CN207727009U - 一种碳酸亚乙烯酯的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，包括，溶剂计量泵，第一原料计量泵，所述第一原料计量泵与所述溶剂计量泵并联后与第一预热器串联设置，所述第一预热器和微型反应器相连，第二原料计量泵，所述第二原料计量泵与第二预热器相连，所述第二预热器和所述微型反应器相连，过滤器，所述微型反应器通过第三开关阀与所述过滤器相连，所述过滤器下端通过第四开关阀与精馏塔相连，所述精馏塔经过冷却水冷凝器与脱水槽相通，所述脱水槽通过第九开关阀与成品罐相连，本实用新型操作简便安全，副产物较少，溶剂单耗小，水分含量低，产品的纯度及收率均较高，且环境污染小，可实现连续化生产的一种生产碳酸亚乙烯酯的装置。

Description

一种碳酸亚乙烯酯的生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，属于锂离子电池电解液添加剂应用技术领域。

背景技术

碳酸亚乙烯酯主要用于锂电池的锂离子电解液中，碳酸亚乙烯酯可有效改善锂离子电解液充放电性能，并能提高锂离子电解液的抗阻燃性。

氯代碳酸乙烯酯同三乙胺发生消去反应可以生成碳酸亚乙烯酯；在此反应过程中，生成的氯化氢会与大量存在的三乙胺反应生成三乙胺盐酸盐，碳酸亚乙烯酯是一种活性强的酯类，高温下会发生聚合反应与脱氯化氢反应生成的三乙胺盐酸盐混合形成一种难以分离的黑色粘稠状物质，使目的产物碳酸亚乙烯酯被粘稠状物质包围，不利于后续分离较多获得到高纯度产物。为尽可能多地获得高纯度碳酸亚乙烯酯，人们向反应体系中加入溶剂以使产物易于分离；加入阻聚剂以抑制产物发生聚合。

现多数工艺装置都采用传统生产装置，其存在的问题的是制备过程复杂繁琐，水分较高，导致粗品的收率不高，粗品精制(尤其是重结晶过程)后收率会更低，单耗较多，导致成本偏高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种碳酸亚乙烯酯的生产装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，包括，溶剂计量泵，第一原料计量泵，所述第一原料计量泵与所述溶剂计量泵并联后与第一预热器串联设置，所述第一预热器和微型反应器相连，第二原料计量泵，所述第二原料计量泵与第二预热器相连，所述第二预热器和所述微型反应器相连，过滤器，所述微型反应器通过第三开关阀与所述过滤器相连，所述过滤器下端通过第四开关阀与精馏塔相连，所述精馏塔经过冷却水冷凝器与脱水槽相通，所述脱水槽通过第九开关阀与成品罐相连，所述过滤器下端通过第五开关阀与洗涤罐相连，所述洗涤罐通过第六开关阀与干燥器相连，所述洗涤罐还通过第七开关阀与溶剂回收罐相连。

如上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置中，其中，所述第一预热器通过开关阀第一与所述微型反应器相连，所述第二预热器通过第二开关阀与所述微型反应器相连，所述第一预热器和所述第二预热器并联设置。

如上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置中，其中，所述微型反应器内设置有超声装置，所述微型反应器两端分别设置有置换氮气阀和排气阀，所述排气阀设置在靠近所述过滤器的一侧，所述排气阀与尾气吸收装置相连。

如上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置中，其中，所述脱水槽通过第八开关阀与干燥剂回收罐相连，所述脱水槽上设置有干燥剂分子筛送料口。

如上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置中，其中，所述溶剂计量泵与所述洗涤罐相通，所述洗涤罐与所述精馏塔并联设置。

如上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置中，其中，所述冷却水冷凝器还与所述溶剂回收罐相通。

如上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置中，其中，所述洗涤罐中的洗涤溶剂为酯类溶剂。

如上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置中，其中，所述第一原料计量泵的原料为氯代碳酸乙烯酯，所述第二原料计量泵的原料为三乙胺溶液。

本实用新型的有益效果为：这种碳酸亚乙烯酯的生产装置对于酸性气体的排放采用尾气吸收装置吸收，避免造成环境污染；相对于传统工艺来说，采用微型反应器，反应传质放热效率更高，原料接触更加充分，反应更加完全，没有三乙胺盐酸盐以外的其他副产物产生，粗品含量较高，精馏后直接得纯品，无需再次结晶，因此收率较高，而且反应条件能够精确控制(包括使用计量泵进料，通过流速控制原理的摩尔比等操作)，可实现自动化控制连续生产。

微型反应器上的设有超声装置能将反应过程中生成的副产物三乙胺盐酸盐很好地粉粹成细颗粒，使得反应液能更好地流通而不致堵塞微型反应器，进一步提高了反应效率。通过氮气置换阀用氮气置换出其内部气体的操作能有效隔绝空气，同时控制水分，使得反应更加完全，减少副产品的产生，从而进一步提高产品的收率、纯度。

