[发明专利]高速喷流撞击管式反应器制备碳酸二甲酯的装置及方法

说明书

本发明涉及高速喷流撞击管式反应器制备碳酸二甲酯的装置及方法，该装置包括依次连通的配料罐、第一高速喷流撞击管式反应器、汽液分离罐、第二高速喷流撞击管式反应器、熟化罐、轻组分分离塔系统、甲醇精馏塔系统和碳酸二甲酯精馏塔系统；同时，配料罐与乙二醇精馏塔系统连通，甲醇精馏塔系统分别与第一高速喷流撞击管式反应器和第二高速喷流撞击管式反应器连通，汽液分离罐与轻组分分离塔系统连通，轻组分分离塔系统与乙二醇精馏塔系统连通。本发明的装置及方法解决现有制备碳酸二甲酯的设备和工艺存在传热、传质效率低，反应周期长，能耗高、反应速率和产品收率低等问题。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及高速喷流撞击管式反应器制备碳酸二甲酯的装置及方法。

背景技术

碳酸二甲酯生产方法一般是光气法、甲醇氧化碳基化法和酯交换法。由于光气法是以剧毒的光气为主要原料，现已基本上淘汰，其余两种方法成为合成DMC的主要方法。联产乙二醇的酯交换法合成DMC技术，近年来得到了很快的发展。碳酸二甲酯制备过程一般采用釜式反应器及机械搅拌，这种制备设备存在的弊端是传热、传质效率低，反应周期长，能耗高，能耗的增加导致成本上升，不利于工业化生产。

本领域急于寻找一种低能耗、环境友好型制备碳酸二甲酯的工艺及设备，以克服上述技术问题。

发明内容

本发明提出高速喷流撞击管式反应器制备碳酸二甲酯的装置及方法，其目的在于解决现有制备碳酸二甲酯的设备和工艺存在传热、传质效率低，反应周期长，能耗高、反应速率和产品收率低等问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

高速喷流撞击管式反应器制备碳酸二甲酯的装置，该装置包括依次连通的配料罐、第一高速喷流撞击管式反应器、汽液分离罐、第二高速喷流撞击管式反应器、熟化罐、轻组分分离塔系统、甲醇精馏塔系统和碳酸二甲酯精馏塔系统；同时，配料罐与乙二醇精馏塔系统连通，甲醇精馏塔系统分别与第一高速喷流撞击管式反应器和第二高速喷流撞击管式反应器连通，汽液分离罐与轻组分分离塔系统连通，轻组分分离塔系统与乙二醇精馏塔系统连通。

进一步的，所述配料罐、汽液分离罐和熟化罐结构一致，均为外周圈设置有热媒，内部设置有机械搅拌器的罐体结构；所述配料罐顶部进液口连接乙二醇精馏塔系统的乙二醇精馏塔塔底泵出口端；配料罐底部出液口通过第一动力流体泵连通第一高速喷流撞击管式反应器的两个第一拉瓦尔喷管的管口；

所述汽液分离罐上端的入口端与第一高速喷流撞击管式反应器的第一管式反应器的出口端连通，汽液分离罐上端的汽体出口端通过分离罐冷凝器与轻组分分离塔系统的汽体入口端连通，汽液分离罐底端的出口端通过第二动力流体泵连通第二高速喷流撞击管式反应器的两个第二拉瓦尔喷管的管口；

所述熟化罐顶端进液口连接第二高速喷流撞击管式反应器的第二管式反应器出口端，熟化罐的上部溢流口连接轻组分分离塔系统的轻组分分离塔塔釜顶部进液口。

进一步的，所述第一高速喷流撞击管式反应器与第二高速喷流撞击管式反应器结构一致，所述第一高速喷流撞击管式反应器包括第一拉瓦尔喷管、第一混合腔、第一高速喷流撞击腔、第一管式反应器和第一加热器；第一拉瓦尔喷管、第一混合腔、第一高速喷流撞击腔和第一管式反应器均设置在第一加热器内部，两个第一拉瓦尔喷管相向设置并连通，中间连通部位形成的腔体为第一混合腔，第一混合腔中部的垂直方向上连通第一高速喷流撞击腔，第一高速喷流撞击腔连通第一管式反应器的一端，第一管式反应器的另一端连通汽液分离罐顶部进液口，两个第一拉瓦尔喷管的管口处开设有进汽口，进汽口与甲醇精馏塔系统的甲醇汽化器出口端连通；