[发明专利]由环氧乙烷一步合成碳酸甲乙酯并联产乙二醇的工艺

摘要

由环氧乙烷一步合成碳酸甲乙酯并联产乙二醇的工艺，涉及合成碳酸甲乙酯的工艺，该工艺在反应精馏的同时共沸分离同步进行，无需溶剂对产物进行萃取分离，大大简化了常规碳酸甲乙酯合成的工艺流程，同时可以使多组分一次性分离，分离纯度高。反应得到的粗产品中碳酸甲乙酯选择性最高可达到70%。副产物碳酸二甲酯和碳酸二乙酯可作为产物直接分离，也可循环使用，继续反应生成碳酸甲乙酯，副产物乙二醇作为大宗化原料经过简单的蒸馏即可分离。整个反应过程清洁、高效、无污染，无任何废弃物产生。140‑155℃为T4乙二醇间歇精馏塔分离乙二醇的最佳温度，该条件下塔釜乙二醇含量可达96%以上。

主权项

由环氧乙烷一步合成碳酸甲乙酯并联产乙二醇的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下过程：具体的一步法合成碳酸甲乙酯反应方程式如下所示：原料分别为环氧乙烷、二氧化碳、甲醇和乙醇，产物乙二醇与碳酸酯摩尔比1：1生成，乙二醇是一种我国大量依赖进口的大宗化学品，利用该路径可有效地大量联产乙二醇；碳酸甲乙酯生产工艺，包括：原料液态的二氧化碳和环氧乙烷混合物由计量泵P‑1经汽化器V‑1气化后，进入第一反应器T1的底部；另一路原料甲醇、乙醇的混合物经预热器V‑2预热后由第一反应器顶部进料；两路原料在第一反应器中部的催化剂部分相互接触发生反应，得到第一混合物，第一混合物包括二氧化碳、环氧乙烷、甲醇、乙醇、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和乙二醇；第一反应器顶部出来的轻组分如：二氧化碳、环氧乙烷、甲醇和乙醇返回第一反应器继续反应，而另一部分较高沸点组分如碳酸二甲酯与甲醇共沸物、碳酸甲乙酯与乙醇共沸物和少量碳酸二乙酯等经由冷凝器E‑1冷凝后进入V‑3预热罐预热再由P‑2计量泵泵入加压精馏塔T2；第一反应器釜底出来的高沸点组分如：乙二醇、碳酸二乙酯，一部分经E‑2冷凝器冷凝后进入加压精馏塔T2顶部，另一部分粗乙二醇直接进入乙二醇间歇精馏塔T4加水处理得到乙二醇精品；进入加压精馏塔T2的组分，原来的常压共沸组成在高压下得以分离，轻组分如甲醇与碳酸二甲酯共沸物和乙醇重新回到T1第一反应器参与反应，高沸点组成如碳碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和乙二醇进入T3常压精馏塔继续分离；E‑3冷凝器用于冷却碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯，E‑4冷凝器用于冷凝乙二醇；经预热罐V‑4高沸点组分进入T3常压精馏塔，碳酸甲乙酯由T3塔顶蒸出经E‑6冷凝得到纯的碳酸甲乙酯精品；而T3釜底得到的碳酸二乙酯和乙二醇混合物经E‑7冷凝器冷凝进入T4乙二醇间歇精馏塔；粗乙二醇经T4乙二醇间歇精馏塔加水处理得到乙二醇精品，碳酸二乙酯从塔顶蒸出直接收集或返回T1第一反应器继续参与反应；该工艺所用催化剂为一种多功能复合碱性材料，催化剂载体为具有介微孔复合孔道的分子筛，负载多种金属元素作为活性组分；催化剂使用5000h不存在失活现象，其使用量为所述原料的总质量的0.1％～3％；所述原料环氧乙烷与二氧化碳以摩尔比0.1:1‑10:1进料，汽化器V1温度为40‑100℃；同时用计量泵泵打液体原料甲醇与乙醇进料，两者摩尔比1:5‑5:1；预热罐V2温度为25‑60℃；生产碳酸甲乙酯的装置，包括：T1反应第一反应器，所述T1第一反应器上具有由上至下间隔布置的催化剂进口、原料甲醇及乙醇进口和原料CO₂和环氧乙烷进口，所述T1反应第一反应器的塔顶具有第一出料口且所述T1反应第一反应器的塔底具有第二出料口；T2加压精馏塔，所述加压精馏塔上具有与所述第一出料口相连的两个第二进料口，所述加压精馏塔的塔下部具有第二出料口且所述加压精馏塔的塔底具有第三出料口；T3常压精馏塔，所述常压精馏塔上具有与所述第二、三出料口相连的第三进料口、与塔顶的第四出料口、与T4乙二醇间歇精馏塔相连通的第五出料口；T4乙二醇间歇精馏塔，所述乙二醇间歇精馏塔上具有与所述第五出料口相连的第四进料口，所述乙二醇间歇精馏塔塔顶具有第六出料口，下部具有第五进料口且塔底具有第七出料口。