反应中的溶剂回收利用，正符合可持续发展原则，资源再利用，节约成本；得到的高纯度的产品进一步脱水处理，可扩大产品的有效期，资源利用最大化，节约进一步加工处理成本，又能最大限度的满足客户要求，维系客户资源。

本实用新型操作简便安全，副产物较少，溶剂单耗小，水分含量低，产品的纯度及收率均较高，且环境污染小，可实现连续化生产的一种生产碳酸亚乙烯酯的装置。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置的结构示意图。

附图各部件的标记如下：1、溶剂计量泵；2、第一原料计量泵；3、第二原料计量泵；4、第一预热器；5、第二预热器；61、第一开关阀；62、第二开关阀； 63、第三开关阀；64、第四开关阀；65、第五开关阀；66、第六开关阀；67、第七开关阀；68、第八开关阀；69、第九开关阀；7、排气阀；8、微型反应器；9、尾气吸收装置；10、过滤器；11、精馏塔；12、洗涤罐；13、冷却水冷却器；14、脱水槽；15、干燥器；16、溶剂回收罐；17、干燥剂回收罐；18、成品罐；19、置换氮气阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

本实用新型的一个实施例提供了一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，为碳酸亚乙烯酯的一体化生产装置，得到的碳酸亚乙烯酯产品，纯度高，水分小，各项检测指标达行业标准。

参阅图1所示，一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，包括，溶剂计量泵1，第一原料计量泵2，所述第一原料计量泵2与所述溶剂计量泵1并联后与第一预热器4串联设置，所述第一预热器4和微型反应器8相连，第二原料计量泵3，所述第二原料计量泵3与第二预热器5相连，所述第二预热器5和所述微型反应器8相连，所述第一预热器4通过第一开关阀61与所述微型反应器8相连，所述第二预热器5通过第二开关阀62与所述微型反应器8相连，所述第一预热器4和所述第二预热器5并联设置，过滤器10，所述微型反应器8通过第三开关阀63与所述过滤器10相连，所述过滤器10下端通过第四开关阀64与精馏塔11相连，所述精馏塔11经过冷却水冷凝器13与脱水槽14相通，所述脱水槽14通过第九开关阀69与成品罐18相连，所述过滤器10下端通过第五开关阀65与洗涤罐12相连，所述洗涤罐12通过第六开关阀 66与干燥器15相连，所述洗涤罐12还通过第七开关阀67与溶剂回收罐16相连。

所述洗涤罐12中的洗涤溶剂为酯类溶剂，所述第一原料计量泵2的原料为氯代碳酸乙烯酯，所述第二原料计量泵3的原料为三乙胺溶液。

根据以上所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其具体的生产方法如下所示：将溶剂和原料氯代碳酸乙烯酯分别通过所述溶剂计量泵1和所述第一原料计量泵2加入到所述第一预热器4中先进行混合，混合均匀后再进行预热处理，然后将原料三乙胺通过第二原料计量泵3加入到所述第二预热器5中进行预热处理，加热到指定温度后，以提高后段各原料的化学反应效率和效果，将所述第一开关阀 61和所述第二开关阀62打开，将所有的原料打入到所述微型反应器8中进行化学反应，反应结束后打开所述第三开关阀63将混合溶液转移到所述过滤器10依次进行搅拌、静置和过滤处理，过滤后得到的溶液通过所述第四开关阀64进入到所述精馏塔11中进行蒸馏分离处理，馏分得到的高纯度碳酸亚乙烯酯经过所述冷却水冷凝器13冷却后通入到所述脱水槽14中，所述脱水槽14上设置有干燥剂分子筛送料口，同时往所述脱水槽14中加入干燥剂分子筛脱水处理，水分降至行标以内，收集高纯度低水分的产品通过所述第九开关阀69转移至所述成品罐18中。

在上述的生产碳酸亚乙烯酯的过程中，所述过滤器10在过滤过程中得到的固体通过所述第五开关阀65打入到所述洗涤罐12中，通过所述溶剂计量泵1把酯类溶剂加入所述洗涤罐12中对固体进行洗涤得到副产品三乙胺盐酸，然后通过所述第六开关阀66将三乙胺盐酸转移到所述干燥器15中进行干燥处理，同时将酯类溶剂通过所述第七开关阀67回收至所述溶剂回收罐16中，进行再次利用，循环使用，符合现代安全生产和环境保护的理念。

