气口的排液管，所述排液管另一端口与一个循环泵(9)进液口连通，循环泵(9)排液口与一个三通体连通，三通体的一个管口通过一个循环阀(7)与筒体内分布器进液口管路连通，三通体的另一个管口通过放流阀(8)与间接换热器(10)的进液口管路连通，间接换热器(10)的另一端排液口与PC储槽(11)管路连通；间接换热器(10)的进水口、排水口分别与进水管、排水管管路连通。