[发明专利]低能耗、绿色碳酸酯产品生产方法和系统

说明书

公开了一种EC/DMC/EMC联合生产的系统和方法，依次包括EC单元、DMC单元和EMC单元；EC单元包括反应段、精馏段与结晶段；DMC单元包括反应段、蒸馏段、加氢段；EMC单元包括反应段与蒸馏段。该系统和方法能够降低生产能耗，并且环境友好。

技术领域

本发明属于碳酸酯生产技术领域；涉及一种低能耗、绿色碳酸酯产品的生产方法和系统；更具体地说，涉及一种低能耗、绿色生产碳酸乙烯酯(Ethylene carbonate，简称EC)、碳酸二甲酯(Dimethyl carbonate，简称DMC)、碳酸甲乙酯(Ethyl Methyl Carbonate，简称EMC)并副产碳酸二乙酯(Diethyl Carbonate，简称DEC)与乙二醇(2-Hydroxyethanol，简称EG)的方法和系统。

背景技术

目前碳酸乙烯EC/碳酸二甲酯DMC/碳酸甲乙酯EMC的生产，技术来源可靠，原料供应稳定。

EC被广泛应用于塑料、印染、高分子合成、气体分离及电化学领域，近几年来，国内外开发以EC为原料合成碳酸二甲酯和乙二醇等技术，更显示了EC的应用前景和市场需求。

DMC被广泛应用于油漆、涂料、粘胶剂行业、医药行业、农药行业等，另外，DMC作为锂电子电池电解液的原料，在该领域的应用受到了普遍关注，随着国家新能源产业规划的不断实施，DMC在锂电池领域中的需求量将会得到较快增长。

EMC是近年来兴起的高附加值的化工产品，它含有甲基、乙基和羰基等活性反应基团，可以用于许多可充性电池，如金属锂电池；作为其非水溶液电介质的共溶剂，可以提高电池的性能，具有很好的发展前景。

DEC是重要的有机合成中间体。主要用作硝化纤维素、纤维素醚、合成树脂和天然树脂的溶剂，农药除虫菊酯和药物苯巴比妥的中间体。在仪器仪表工业中用来制取固定漆，用在电子管阴极的密封固定上。

EG下游应用中超过9成的产品都用于聚酯产品生产。随着我国聚酯产业的快速发展，国内EG需求大幅提升。EG工业级另一个主要的应用领域就是做防冻液、化冰剂，传热液。每年11月-12月是EG的需求旺季，一个主要原因就是EG在防冻液，化冰剂行业的使用量迅速增多。

目前，EC的生产装置是国内产能较小的精细化学品合成装置，而且合成条件较为苛刻，高温(环氧乙烷和二氧化碳在160℃～200℃的条件下反应)，高压(二氧化碳近乎于超临界状态7.2MPa)，现有的反应装置一般是操作工通过观看温度、压力数显示手动操作，不能做到安全自动化生产。

中国实用新型专利CN209456353U公开了一种碳酸乙烯酯合成反应装置，该技术方案是：第一反应器的上侧通过管线连接冷凝器及环氧乙烷计量泵，在第一反应器的中下部通过管线连接二氧化碳汽化器及进料柱塞泵，顶部通过管线连接到超压放空罐，并通过超压放空罐连接到到粗品EC储罐，底部通过循环液冷却器连接到第二反应器的底部，第二反应器的顶部通过管线连接到粗品EC储罐，EC储罐内粗乙烯进入薄膜蒸发器，通过蒸发轻组分，得到EC产品。在此工艺流程下，将环氧乙烷送入第一反应器中，二氧化碳柱塞泵通过二氧化碳汽化器将二氧化碳分两路进入第一反应器中，然后在催化剂作用下合成EC，从而保证了反应的安全。但此工艺方案，薄膜蒸发器易堵塞，影响装置连续操作，且未设置催化剂与产物分离装置。