[发明专利]一种碳酸二甲酯的分离提纯工艺

说明书

本发明公开了一种碳酸二甲酯的分离提纯工艺，所述分离提纯工艺以煤制乙二醇副产物粗产品或甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯粗产品为原料，分离设备包含带物料流股采出侧线的萃取蒸馏塔、两台分相器、甲醇蒸馏塔、带物料流股采出侧线的碳酸二甲酯脱水塔以及若干冷凝器和若干再沸器，通过萃取蒸馏‑甲醇蒸馏‑碳酸二甲酯脱水三个分离单元及萃取剂循环利用单元的连续操作步骤，最终得到精制的碳酸二甲酯、含甲缩醛和甲酸甲酯的轻组分产品和甲醇。本发明碳酸二甲酯的提纯工艺，原料适用性强，工艺流程简单，且通过热量耦合节能效果明显。

技术领域

本发明属于一种碳酸二甲酯的分离提纯工艺，具体涉及煤制乙二醇副产物粗产品或甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯粗产品中的碳酸二甲酯的提纯分离应用。

背景技术

碳酸二甲酯（DMC）是绿色精细化学品。作为无毒溶剂广泛应用于涂料行业，可作为锂电池电解液的溶剂，可替代光气作为羰基化试剂，也可替代甲基叔丁基醚(MTBE)用作油品添加剂。

目前DMC的合成方法主要有：酯交换法和甲醇氧化羰基化法；同时近年来随着煤制乙二醇工艺的大规模推广实施，从合成乙二醇的副产物中回收提纯DMC也成为DMC重要生产途径。其中煤制乙二醇副产物粗产品和甲醇氧化羰基化合成DMC粗产品中DMC的提纯精制一般采用精馏工艺，其核心部分均为甲醇和DMC二元混合物的分离。常用的工艺有：变压精馏、共沸精馏和萃取精馏。

变压精馏是利用共沸体系对拉乌尔定律产生偏差的特点，在不同压力下共沸组成差别较大，采用两个不同操作压力的塔进行DMC和甲醇的分离。该工艺的特点是：（1）原料为无水的DMC-甲醇二元混合物；（2）不需要引入其它组分，流程相对简单；（3）除高低压塔外，至少还需要一台脱水塔、脱轻塔进行前处理。变压精馏加压塔需要较高操作压力，其设备造价高；同时，被分离溶剂需要反复蒸馏，工艺能耗很高。

共沸精馏是在DMC-甲醇共沸体系中加入C5-C8的烷烃为共沸剂，使甲醇和烷烃形成新的最低共沸物，实现DMC的提纯。该工艺产物DMC纯度较高，但该工艺需要进一步采用萃取剂分离回收烷烃共沸剂、以及分离甲醇与萃取剂，导致整个工艺流程长、能耗较高。

萃取精馏是在共沸体系中加入氯苯、糠醛、苯胺、苯酚、邻二甲苯、乙二醇、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、草酸二甲酯等萃取剂，改变DMC-甲醇的相对挥发度，轻组分甲醇从塔顶采出，重组分DMC和萃取剂由塔釜采出然后进行分离，实现DMC-甲醇共沸物的分离。该工艺DMC回收率较高，能耗较低，但需要加入大量萃取剂，这些萃取剂有的毒性较大，有的容易聚合或分解，产品质量难以保证。另外，粗产品中含有水，对于DMC-甲醇-水三元体系上述萃取工艺不能满足要求，需提前引入脱水工艺进行脱水。

美国专利US3963586A和中国专利CN1218031A采用水作为萃取剂进行DMC-甲醇分离。该工艺不会引入其它组分对产品和环境产生污染，同时也适用于含水的三元体系中DMC的提纯。但上述两个专利不足之处在于（1）未考虑粗产品中少量副产物甲缩醛（DMM）和甲酸甲酯（MF）的分离；（2）工艺未考虑能量的回收利用，能耗相对较高；（3）塔内甲醇容易发生返混。

发明内容

本发明的目的是解决水萃取提纯DMC的现有技术中存在的未能有效地分离粗产品中的少量副产物甲缩醛（DMM）和甲酸甲酯（MF）、工艺流程中余热未回收利用以及萃取蒸馏塔塔内甲醇易返混等技术问题，提供一种工艺简单、高回收率和低能耗的碳酸二甲酯的分离提纯工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种碳酸二甲酯的分离提纯工艺，其特征在于：所述分离提纯工艺以煤制乙二醇副产物粗产品或甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯粗产品为原料，分离设备包含带物料流股采出侧线的萃取蒸馏塔、两台分相器、甲醇蒸馏塔、带物料流股采出侧线的碳酸二甲酯脱水塔以及若干冷凝器和若干再沸器，通过萃取蒸馏-甲醇蒸馏-碳酸二甲酯脱水三个分离单元及萃取剂循环利用单元的连续操作步骤，最终得到精制的碳酸二甲酯、含甲缩醛和甲酸甲酯的轻组分产品和甲醇；