CN209412111U - 一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置。其技术方案是：碳酸二甲酯储罐和乙醇储罐连接到原料预反应器，所述原料预反应器的壳程与粗分塔的塔顶连接进行预热，管程出口通过管线连接到反应精馏塔的中部进口，反应精馏塔的塔顶通过管线连接到水冷换热器、缓冲罐，并回流到反应精馏塔的顶部侧壁，塔釜通过管线连接到粗分塔，所述粗分塔的塔顶通过原料预反应器连接到碳酸二甲酯换热器，出口通过碳酸二甲酯缓冲罐连接粗分塔和原料预反应器，粗分塔的底部出碳酸二乙酯，侧线出碳酸甲乙酯。有益效果是：本实用新型增强了运行的连续稳定性，解决了固体催化剂的分离问题，增加了碳酸甲乙酯的收率。

Description

一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置

技术领域

本实用新型涉及一种碳酸甲乙酯生产装置，特别涉及一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置。

背景技术

随着科技的不断进步，固体催化剂催化反应精馏越来越受到生产的重视，因为固体催化剂有反应产物与催化剂分离的优点，这是均相催化剂无法比拟的；固体催化剂比均相催化剂要么节省催化剂分离能耗，要么节省催化剂分离设备缩短工艺，是未来化工反应趋势，尤其是碳酸二甲酯与乙醇的酯交换反应生产碳酸甲乙酯尤为重要，生产迫切需求一种不需要分离的高选择性反应精馏工艺装置。

现有的均相催化剂存在的问题是：反应精馏催化剂影响连续平稳生产，催化剂不能与产物及时分离造成产物深度反应转变成碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯的收率低能耗高，而且，催化剂需要经过分离，在分离过程中存在安全环保问题等。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置。

本实用新型提到的一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置，其技术方案是：包括碳酸二甲酯储罐（1）、乙醇储罐（2）、原料预反应器（3）、反应精馏塔（4）、水冷换热器（5）、缓冲罐（6）、粗分塔（8）、碳酸二甲酯换热器（9）、碳酸二甲酯缓冲罐（10）、碳酸二乙酯粗品罐（12）、碳酸甲乙酯粗品罐（13），所述碳酸二甲酯储罐（1）和乙醇储罐（2）通过管线汇集在一起，并连接到原料预反应器（3）的管程中，所述原料预反应器（3）的壳程与粗分塔（8）的塔顶连接进行预热；所述原料预反应器（3）的管程出口通过管线连接到反应精馏塔（4）的中部进口，反应精馏塔（4）的塔顶通过管线连接到水冷换热器（5），水冷换热器（5）的出口连接缓冲罐（6），缓冲罐（6）的出口回流到反应精馏塔（4）的顶部侧壁；所述反应精馏塔（4）的塔釜通过管线连接到粗分塔（8），所述粗分塔（8）的塔顶通过管线连接到原料预反应器（3），经过原料预反应器（3）后连接到碳酸二甲酯换热器（9），碳酸二甲酯换热器（9）的出口通过碳酸二甲酯缓冲罐（10）连接粗分塔（8）和原料预反应器（3），粗分塔（8）的底部出口连接到碳酸二乙酯粗品罐（12），粗分塔（8）的侧线出口连接到碳酸甲乙酯粗品罐（13）。

优选的，上述的碳酸二甲酯缓冲罐（10）的下出口连接的管线通过两个阀门分两路，一路与粗分塔（8）连接，一路与原料预反应器（3）连接，使碳酸二甲酯能够循环利用。

优选的，上述的反应精馏塔（4）塔釜外设有精馏塔加热器（7）。

优选的，上述的粗分塔（8）塔釜外设有粗分塔加热器（11）。

优选的，上述反应精馏塔（4）的内腔中部设有三组或三组以上的固体催化剂层（4.1）。

本实用新型的有益效果是：本实用新型是在充分研究反应精馏设备、反应工艺、反应机理的基础上逐一进行研究，采用了设有固体催化剂层的反应精馏塔，另外，充分利用了反应精馏塔的甲醇和碳酸二甲酯以共沸物形式流出到水冷换热器，进行充分利用热量；而且，粗分塔的塔顶连接到原料预反应器，可以回收碳酸二甲酯，提高利用率，另外本实用新型增强了运行的连续稳定性，解决了固体催化剂的分离问题，增加了碳酸甲乙酯的收率。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

