[发明专利]一种合成碳酸乙烯酯的生产装置及其方法

说明书

本发明提供一种合成碳酸乙烯酯的生产装置及其方法，涉及化工技术领域。该合成碳酸乙烯酯的生产方法，包括以下方法步骤：S1、反应工段：首先将环氧乙烷、二氧化碳原料以及催化剂在混合器中进行混合，之后将物料从列管式反应器的顶部输入进行反应，再调节列管式反应器的工作温度、反应压力和顶部液位，反应完成后物料从列管式反应器的底部分流，一部分经减压后进入闪蒸罐。通过将闪蒸罐底部的闪蒸液通过输料泵输送至降膜蒸发器中，可以使碳酸乙烯酯粗品经蒸发后与催化剂进行分离，再让顶部气相蒸汽经冷凝器冷凝后直接进入结晶器进行精制提纯，使产品的纯度达到99.99%以上，无需精馏塔精制，既降低了原料单耗又能够实现大规模生产。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体为一种合成碳酸乙烯酯的生产装置及其方法。

背景技术

碳酸乙烯酯是一种性能优良的有机溶剂，能溶解多种聚合物，具有诸多优 良的性能，其可作为有机中间体，替代环氧乙烷用于二氧基化反应，还是酯交换法生产碳酸二甲酯的主要原料，而且还能用作合成水玻璃系浆料、纤维整理剂等，在工业生产中还可用作生产润滑油和润滑脂的活性中间体，尤其是近些年，高纯度的碳酸乙烯酯还主要应用于锂电池电解液中，是锂电池电解液中用量最大的溶剂，而未来随着软包动力电池的发展，碳酸乙烯酯溶剂的用量会越来越大，发展前景广阔，但是对产品质量的要求自然也随之越来越高。

二氧化碳和环氧化合物通过环加成反应制备环状碳酸酯的传统生产方法中，主要是采用四乙基溴化铵或者碘化钾等催化剂，副产物多，环氧化合物单耗高，反应产品环状碳酸酯的纯度低，提纯难度大，需要通过多级精馏或者精馏、结晶结合提纯才能满足锂离子电池电解液溶剂等高端领域的质量要求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种合成碳酸乙烯酯的生产装置及其方法，解决了在环状碳酸酯的传统生产方法中，采用四乙基溴化铵或碘化钾等催化剂，会造成副产物多，环氧化合物单耗高的物体，同时造成环状碳酸酯成品的纯度低，提纯难度大，需要通过多级精馏或者精馏、结晶结合提纯才能满足高质量要求的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种合成碳酸乙烯酯的生产方法，包括以下方法步骤：

S1、反应工段：首先将环氧乙烷、二氧化碳原料以及催化剂在混合器中进行混合，之后将物料从列管式反应器的顶部输入进行反应，再调节列管式反应器的工作温度、反应压力和顶部液位，反应完成后物料从列管式反应器的底部分流，一部分经减压后进入闪蒸罐，一部分循环返回至混合器；

S2、闪蒸工段：完成S1步骤后，对进入闪蒸罐中的物料经减压后进行闪蒸处理，闪蒸完成后气相进入尾气处理系统，液相通过输料泵输送至降膜蒸发器；

S3、蒸发工段：将来自闪蒸罐3的液相物料在降膜蒸发器4中进行蒸发处理，之后让气液混合物料进入气液分离罐中进行分离，气相经冷凝器冷凝后进入结晶器中进行结晶提纯，液相进入蒸发器下料罐后循环返回混合器；

S4、结晶工段：S3步骤中经冷凝器冷却后的物料进入结晶器降温至30～34℃后进行结晶，未结晶的物料排出后升温至36～39℃后进行发汗，随后发汗液转送至产品罐，结晶收率为50～90%。

优选的，所述S1步骤中，所述列管式反应器的温度通过控制冷却介质的流量进行调节，所述冷却介质的通入方式为上进下出，所述列管式反应器的工作温度控制在115～130℃。

优选的，所述S1步骤中，所述列管式反应器的内部压力通过控制二氧化碳的流量进行调节，所述列管式反应器的内部压力范围控制在4～5.5MPa。

优选的，所述S1步骤中，所述列管式反应器的顶部液位通过控制出料调节阀进行调节，所述列管式反应器的顶部液位高度控制在50～90%。