所述微型反应器8内设置有超声装置，所述微型反应器8两端分别设置有置换氮气阀19和排气阀7，所述排气阀7设置在靠近所述过滤器10的一侧，所述排气阀 7与尾气吸收装置9相连，在本实施例中，通过所述置换氮气阀19进行置换氮气，避免反应产生的可燃气体与空气中的氧气形成可燃性混合物而导致燃烧或爆炸，提高了生产安全性，然后加热至一定温度发生反应，反应产生的微量气体即酸性气体通过所述排气阀7进入到尾气接收装置9中进行处理，避免酸性气体向空气中排放，经处理达到排放标准后在释放，经济环保，实现化工绿色、安全、高效的重要方法；加热到所需温度的同时打开所述超声装置，将反应过程中生成的副产物三乙胺盐酸盐很好地粉粹成细颗粒，使得反应液能更好地流通而不致堵塞所述微型反应器8。

在本实施例中，所述脱水槽14通过第八开关阀68与干燥剂回收罐17相连，将脱水过程中剩余的干燥剂回收到所述干燥剂回收罐17中，经处理后可以再次循环利用，所述溶剂计量泵1与所述洗涤罐12相通，便于将酯类溶剂加入到所述洗涤罐12中，所述洗涤罐12与所述精馏塔11并联设置，所述冷却水冷凝器13还与所述溶剂回收罐16相通，把精馏过程中的前馏分溶剂转移到所述溶剂回收罐16中进行回收处理。

这种碳酸亚乙烯酯的生产装置对于酸性气体的排放采用尾气吸收装置吸收，避免造成环境污染；相对于传统工艺来说，采用微型反应器，反应传质放热效率更高，原料接触更加充分，反应更加完全，没有三乙胺盐酸盐以外的其他副产物产生，粗品含量较高，精馏后直接得纯品，无需再次结晶，因此收率较高，而且反应条件能够精确控制(包括使用计量泵进料，通过流速控制原理的摩尔比等操作)，可实现自动化控制连续生产。

微型反应器上的设有超声装置能将反应过程中生成的副产物三乙胺盐酸盐很好地粉粹成细颗粒，使得反应液能更好地流通而不致堵塞微型反应器，进一步提高了反应效率。通过氮气置换阀用氮气置换出其内部气体的操作能有效隔绝空气，同时控制水分，使得反应更加完全，减少副产品的产生，从而进一步提高产品的收率、纯度。

反应中的溶剂回收利用，正符合可持续发展原则，资源再利用，节约成本；得到的高纯度的产品进一步脱水处理，可扩大产品的有效期，资源利用最大化，节约进一步加工处理成本，又能最大限度的满足客户要求，维系客户资源。

本实用新型操作简便安全，副产物较少，溶剂单耗小，水分含量低，产品的纯度及收率均较高，且环境污染小，可实现连续化生产的一种生产碳酸亚乙烯酯的装置。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，包括，

溶剂计量泵(1)，

第一原料计量泵(2)，所述第一原料计量泵(2)与所述溶剂计量泵(1)并联后与第一预热器(4)串联设置，所述第一预热器(4)和微型反应器(8)相连，

第二原料计量泵(3)，所述第二原料计量泵(3)与第二预热器(5)相连，所述第二预热器(5)和所述微型反应器(8)相连，过滤器(10)，所述微型反应器(8)通过第三开关阀(63)与所述过滤器(10)相连，

其特征在于：所述过滤器(10)下端通过第四开关阀(64)与精馏塔(11)相连，所述精馏塔(11)经过冷却水冷凝器(13)与脱水槽(14)相通，所述脱水槽(14)通过第九开关阀(69)与成品罐(18)相连，

所述过滤器(10)下端通过第五开关阀(65)与洗涤罐(12)相连，所述洗涤罐(12)通过第六开关阀(66)与干燥器(15)相连，所述洗涤罐(12)还通过第七开关阀(67)与溶剂回收罐(16)相连。

2.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其特征在于：所述第一预热器(4)通过第一开关阀(61)与所述微型反应器(8)相连，所述第二预热器(5)通过第二开关阀(62)与所述微型反应器(8)相连，所述第一预热器(4)和所述第二预热器(5)并联设置。

3.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其特征在于：所述微型反应器(8)内设置有超声装置，所述微型反应器(8)两端分别设置有置换氮气阀(19)和排气阀(7)，所述排气阀(7)设置在靠近所述过滤器(10)的一侧，所述排气阀(7)与尾气吸收装置(9)相连。

4.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其特征在于：所述脱水槽(14)通过第八开关阀(68)与干燥剂回收罐(17)相连，所述脱水槽(14)上设置有干燥剂分子筛送料口。

5.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其特征在于：所述溶剂计量泵(1)与所述洗涤罐(12)相通，所述洗涤罐(12)与所述精馏塔(11)并联设置。

6.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其特征在于：所述冷却水冷凝器(13)还与所述溶剂回收罐(16)相通。

7.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其特征在于：所述洗涤罐(12)中的洗涤溶剂为酯类溶剂。

8.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，其特征在于：所述第一原料计量泵(2)的原料为氯代碳酸乙烯酯，所述第二原料计量泵(3)的原料为三乙胺溶液。