[发明专利]碳酸二乙酯反应分离碳酸二甲酯和甲醇的共沸物并生产碳酸甲乙酯的方法

说明书

本发明公开了一种碳酸二乙酯反应分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物并生产碳酸甲乙酯的方法，包括以下过程：步骤一、DEC与DMC和甲醇共沸物按1.5：1‑5：1的质量比经管道混合器混合后，进入预热器预热到80‑160℃；将预热后的混合物料送入装填有固体碱催化剂的反应器内反应，在反应温度为80‑160℃，反应压力为0.1‑1.5MPa、空速为0.5‑6h^‑1的条件下生成EMC；从反应器出来的包含EMC的反应混合物进入现有的EMC装置的分离系统进行分离。采用本方法降低了EMC生产过程中共沸物分离的能耗，降低了生产的成本；碳酸甲乙酯的选择性可达90％以上，收率可达55％以上。

技术领域

本发明涉及碳酸甲乙酯生产方法，具体涉及碳酸二乙酯反应分离碳酸二甲酯和甲醇的共沸物并生产碳酸甲乙酯的方法。

背景技术

目前，工业上碳酸甲乙酯EMC的生产工艺为碳酸二甲酯DMC与乙醇酯交换反应，该过程生成EMC并联产碳酸二乙酯DEC。该工艺存在着两个难题：(1)市场对DEC的需求量较少，造成DEC积压，使得EMC的生产难以维持连续运行，因此，急需开发将过剩的DEC转化为EMC的技术。(2)反应中产生DMC和甲醇的共沸物，在常压下共沸温度为64℃，质量组成为：甲醇70％，DMC30％，采用普通精馏难以分离。目前分离该共沸物的方法有：低温结晶法、膜分离法、共沸精馏法和萃取精馏法和变压精馏法等。低温结晶法先在低温下结晶，再升温熔化、蒸馏，能耗大，难以实现连续化。膜分离技术自身不能完全将DMC和甲醇共沸物分离到较高的纯度，要和蒸馏分离结合，工艺复杂，膜组件费用高，尚未见工业应用报道。共沸精馏法是在DMC和甲醇的共沸物中加入共沸剂，使甲醇与共沸剂形成比原共沸温度更低的新的共沸物。共沸精馏法需要添加共沸剂，而且大量共沸剂与甲醇都被汽化，能耗较大，共沸剂回收困难。萃取精馏法在共沸物中添加一种沸点比原体系组分高、且不与原体系组分共沸的萃取剂，改变原体系组分间的相对挥发度。萃取精馏法的缺点是：在物系中添加了其他物质，萃取剂用量较大，回收温度较高。变压分离法利用DMC和甲醇的共沸组成随压力的变化而改变的性质来实现二者分离。该方法不需加入第三组分，容易实现自动控制，是目前工业上普遍采用的分离DMC和甲醇共沸物的分离方法。但是该方法中加压塔和常压塔之间循环的共沸物量较大，能耗较高，并且对加热蒸汽压力和设备的要求都较高，因此，EMC生产中急需开发简单、高效、节能的分离DMC和甲醇共沸物的方法。

针对DEC转化的问题，CN 102850224以DEC和甲醇为原料，以咪唑类离子液体为催化剂，反应10-20h合成EMC，催化剂用量为DEC的1-5％，EMC收率最高达68.15％，选择性可达85.39％。该方法用DEC和纯的甲醇反应，反应时间过长，催化剂回收需要蒸发物料、能耗高，且催化剂使用过程中变色、难以实现长期循环使用次数少。CN 210009939使DEC和DMC在固定床反应器中生成EMC，该方法用DEC和DMC反应，虽然将DEC转化成EMC，但该过程还要消耗EMC生产所需的DMC原料，生产成本较高，且不能解决DMC和甲醇共沸物分离的问题。

针对DMC和甲醇共沸物分离的问题，将DMC和甲醇共沸物直接用于制备所需要的产物，让其中的一个组分参与反应，可以减少或避免分离共沸混合物，从而降低能耗、并回收共沸物中的另一组份。CN103080069将DMC和甲醇的混合物与醇混合，使DMC与加入的醇反应生成碳酸酯产物。该方法适用于DMC含量较高的DMC和甲醇的混合物，对于常压下DMC和甲醇共沸物来说，由于DMC含量较低(20-30％wt)，甲醇含量较高，正反应受到抑制，转化率低，并且由于甲醇的量较大，分离甲醇能耗较高。CN108863801将DMC和甲醇混合物在固体酸催化剂作用下，使甲醇脱水产生二甲醚和水，该过程产生的水会和DMC形成共沸物，后续分离困难。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种用EMC生产过程中副产的DEC与DMC和甲醇的共沸物反应，不改变原有EMC生产设备的前提下，只增加一个反应器，将副产物DEC转化为目标产物EMC，同时回收共沸物中的DMC的碳酸二乙酯反应分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物并生产碳酸甲乙酯的方法。