CN114230465B - 一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于分离提纯领域,特别是指一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺,包括催化精馏和精馏过程,通过Aspen puls建模,确定了工艺的条件,即在催化精馏塔中,碳酸二甲酯‑甲醇共沸混合物中的甲醇进行环氧丙烷醚化反应,反应产物从塔釜馏出进入第二精馏塔和第三精馏塔进行分离;分别在第二精馏塔采出甲醇,第三精馏塔采出碳酸二甲酯和丙二醇甲醚。本发明工艺的优点是可对传统变压精馏工艺进行简单改进,利用反应快速打破共沸组成,低能耗分离甲醇制得碳酸二甲酯,同时还能生产有价值的丙二醇甲醚,系统无废物排放,节能环保,具有良好的开发前景。

Description

一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺
技术领域
本发明涉及分离提纯技术领域,尤其涉及一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺。
背景技术
碳酸二甲酯(DMC)在农药、医药、高分子合成、燃料添加剂及溶剂中均有广泛的运用,可代替光气、硫酸二甲酯等剧毒或者致癌物反应而生成重要的化工产品,被称为“21世纪有机合成领域的新基块”。早期的碳酸二甲酯只要是通过光气路线合成,但由于原料气剧毒和氯离子的腐蚀性,限制了DMC的大规模生产和应用。目前碳酸二甲酯有两种工业化合成方法,一是酯交换路线,它是通过碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯和甲醇进行酯交换制得,同时联产丙二醇和乙二醇;另一种是羰化氧化法路线,它是甲醇与氧和一氧化碳进行羰化氧化反应制得。在这两种合成方法中甲醇都不能完全转化,最后粗产品都会形成碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物,必须经过分离和提纯才能得到DMC纯品。
已报道的DMC和甲醇共沸物的分离方法中,吸附法、膜分离法、低温结晶法等因各自存在的弱点还未能工业化。加压精馏法、共沸精馏法、萃取精虽然馏法操作方便,产品纯度高,但存在着流程复杂、设备投资费用高、系统能耗高、分离剂用量大等问题。工业上最常用的方法是变压精馏方法,该方法是利用压力的变化引起共沸组成的变化,从而达到跨越共沸点实现分离的目的。专利CN204298289U描述了用于加压精馏分离甲醇和碳酸二甲酯混合物的板式塔装置,虽然加压精馏操作简单,装置分离效果好,但是压力的变化会需要较高的分离能耗。催化精馏是上世纪80年代发展起来的一种新兴化工过程强化技术。该技术将反应和分离这两个化学过程耦合于同一个设备单元中,被认为是过程强化和革新传统单元操作的一项代表性技术。专利US6093842公开了一种将反应精馏与萃取精馏耦合的工艺来处理甲醇与碳酸二甲酯的分离问题。该方法将碳酸二甲酯、苯酚和萃取剂一同送入反应精馏塔中同时进行化学反应和萃取精馏,经后续分离可以得到高浓度甲醇、产物、碳酸二甲酯和萃取剂。该方法耦合了反应精馏塔和萃取精馏塔,但是分离剂用量为反应物的5-50倍,同时需要额外的精馏塔分离出产物和萃取剂,可见仍然没有解决流程复杂,分离剂用量大,有效提纯碳酸二甲酯等问题。
寻找合适的反应剂和改进工艺是制约反应精馏方法的关键,高效的反应剂和合理的工艺可以实现快速反应和分离,以获得更好的经济效果。为了克服技术瓶颈,本专利提供了一种采用环氧丙烷反应法同时联产丙二醇甲醚的分离工艺。商业上用于环氧丙烷丙氧基化的催化剂主要是均相碱催化剂,如氢氧化钠,甲醇钠等。这些催化剂的优点是简单易得,但缺点是存在后续催化剂的处理问题,如中和产生的固废等问题,存在环保问题,不属于绿色催化剂。本发明提供的固体催化剂聚乙烯基咪唑-二乙烯基苯虽然还没有实现商业的应用,但表现出活性高,反应速率快,选择性高的优点,具有潜在的工业应用性。
发明内容
针对上述方法存在的分离剂用量大、系统能耗高、催化剂难以分离、分离流程复杂等局限性,本发明对现有的变压精馏分离工艺进行改进,提出一种基于环氧丙烷醚化催化精馏技术的、集成分离联产丙二醇甲醚工艺,该分离工艺可节能40%以上,同时获得绿色环保溶剂丙二醇甲醚,极大地提高了工艺的经济性。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明工艺的化学工程原理如下:
环氧丙烷与甲醇反应生成两种丙二醇单甲醚同分异构体:(1)2-甲氧基-1-丙醇和(2)1-甲氧基-2-丙醇:
反应生成的丙二醇甲醚将继续和环氧丙烷生成二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚等一系列同系物。
