[实用新型]一种二氧化碳-环氧丙烷混合物分离的闪蒸-精馏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域中二氧化碳与环氧丙烷混合物分离技术领域，特别是涉及二氧化碳-环氧丙烷共聚生产碳酸丙烯酯过程中未反应的二氧化碳与环氧丙烷混合物分离提纯环氧丙烷的设备。

背景技术

CO₂与环氧化合物共聚合成脂肪族聚碳酸酯是催化固定CO₂的有效途径之一。其产物脂肪族碳酸酯是一类可完全生物降解的新型材料。其中碳酸丙烯酯（PC）是一种非常重要的有机化工产品和性能优良的高沸点极性溶剂。由于其对CO₂、H₂S等酸性气体有效大的溶解度，被合成氨原料气的净化、天然气的净化和制氢等工业过程用作脱碳、脱硫非常高效的理想溶剂。

传统的工程塑料芳香族聚碳酸酯是以双酚A的钠盐与光气的有机溶液进行界面缩聚反应制备的，而CO₂与环氧化合物在有机金属催化剂作用下是通过开环聚合反应合成脂肪族聚碳酸酯的。这种合成方式不需要使用剧毒的光气，具有较大优势。其中CO₂与环氧丙烷共聚合成碳酸丙烯酯的反应，由于受到化学平衡的限制不能完全进行，因此在反应完成后剩余的反应物CO₂与环氧丙烷以混合物的形式排出系统。剩余未反应物的直接排放不仅造成环境的污染而且造成原料的浪费，为了进一步降低生产成本，最大限度的利用反应物，对未反应的CO₂与环氧丙烷进行分离回收再利用的意义重大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于CO₂与环氧丙烷混合物分离的闪蒸-精馏装置，使用本发明提供的闪蒸-精馏分离方法，具有工艺流程简单、操作方便。能耗较低且目标产物环氧丙烷产品分离的纯度非常高以及回收率很高等优点。

本实用新型的CO₂与环氧丙烷混合物分离方法及装置，其中进料为CO₂与环氧丙烷共聚合成碳酸丙烯酯反应完成后剩余未反应的CO₂与环氧丙烷混合物，进料口设置在压缩机入口，分离提纯后的高纯度环氧丙烷从精馏塔塔底采出，CO₂从闪蒸罐气相出口以及精馏塔塔顶排出。

本实用新型的技术如下：

一种分离CO₂与环氧丙烷混合物的闪蒸-精馏提纯装置，包括混合气体压缩机（2）、换热器（4）、一级闪蒸罐（6）、二级闪蒸罐（9）、精馏塔进料泵（12）、精馏塔（14）、精馏塔冷凝器（16）、精馏塔回流缓冲罐（19）、精馏塔再沸器（25）；待分离混合原料从混合气体压缩机（2）进入系统，混合气体压缩机（2）出口通过管道经换热器（4）与一级闪蒸罐（6）的进料口相连，一级闪蒸罐（6）设有气相出口与液相出口，其中液相出口与二级闪蒸罐（9）进料口相连，二级闪蒸罐（9）设有气相出口与液相出口，其中液相出口通过管道经精馏塔进料泵（12）与精馏塔（14）的进料口相连，精馏塔（14）的进料口设置在精馏塔（14）的中上部，精馏塔（14）塔底物流一部分与精馏塔再沸器（25）连接后返回精馏塔（14）的底部，另一部分作为产品采出。精馏塔（14）顶部物流经精馏塔冷凝器（16）与精馏塔回流缓冲罐（19）相连，精馏塔冷凝器（16）设有放空口，精馏塔回流缓冲罐（19）底部出口设有物料回流和物料采出，其中物料回流口通过管道与精馏塔（14）塔顶部相连接。

其中闪蒸系统可以采用单级闪蒸系统，也可以采用多级闪蒸系统。

按照本实用新型的装置进行操作的流程是：CO₂与环氧丙烷混合气体原料（1）从混合气体压缩机（2）的进气口进入系统，经压缩升压后的混合气体（3）经过换热器（4）冷却后形成降低温度的过饱和混合气体（5）进入一级闪蒸罐（6），一级闪蒸罐（6）气相物料（7）排出系统，一级闪蒸罐（6）液相物料（8）进入二级闪蒸罐（9），从二级闪蒸罐（9）气相出口流出的物料（10）排出系统，液相出口流出的物料（11）经精馏塔进料泵（12）后进入精馏塔（14），精馏塔塔顶气相产物（15）经精馏塔冷凝器（16）后进入精馏塔回流缓冲罐（19），从精馏塔回流缓冲罐（19）流出的物料（20）中一部分物料（21）返回精馏塔（14）塔顶作为回流液，另一部分物料（22）采出，精馏塔塔底液相产物（23）一部分物料（24）经过精馏塔再沸器（25）返回精馏塔（14）塔底，另一部分物料（27）作为高纯环氧丙烷产品从精馏塔（14）塔底采出。