[发明专利]一种生产乙二醇并联产碳酸二甲酯的工艺流程

说明书

本发明是涉及利用廉价的CO、O₂、H₂及甲醇等原料，生产高附加值的乙二醇与碳酸二甲酯等工业产品的工艺方法。

乙二醇(简称EG)是具有多种工业用途的原材料，主要用途为生产聚酯纤维、醇酸树脂、防冻剂、或溶剂等。

碳酸二甲酯(简称DMC)在农药、医药、塑料、电子化学品、饲料添加剂等工业领域得到广泛应用。

该工艺由CO、亚硝酸甲酯在钯催化剂存在下先进行氧化偶联反应，生成草酸二甲酯及碳酸二甲酯，经蒸馏分离后，草酸二甲酯与氢气在加氢催化剂存在下进行气相反应制得乙二醇；蒸馏塔顶出来的碳酸二甲酯(与甲醇形成共沸物)在加压分离塔中除去甲醇，得到碳酸二甲酯。该过程的氧化偶联反应须在铂族金属元素催化下进行；草酸二甲酯的加氢催化反应须在铜、钡、钼金属元素催化下进行。

本发明提供的制备草酸二甲酯、碳酸二甲酯及乙二醇的连续工艺过程具有很大的独创性，能利用CO、亚硝酸酯及氢气在工业上应用生产乙二醇并联产碳酸二甲酯。

本发明的主要过程描述如下：

第一步，CO氧化偶联反应合成草酸二甲酯及碳酸二甲酯：含CO及亚硝酸甲酯的气体原料经计量后，进入到装填有固体铂催化剂的固定床反应器中，进行气相催化反应。反应器可使用装填催化剂的单管或列管反应器，气相反应物在催化床层中的停留时间最多不超过12秒，合适的停留时间为0.2～6秒。氧化偶联反应所用的催化剂为铂族金属元素；另外气体反应原料在进入反应器前，通常用惰性气体如氮气或CO2稀释。本反应可以在相对较低的温度下进行，通常温度为50～200℃，优选温度为60～180℃，此外对于反应压力，可以选0～2MPa，优选压力为0～1.0Mpa。气相初始原料中亚硝酸甲酯的浓度可以有较大的变化范围，但为了获得合适的反应速率，亚硝酸甲酯的浓度最低不得低于3％的体积浓度，一般应控制在5～30％体积浓度。气相初始原料中CO的浓度也可以有较大的变化范围，一般应控制在10～90％体积浓度。

第二步，氧化偶联反应产物冷凝分离过程：第一步过程出来的反应产物进入冷凝器中，当产物冷凝下来后，即可将不凝气从冷凝液中分离出来。被冷凝下来的凝液中主要组分为草酸二甲酯及碳酸二甲酯；另一方面，不凝气中主要含未反应CO、亚硝酸甲酯及第一步反应生成的NO等气体组分。此外，第二步出来的部分被不凝气带出的草酸二甲酯及碳酸二甲酯，被第三步过程中(NO再生为亚硝酸甲酯的反应)所生成的水所水解，产生的草酸也可能在气体循环系统中富积，而且草酸二甲酯具有相对较高的凝点，可能会在冷凝器壁上结晶出来，并且最终堵塞冷凝器。为了解决这些问题，第二步过程出来的物料需控制好温度，本发明的目的产物为草酸二甲酯及碳酸二甲酯，冷却的温度最好控制在60～80℃之间。