一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺,步骤如下:
将碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物和环氧丙烷送入催化精馏塔中,甲醇与环氧丙烷进行醚化反应,碳酸二甲酯-甲醇混合物由塔顶进入第二精馏塔,碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物由塔底进入第三精馏塔;在第二精馏塔中进行碳酸二甲酯和甲醇的分离,塔底采出甲醇;在第三精馏塔中进行丙二醇甲醚和碳酸二甲酯的分离,塔顶采出碳酸二甲酯,塔底采出丙二醇甲醚。
所述催化精馏塔包含精馏段、反应段和提馏段。
所述新鲜碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物中甲醇质量分数为70%。
所述催化精馏塔中,环氧丙烷醚化反应为非均相反应,醚化反应催化剂为固体催化剂聚乙烯基咪唑-二乙烯基苯。
所述催化精馏塔环氧丙烷醚化反应中,甲醇与催化剂质量比为(10-20):1,甲醇转化率为10-50%,醇烷进料摩尔比为(2-10):1,环氧丙烷进料量为1-6 t/h,进料温度20-40℃。
所述催化精馏塔理论塔板数为40-60块,其中甲醇-碳酸二甲酯进料口为第30-45块板,环氧丙烷进料口在第15-25块板;催化精馏塔的压力为0.4-0.8 MPa,催化精馏塔的回流比为1-4.5。
所述第二精馏塔塔理论塔板数为40-60块,其中进料口在第20-30块板;第二精馏塔的压力为0.1 MPa,第二精馏塔的回流比为1-4.5。
所述第三精馏塔塔理论塔板数为30-50块,其中进料口在第15-25块板;第三精馏塔的压力为0.1 MPa,第三精馏塔的回流比为2-5。
所述催化精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔的型式是板式塔或填料塔。
所述从催化精馏塔塔顶采出的蒸汽作用于第二精馏塔再沸器进行热交换。
上述过程连续进行,环氧丙烷和甲醇在催化精馏塔内完全反应,所得产物在第二、第三精馏塔进一步分离提纯;第二精馏塔塔底采出甲醇;第三精馏塔塔顶采出碳酸二甲酯,塔底产品主要为丙二醇甲醚。本工艺成功解决了现有产品中碳酸二甲酯和甲醇难以分离问题,操作过程更简单,产物无废物排放,实现了连续生产。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明工艺采用非均相催化剂聚乙烯基咪唑-二乙烯基苯作为醚化反应的催化剂,该催化剂表现出活性高,反应速率快,选择性高的优点,催化剂与反应物和产物易于分离,无废物排出。
2、本发明工艺中醚化反应速度快,操作条件温和,甲醇与环氧丙烷化学反应为不可逆反应,同时反应物和生成物之间不形成新的共沸物。另外,碳酸二甲酯不会与环氧丙烷或醚化产物进行反应。且一旦反应生成丙二醇甲醚,便利用分离使其快速离开反应区而进入塔釜,所以分子量超过丙二醇单甲醚的副产物几乎不存在,抑制了高沸点副产物的生成,具有简化流程和能耗低等优点。由此本发明方法解决了碳酸二甲酯、甲醇难以分离的问题,可保证获得高纯度碳酸二甲酯(碳酸二甲酯摩尔组成>99%)。
3、本发明工艺中由催化精馏塔反应得到的碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物、碳酸二甲酯-丙二醇甲醚共沸混合物分别进入第二精馏塔、第三精馏塔中进行分离,分别在第二精馏塔得到甲醇、在第三精馏塔得到碳酸二甲酯和丙二醇甲醚,反应条件温和,操作简单。
4、本发明工艺通过反应有效打破甲醇-碳酸二甲酯共沸瓶颈,轻易改变共沸物的相对挥发度,降低了能耗,提高了产品质量。且催化精馏塔温度和压力较高,其塔顶热蒸汽可以作为低压精馏塔再沸器的热源充分利用。同时在本发明工艺中,仅催化精馏塔为加压塔,第二精馏塔和第三精馏塔均为常压塔。这些因素都使运行成本得到了降低。
5、本发明工艺除了直接得到碳酸二甲酯外,还联合生产得到了丙二醇甲醚,该产品绿色无毒,被称为“万能溶剂”,可广泛应用于涂料、油墨、油漆、印刷、电子化学品、染料、净洗、纺织等行业中。所以本发明工艺无废物排放,不仅节能环保,而且还具有很好的经济效益。