上图中：碳酸二甲酯储罐1、乙醇储罐2、原料预反应器3、反应精馏塔4、固体催化剂层4.1、水冷换热器5、缓冲罐6、精馏塔加热器7、粗分塔8、碳酸二甲酯换热器9、碳酸二甲酯缓冲罐10、粗分塔加热器11、碳酸二乙酯粗品罐12、碳酸甲乙酯粗品罐13。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提到的一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置，其技术方案是：包括碳酸二甲酯储罐1、乙醇储罐2、原料预反应器3、反应精馏塔4、水冷换热器5、缓冲罐6、粗分塔8、碳酸二甲酯换热器9、碳酸二甲酯缓冲罐10、碳酸二乙酯粗品罐12、碳酸甲乙酯粗品罐13，所述碳酸二甲酯储罐1和乙醇储罐2通过管线汇集在一起，并连接到原料预反应器3的管程中，所述原料预反应器3的壳程与粗分塔8的塔顶连接进行预热；所述原料预反应器3的管程出口通过管线连接到反应精馏塔4的中部进口，反应精馏塔4的塔顶通过管线连接到水冷换热器5，水冷换热器5的出口连接缓冲罐6，缓冲罐6的出口回流到反应精馏塔4的顶部侧壁；所述反应精馏塔4的塔釜通过管线连接到粗分塔8，所述粗分塔8的塔顶通过管线连接到原料预反应器3，经过原料预反应器3后连接到碳酸二甲酯换热器9，碳酸二甲酯换热器9的出口通过碳酸二甲酯缓冲罐10连接粗分塔8和原料预反应器3，粗分塔8的底部出口连接到碳酸二乙酯粗品罐12，粗分塔8的侧线出口连接到碳酸甲乙酯粗品罐13。

其中，碳酸二甲酯缓冲罐10的下出口连接的管线通过两个阀门分两路，一路与粗分塔8连接，一路与原料预反应器3连接，使碳酸二甲酯能够循环利用，根据需要，通过阀门来调节是将碳酸二甲酯循环到原料预反应器3，还是将碳酸二甲酯循环到粗分塔8，充分利用后续分离塔顶的热能为反应原料的预热和反应提供反应动能，节省反应和精馏能耗。

另外，反应精馏塔4塔釜外设有精馏塔加热器7，用于对反应精馏塔进行加热，粗分塔8塔釜外设有粗分塔加热器11。

还有，反应精馏塔4的内腔中部设有三组或三组以上的固体催化剂层4.1，增加了产物与催化剂的及时分离，提高了碳酸甲乙酯的选择性，降低了碳酸甲乙酯的深度反应。

本实用新型的使用过程如下：

1、将原料乙醇和碳酸二甲酯经原料输送泵和管线输送至原料预反应器3，经原料预反应器3的预反应达到初步平衡进入反应精馏塔4中反应精馏；反应精馏塔4的塔顶采出副反应产物甲醇（甲醇和碳酸二甲酯以共沸物形式采出），塔釜出碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和未反应完过量的碳酸二甲酯，（使乙醇在塔内全部反应）若塔釜含有微量的未反应完全的乙醇会随着二号产品粗分塔塔顶回收再次利用。

2、反应精馏塔4的塔釜物料进入粗分塔8，粗分塔8的塔顶回收利用碳酸二甲酯（含微量未反应乙醇）；塔釜采出碳酸二乙酯粗品，侧线（进料口以上，使产品相变防止固体催化剂流失带到甲乙酯产品中）采出碳酸甲乙酯粗品。

3、两个粗品需要进一步精馏精制，这里不再叙述。

另外，整套装置省去了现有技术的催化剂的过滤分离系统，减少了因催化剂废渣排放造成的安全环保问题，易燃易爆物品清渣时需要处理的安全问题、开放清渣带来的物料异味的环保问题和人员职业健康问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置，其特征是：包括碳酸二甲酯储罐（1）、乙醇储罐（2）、原料预反应器（3）、反应精馏塔（4）、水冷换热器（5）、缓冲罐（6）、粗分塔（8）、碳酸二甲酯换热器（9）、碳酸二甲酯缓冲罐（10）、碳酸二乙酯粗品罐（12）、碳酸甲乙酯粗品罐（13），所述碳酸二甲酯储罐（1）和乙醇储罐（2）通过管线汇集在一起，并连接到原料预反应器（3）的管程中，所述原料预反应器（3）的壳程与粗分塔（8）的塔顶连接进行预热；所述原料预反应器（3）的管程出口通过管线连接到反应精馏塔（4）的中部进口，反应精馏塔（4）的塔顶通过管线连接到水冷换热器（5），水冷换热器（5）的出口连接缓冲罐（6），缓冲罐（6）的出口回流到反应精馏塔（4）的顶部侧壁；所述反应精馏塔（4）的塔釜通过管线连接到粗分塔（8），所述粗分塔（8）的塔顶通过管线连接到原料预反应器（3），经过原料预反应器（3）后连接到碳酸二甲酯换热器（9），碳酸二甲酯换热器（9）的出口通过碳酸二甲酯缓冲罐（10）连接粗分塔（8）和原料预反应器（3），粗分塔（8）的底部出口连接到碳酸二乙酯粗品罐（12），粗分塔（8）的侧线出口连接到碳酸甲乙酯粗品罐（13）。

2.根据权利要求1所述的一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置，其特征是：所述的碳酸二甲酯缓冲罐（10）的下出口连接的管线通过两个阀门分两路，一路与粗分塔（8）连接，一路与原料预反应器（3）连接，使碳酸二甲酯能够循环利用。

3.根据权利要求1所述的一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置，其特征是：所述的反应精馏塔（4）塔釜外设有精馏塔加热器（7）。

4.根据权利要求1所述的一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置，其特征是：所述的粗分塔（8）塔釜外设有粗分塔加热器（11）。

5.根据权利要求1所述的一种利用固体催化剂反应精馏生产碳酸甲乙酯的装置，其特征是：所述反应精馏塔（4）的内腔中部设有三组或三组以上的固体催化剂层（4.1）。