[发明专利]一种碳酸乙烯酯的醇解过程强化装置与方法

说明书

本发明公开了一种碳酸乙烯酯的醇解过程强化装置与方法，其装置包括反应室、超声波振动片、电加热管和过滤网，在所述反应室一侧的上部设有进料口，在反应室另一侧的底部设有出料口，在反应室的底部设有催化剂出口，超声波振动片设在反应室底部壁内，电加热管设在反应室内腔的下部，过滤网设在反应室腔内右侧物料出口处；其方法包括：将原料甲醇与碳酸乙烯酯从进料口加入反应室，开启超声波振动片和电加热管，设置超声波振动片的频率和功率密度，预设反应温度进行加热，待温度到达设定的反应温度后加入催化剂，使碳酸乙烯酯发生醇解反应，反应完成后，将产物通过过滤网从出料口排出。本发明结构简单，利用超声波强化醇解反应，高效地合成产物。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种碳酸乙烯酯的醇解过程强化装置与方法。

背景技术

碳酸乙烯酯醇解制备碳酸二甲酯的过程中，传统催化剂甲醇钠能够与反应体系中微量的H₂O和CO₂发生反应生成钠盐，导致催化剂失活，失活后的催化剂易从反应体系中析出，容易污染反应产物；此外，该催化剂也不便于再次回收利用。因此近年来又开发了用于催化合成碳酸二甲酯的KF/MgO、MgO/CaO、或以氧化铝或分子筛等作为载体的负载型催化剂，此类催化剂易于分离且可重复使用，能够克服均相催化剂的难分离等问题，但催化效率相对较低。

针对上述问题，可以考虑开发采用负载型催化剂强化碳酸乙烯酯的醇解过程的新方法，从而起到提高反应效率和转化效率的作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳酸乙烯酯的醇解过程强化装置与方法，提高碳酸乙烯酯生产碳酸二甲酯的反应效率，从而高转化率和高选择性地合成乙二醇和碳酸二甲酯。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供的一种碳酸乙烯酯的醇解过程强化装置，它包括反应室、超声波振动片、电加热管和过滤网，在所述反应室一侧的上部设有进料口，在反应室另一侧的底部设有出料口，在出料口处设有物料出口阀，在反应室的底部设有催化剂出口，在催化剂出口处设有催化剂出口阀，以控制催化剂的排出，所述的超声波振动片设在反应室底部壁内，以加强反应料液与催化剂的接触，所述的电加热管设在反应室内腔的下部，所述的过滤网设在反应室腔内右侧物料出口处。在反应室底部设有催化剂出口阀和催化剂出口，方便催化剂的排出与回收利用；在反应室腔内右侧设有过滤网，可截留催化剂；在反应室底部壁内设有超声波振动片，通过设置超声波振动片的频率和功率密度，利用超声波使得反应料液与催化剂充分接触以强化醇解反应，克服了现有技术中负载型催化剂催化效率低的问题，能高效地合成碳酸二甲酯和乙二醇。

优选地，还包括保温层，所述保温层设在反应室的外表面。

优选地，所述反应室的底面和催化剂出口组成漏斗形，以利于催化剂的排出。

本发明提供一种采用上述装置的碳酸乙烯酯的醇解过程强化方法，包括如下步骤：

a)将原料甲醇与碳酸乙烯酯从进料口加入反应室，使电加热管被浸没于甲醇与碳酸乙烯酯混合反应料液之中；

b)开启超声波振动片和电加热管，设置超声波振动片的超声波频率和功率密度，预设反应室的反应温度，进行加热升温，利用保温层进行保温；

c)待反应室的温度到达设定的反应温度后，将负载型固体催化剂从进料口加入反应室，使碳酸乙烯酯发生醇解反应；

d)醇解反应完成后，打开物料出口阀，将主要组分为碳酸二甲酯和乙二醇的产物通过过滤网从出料口排出；

e)打开催化剂出口阀，将负载型固体催化剂通过催化剂出口排出并回收。

优选地，所述步骤a中甲醇与碳酸乙烯酯按照4:1～16:1的摩尔比加入反应室。