6、对正常运行的传统工艺稍加改进,便可使本发明工艺应用于实际生产,且改造成本低,解决了工业上工艺改造困难的问题,有利于在短时间内应用和推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明催化精馏分离工艺的结构示意图。T1为催化精馏塔,T2和T3均为精馏塔,C1、C2、C3分别是催化精馏塔和第二、第三精馏塔的塔顶冷凝器,H1、H2、H3分别是催化精馏塔和第二、第三精馏塔的塔釜再沸器。9、10、11分别为催化精馏塔T1的精馏段、反应段和提馏段,12、13分别为第二精馏塔T2的精馏段和提馏段,14、15分别为第三精馏塔T3的精馏段和提馏段。催化精馏塔T1的侧线1为碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口,2为环氧丙烷进料口,催化精馏塔塔顶冷凝器C1的出料口3为高压下共沸浓度的碳酸二甲酯-甲醇混合物出料口,也是第二精馏塔T2的进料口;塔釜再沸器H1的出料口6为碳酸二甲酯和丙二醇甲醚混合物出料口,也是第三精馏塔T3的进料口。第二精馏塔T2塔顶冷凝器C2的出料口4为常压下共沸浓度的碳酸二甲酯-甲醇混合物出料口,第二精馏塔T2再沸器H2的出料口5为甲醇的出料口。第三精馏塔T3塔顶冷凝器C3的出料口7为碳酸二甲酯出料口,第三精馏塔T3再沸器H3的出料口8为丙二醇甲醚的出料口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明所用催化剂聚乙烯基咪唑-二乙烯基苯是引用专利号为ZL201911281418.3公开的方法制备的催化剂。
实施例1
一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺:
如图1所示,催化精馏塔T1包括精馏9,反应段10,提馏段11,冷凝器C1,再沸器H1,塔顶产品出料口3,塔底产品出料口6。在反应段6设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口和1个环氧丙烷进料口。催化精馏塔T1的设备和结构参数为:催化精馏塔T1设置为60块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口1设置在第23块塔板上,环氧丙烷进料口2设置在第45块塔板上。催化精馏塔T1的操作条件为:碳酸二甲酯-甲醇混合物进料流量为10 t/h,进料温度20 ℃,其中甲醇占70%(质量分数),环氧丙烷进料流量为1.28 t/h,甲醇转化率为10%,醇烷进料摩尔比10:1,催化剂添加量为130 kg,操作压力为0.7 MPa,回流比为1.3,塔顶温度为112.9 ℃,塔釜温度为171.7 ℃。
第二精馏塔T2包括精馏段12,提馏段13,冷凝器C2,再沸器H2,塔顶产品出料口4,塔底产品出料口5,在精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3。第二精馏塔T2的设备和结构参数为:第二精馏塔T2设置60块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3设置在第35块塔板上。第二精馏塔T2的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物采出量9.72 t / h,回流比为2.7,塔顶温度为63.3 ℃,塔釜温度为64.62 ℃。
第三精馏塔T3包括精馏段14,提馏段15,冷凝器C3,再沸器H3,塔顶产品出料口7,塔底产品出料口8,在第三精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6。第三精馏塔T3的设备和结构参数为:第三精馏塔T3设置36块理论塔板,碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6设置在第18块塔板上。第三精馏塔T3的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物馏率3000 kg/h,回流比为2.4,塔顶温度为89.8 ℃,塔釜温度为119.8 ℃。
第二精馏塔T2塔底产物质量组成为:甲醇99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
第三精馏塔T3塔顶产物质量组成为:碳酸二甲酯99.5%,甲醇0.5%。
第三精馏塔T3塔底产物质量组成为:丙二醇甲醚99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
经计算,环氧丙烷转化率100 %,1-甲氧基-2-丙醇选择性95.89%。
实施例2
一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺:
