[实用新型]一种制备碳酸甲乙酯的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于碳酸甲乙酯技术领域，涉及一种制备碳酸甲乙酯的装置。

背景技术

碳酸甲乙酯是一种优良的锂离子电池电解液的溶剂，是随着碳酸二甲酯及锂离子电池产量增大而延伸出的最新产品，由于它同时拥有甲基和乙基，兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯特性，可以与醇、酚、胺及酯等反应，是非常重要的精细合成中间体。同时，由于碳酸甲乙酯分子结构的不对称性，使其在作为油漆、纤维素以及树脂等的溶剂方面也显示了明显的优越性，因此也可作为特种香料和中间体的溶剂。

碳酸甲乙酯的传统合成方法主要以剧毒光气为原料，再经醇解和氨解得到碳酸甲乙酯。该生产工艺由于工序多、装置复杂、生产过程中产生最强腐蚀性的盐酸，产品中的残余氯难以去除，环境负担增加，而且光气有剧毒，目前已逐渐被非光气法所取代。非光气法主要包括氧化羰基法和酯交换法。氧化羰基法尚不完善，存在选择性低、催化剂价格昂贵、难以操作控制等缺点。而目前被广泛采用的酯交换法存在的问题是，催化剂寿命短，反应条件苛刻，反应过程中需要加入各种有机溶剂，给产物的后续分离带来了很大的困难，无形中加大了设备投资费用和生产消耗。

而由甲醇、乙醇和尿素制碳酸甲乙酯的生产方法符合绿色化工理念，不会造成环境污染，工艺简单，原料是廉价易得的甲醇、乙醇和尿素，容易实现大规模生产，且该方法如果与尿素的生产相结合可减轻二氧化碳给环境带来的温室效应和扩大二氧化碳的利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种制备碳酸甲乙酯的装置；能够用于进行尿素醇解法制备碳酸甲乙酯，有效的保证制备过程原料的转化率、速率和选择性，能够进行工业化生产，从而有效降低装置的能耗和生产成本。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种制备碳酸甲乙酯的装置，包括提馏塔，提馏塔上部设置有精馏段，精馏段的下方设置有尿素提馏段和碳酸甲乙酯提馏段；反应器与尿素提馏段连接，预反应器通过预反应气液分离器与反应器连接；原料罐与预反应器连接，乙醇罐与反应器连接；精馏段的顶部通过第一气液分离器与氨水收集罐连接，精馏段的顶部还通过碳酸甲乙酯气液分离器与储存罐连接；碳酸甲乙酯提馏段的顶部通过碳酸甲乙酯冷却器与碳酸甲乙酯气液分离器连接。

更进一步的，本实用新型的特点还在于：

其中尿素提馏段的底部与反应器连接。

其中尿素提馏段的底部通过尿素提馏加热器与尿素提馏段的中部连接。

其中碳酸甲乙酯提馏段的底部通过碳酸甲乙酯提馏加热器与碳酸甲乙酯提馏段的中部连接。

其中预反应气液分离器的顶部与精馏段的中部连接。

其中精馏段的底部与反应器连接。

其中碳酸甲乙酯气液分离器的顶部和精馏段的顶部通过同一个第一冷凝器与第一气液分离器连接。

其中第一气液分离器通过第二冷凝器与第二气液分离器连接，第二气液分离器与氨水收集罐连接。

其中连接均为管道连接。

本实用新型的有益效果是：原料罐中装有尿素和甲醇，原料罐中的原料进入到预反应器中与预反应器中的催化剂进行反应得到氨和氨基甲酸甲酯；氨和氨基甲酸甲酯通过预反应气液分离器分离之后将气相的原料通入反应器中，同时乙醇罐向反应器中通入乙醇，乙醇和气相的原料进行反应得到碳酸甲乙酯和其他副产物，如氨、甲醇、乙醇、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯等；大部分的碳酸甲乙酯和副产物在尿素提馏段中被提馏至精馏段中，在精馏段中将大部分的副产物精馏至精馏段的顶部，同时氨基甲乙酯和少量的副产物通过精馏段底部进入到碳酸甲乙酯提馏段的顶部，经过在碳酸甲乙酯提馏段中的提馏，将碳酸甲乙酯通过碳酸甲乙酯冷凝器通入到碳酸甲乙酯气液分离器中，进行分离，从而将碳酸甲乙酯溶液输送至储存罐中；精馏段顶部的副产物在通过气液分离器将副产物氨气收集至氨水收集罐中。该装置能够实现工业化通过尿素醇解法制备碳酸甲乙酯，并且有效降低了装置的能耗和生产成本，提高了原料的利用率和转化速率。

更进一步的，尿素提馏段底部的甲醇、乙醇等溶液能够再次回收至反应器中，提高了原料的利用率；尿素提馏段加热器能够将尿素提馏段中少量的氨基甲乙酯溶液加热气化后，重新提馏至精馏段中。

更进一步的，碳酸甲乙酯提馏加热器将碳酸甲乙酯提馏段底部的少量碳酸甲乙酯加热之后，通过碳酸甲乙酯冷凝器冷凝后进入碳酸甲乙酯气液分离器中，提高了碳酸甲乙酯的转化效率。