[发明专利]一种环氧乙烷装置联产碳酸乙烯酯的方法

说明书

本发明公开了一种环氧乙烷装置联产碳酸乙烯酯的方法，将环氧乙烷与碳酸乙烯酯生产装置有机结合，以含有碳酸乙烯酯和乙二醇的吸收液同时吸收乙烯氧化产生的环氧乙烷和二氧化碳气体。在酯化催化剂作用下吸收液中环氧乙烷与二氧化碳反应生成碳酸乙烯酯。反应液一部分作为吸收液循环，剩余部分经精馏得到高纯度碳酸乙烯产品，副产乙二醇。本发明整个工艺流程较短，一次性投资少，解决了用水作为吸收剂能耗大等系列问题。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种环氧乙烷装置联产碳酸乙烯酯的方法。

背景技术

碳酸乙烯酯是一种性能优良的溶剂和精细化工中间体，主要作为锂电池电解液的优良溶剂，还直接作为脱除酸性气体的溶剂及混凝土的添加剂等。目前生产碳酸乙烯酯的方法主要采用环氧乙烷和CO₂为原料，其中参加反应的环氧乙烷采用精制得到的成品。由于生产环氧乙烷成品流程复杂并且较长，装置能耗相对较高，主要流程为：乙烯在银催化剂存在下气相催化氧化生成环氧乙烷和CO₂，得到含环氧乙烷0.5-2.5%、二氧化碳1.0-15%的气体。含环氧乙烷的气体与大量的水接触，环氧乙烷溶解到水中，再经过汽提塔、再吸收塔进行提浓，然后含环氧乙烷的水溶液送至环氧乙烷精制塔进行精制提纯得到产品。经水洗后不含环氧乙烷的气体进入脱碳塔和再生塔将二氧化碳提纯后放空或者进行回收制备液态二氧化碳。利用精制的环氧乙烷和二氧化碳在催化剂存在下催化生成碳酸乙烯酯。以上利用环氧乙烷生产碳酸乙烯酯工艺路线的缺点：

1、生产环氧乙烷的工艺路线较长， 设备庞大，一次性投资较大。

2、回收液态二氧化碳需要新建装置。

3、水作为吸收剂会副产乙二醇，二乙二醇、三乙二醇、多乙二醇。

4、提取乙二醇产品需要脱除大量的水，能耗大。

某些专利提出了一些方法，保持乙二醇高选择性的同时，减少用于环氧乙烷的水量，其中解吸的环氧乙烷与二氧化碳反应生成碳酸乙烯酯，接着水解高选择性地生成乙二醇。

采用上述方法，为了得到高的选择性，不需要把多于化学计量数的水加到反应器，因此，精馏除去大量过量的水所需能量可以避免。然而，由于采用均相催化剂，水解生成的乙二醇必须采用精馏的方法与催化剂分离，这一能耗大大增加了乙二醇生产的成本。

上述方法中要分离的环氧乙烷作为起始物质，为了克服从环氧乙烷气体中精制环氧乙烷的吸收解吸过程的能耗为题。中国专利96121781、美国专利USP5763691提出用主要含有碳酸乙烯酯、乙二醇和水的吸收液吸收乙烯氧化所得气体中的环氧乙烷。在碳酸酯化催化剂存在下吸收溶液中的环氧乙烷在碳酸化反应器中加入二氧化碳反应。然而，该工艺需要用纯的二氧化碳来补充卸料时的损失，从而乙烯氧化发产物二氧化碳不能够综合利用，并吸收、酯化和水解工序之间的显著压差使得二氧化碳循环的动力消耗增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种环氧乙烷装置联产碳酸乙烯酯的方法,以解决上述技术问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种环氧乙烷装置联产碳酸乙烯酯的方法，包括以下步骤：

（1）、利用含有碳酸乙烯酯和乙二醇的混合液在吸收塔中与来自环氧乙烷反应器出口的混合气体进行接触，同时吸收混合气体中的环氧乙烷和二氧化碳；

（2）、在酯化催化剂作用下含有环氧乙烷和二氧化碳的吸收液在酯化反应器中反应，环氧乙烷和二氧化碳反应生成碳酸乙烯酯；

（3）、将反应后的混合液体利用常规方法脱除未反应的二氧化碳气体，反应液采用常规方法收集乙二醇和碳酸乙烯酯。

作为本发明进一步的方案，步骤（1）中吸收温度为5-80℃，压力为0.5-5.0Mpa，吸收液中，碳酸乙烯酯和乙二醇的重量比重为0.1-10，气液重量比为1.0-3.0。