催化精馏塔T1包括精馏9,反应段10,提馏段11,冷凝器C1,再沸器H1,塔顶产品出料口3,塔底产品出料口6。在反应段6设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口和1个环氧丙烷进料口。催化精馏塔T1的设备和结构参数为:催催化精馏塔T1设置为60块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口1设置在第23块塔板上,环氧丙烷进料口2设置在第45块塔板上。催化精馏塔T1的操作条件为:碳酸二甲酯-甲醇混合物进料流量为10 t/h,进料温度20 ℃,其中甲醇占70%(质量分数),环氧丙烷进料流量为2.56 t/h,甲醇转化率为20%,醇烷进料摩尔比5:1,催化剂添加量为261 kg,操作压力为0.7 MPa,回流比为1.6,塔顶温度为122.9℃,塔釜温度为175.9 ℃。
第二精馏塔T2包括精馏段12,提馏段13,冷凝器C2,再沸器H2,塔顶产品出料口4,塔底产品出料口5,在精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3。第二精馏塔T2的设备和结构参数为:第二精馏塔T2设置56块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3设置在第28块塔板上。第二精馏塔T2的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物馏率8.64t/h,回流比为2.1,塔顶温度为63.3 ℃,塔釜温度为64.62 ℃。
第三精馏塔T3包括精馏段14,提馏段15,冷凝器C3,再沸器H3,塔顶产品出料口7,塔底产品出料口8,在第三精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6。第三精馏塔T3的设备和结构参数为:第三精馏塔T3设置40块理论塔板,碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6设置在第20块塔板上。第三精馏塔T3的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物馏率3000 kg/h,回流比为2.4,塔顶温度为89.8 ℃,塔釜温度为119.8 ℃。
第二精馏塔T2塔底产物质量组成为:甲醇99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
第三精馏塔T3塔顶产物质量组成为:碳酸二甲酯99.5%,甲醇0.5%。
第三精馏塔T3塔底产物质量组成为:丙二醇甲醚99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
经计算,环氧丙烷转化率100%,1-甲氧基-2-丙醇选择性95.89%。
实施例3
一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺:
催化精馏塔T1包括精馏9,反应段10,提馏段11,冷凝器C1,再沸器H1,塔顶产品出料口3,塔底产品出料口6。在反应段6设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口和1个环氧丙烷进料口。催化精馏塔T1的设备和结构参数为:催化精馏塔T1设置为54块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口1设置在第20块塔板上,环氧丙烷进料口2设置在第42块塔板上。催化精馏塔T1的操作条件为:碳酸二甲酯-甲醇混合物进料流量为10 t/h,进料温度30 ℃,其中甲醇占70%(质量分数),环氧丙烷进料流量为3.84 t/h,甲醇转化率为30%,醇烷进料摩尔比3.3:1,催化剂添加量为392 kg,操作压力为0.7 MPa,回流比为2.2,塔顶温度为122.8℃,塔釜温度为179.0 ℃。
第二精馏塔T2包括精馏段12,提馏段13,冷凝器C2,再沸器H2,塔顶产品出料口4,塔底产品出料口5,在精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3。第二精馏塔T2的设备和结构参数为:精馏塔T2设置52块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3设置在第26块塔板上。第二精馏塔T2的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物馏率7.56 t/h,回流比为1.8,塔顶温度为63.1 ℃,塔釜温度为64.2 ℃。
第三精馏塔T3包括精馏段14,提馏段15,冷凝器C3,再沸器H3,塔顶产品出料口7,塔底产品出料口8,在第三精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6。第三精馏塔T3的设备和结构参数为:精馏塔T3设置46块理论塔板,碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6设置在第23块塔板上。第三精馏塔T3的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物馏率3000 kg/h,回流比为2.8,塔顶温度为89.8 ℃,塔釜温度为119.9 ℃。
第二精馏塔T2塔底产物质量组成为:甲醇99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
第三精馏塔T3塔顶产物质量组成为:碳酸二甲酯99.5%,甲醇0.5%。
第三精馏塔T3塔底产物质量组成为:丙二醇甲醚99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
经计算,环氧丙烷转化率100%,1-甲氧基-2-丙醇选择性95.32%。
实施例4
一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺:
催化精馏塔T1包括精馏9,反应段10,提馏段11,冷凝器C1,再沸器H1,塔顶产品出料口3,塔底产品出料口6。在反应段6设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口和1个环氧丙烷进料口。催化精馏塔T1的设备和结构参数为:催化精馏塔T1设置为50块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口1设置在第18块塔板上,环氧丙烷进料口2设置在第40块塔板上。催化精馏塔T1的操作条件为:碳酸二甲酯-甲醇混合物进料流量为10 t/h,进料温度40 ℃,其中甲醇占70%(质量分数),环氧丙烷进料流量为5.12 t/h,甲醇转化率为40%,醇烷进料摩尔比2.5:1,催化剂添加量为534 kg,操作压力为0.7 MPa,回流比为1.3,塔顶温度为122.8℃,塔釜温度为181.2 ℃。
第二精馏塔T2包括精馏段12,提馏段13,冷凝器C2,再沸器H2,塔顶产品出料口4,塔底产品出料口5,在精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3。第二精馏塔T2的设备和结构参数为:精馏塔T2设置48块理论塔板,碳酸二甲酯-甲醇混合物进料口3设置在第24块塔板上。第二精馏塔T2的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物馏率6.48 t/h,回流比为2.7,塔顶温度为63.2 ℃,塔釜温度为64.2 ℃。
第三精馏塔T3包括精馏段14,提馏段15,冷凝器C3,再沸器H3,塔顶产品出料口7,塔底产品出料口8,在第三精馏塔侧线设置1个碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6。第三精馏塔T3的设备和结构参数为:精馏塔T3设置50块理论塔板,碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物进料口6设置在第25块塔板上。第三精馏塔T3的操作条件为:操作压力为0.1 MPa,馏出物馏率3000 kg/h,回流比为3.0,塔顶温度为89.8 ℃,塔釜温度为119.9 ℃。
第二精馏塔T2塔底产物质量组成为:甲醇99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
第三精馏塔T3塔顶产物质量组成为:碳酸二甲酯99.5%,甲醇0.5%。
第三精馏塔T3塔底产物质量组成为:丙二醇甲醚99.9%,碳酸二甲酯0.1%。
经计算,环氧丙烷转化率100%,1-甲氧基-2-丙醇选择性95.22%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺,其特征在于,步骤如下:
将碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物和环氧丙烷送入催化精馏塔中,甲醇与环氧丙烷进行醚化反应,碳酸二甲酯-甲醇混合物由塔顶进入第二精馏塔,碳酸二甲酯-丙二醇甲醚混合物由塔底进入第三精馏塔;在第二精馏塔中进行碳酸二甲酯和甲醇分离,塔底采出甲醇;在第三精馏塔中进行丙二醇甲醚和碳酸二甲酯的分离,塔顶采出碳酸二甲酯,塔底采出丙二醇甲醚;所述催化精馏塔中,环氧丙烷醚化反应为非均相反应,醚化反应催化剂为固体催化剂聚乙烯基咪唑-二乙烯基苯;
所述催化精馏塔环氧丙烷醚化反应中,甲醇与催化剂质量比为(10-20):1,甲醇转化率为10-50%,醇烷进料摩尔比为(2-10):1,环氧丙烷进料量为1-6 t/h,进料温度20-40 ℃;
所述催化精馏塔理论塔板数为40-60块,其中甲醇-碳酸二甲酯进料口为第30-45块板,环氧丙烷进料口在第15-25块板;催化精馏塔的压力为0.4-0.8 MPa,催化精馏塔的回流比为1-4.5;
所述第二精馏塔塔理论塔板数为40-60块,其中进料口在第20-30块板;第二精馏塔的压力为0.1 MPa,第二精馏塔的回流比为1-4.5;
所述第三精馏塔塔理论塔板数为30-50块,其中进料口在第15-25块板;第三精馏塔的压力为0.1 MPa,第三精馏塔的回流比为2-5。
2.根据权利要求1所述的分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺,其特征在于:所述催化精馏塔包含精馏段、反应段和提馏段。
3.根据权利要求1所述的分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺,其特征在于:所述碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物中甲醇质量分数为70%。
4.根据权利要求1所述的分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺,其特征在于:所述催化精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔的型式是板式塔或填料塔。
5.根据权利要求1所述的分离碳酸二甲酯和甲醇共沸混合物的工艺,其特征在于:从催化精馏塔塔顶采出的蒸汽作用于第二精馏塔再沸器进行热交换。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6093842A (en) * 1998-09-25 2000-07-25 General Electric Company Process for continuous production of carbonate esters
CN103159586A (zh) * 2013-03-26 2013-06-19 沈阳化工大学 碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法
CN203281056U (zh) * 2013-02-16 2013-11-13 屈强好 一种酯交换法生产碳酸二甲酯工艺中碳酸二甲酯与甲醇共沸物的分离装置
CN103641721A (zh) * 2013-12-18 2014-03-19 福州大学 一种碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺
CN204125402U (zh) * 2014-08-05 2015-01-28 东营市海科新源化工有限责任公司 一种用于碳酸二甲酯生产中副产物丙二醇单甲醚回收的工艺装置
CN107879901A (zh) * 2017-11-20 2018-04-06 山东玉皇化工有限公司 一种催化合成丙二醇单甲醚的方法、以及丙二醇单甲醚
CN113769427A (zh) * 2021-09-26 2021-12-10 上海交通大学 一种联产二甲基碳酸酯和二元醇的系统及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6093842A (en) * 1998-09-25 2000-07-25 General Electric Company Process for continuous production of carbonate esters
CN1326434A (zh) * 1998-09-25 2001-12-12 通用电气公司 碳酸酯的连续生产的方法
CN203281056U (zh) * 2013-02-16 2013-11-13 屈强好 一种酯交换法生产碳酸二甲酯工艺中碳酸二甲酯与甲醇共沸物的分离装置
CN103159586A (zh) * 2013-03-26 2013-06-19 沈阳化工大学 碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法
CN103641721A (zh) * 2013-12-18 2014-03-19 福州大学 一种碳酸二甲酯生产和分离的节能工艺
CN204125402U (zh) * 2014-08-05 2015-01-28 东营市海科新源化工有限责任公司 一种用于碳酸二甲酯生产中副产物丙二醇单甲醚回收的工艺装置
CN107879901A (zh) * 2017-11-20 2018-04-06 山东玉皇化工有限公司 一种催化合成丙二醇单甲醚的方法、以及丙二醇单甲醚
CN113769427A (zh) * 2021-09-26 2021-12-10 上海交通大学 一种联产二甲基碳酸酯和二元醇的系统及方法

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