[发明专利]一种气相法合成碳酸丙烯酯的装置、工艺及固体催化剂

权利要求书

1.一种气相法合成碳酸丙烯酯的装置，其特征在于：包括列管式混合预热器、列管式反应器、闪蒸罐和导热油储槽，其中，列管式混合预热器的顶部与列管式反应器的顶部连通，列管式混合预热器的上部与列管式反应器的下部连通；列管式反应器的底部与闪蒸罐连通；循环风机与闪蒸罐的顶部与列管式混合预热器的底部连通，连通的管路上设有循环风机；导热油储槽分别与列管式混合预热器的管间、列管式反应器的管间连通，连通的管路上设有循环泵。

2.根据权利要求1所述的气相法合成碳酸丙烯酯的装置，其特征在于：所述列管式混合预热器，直径1.2m，高2m，带上下风头，设计压力为1.0Mpa。

3.根据权利要求1所述的气相法合成碳酸丙烯酯的装置，其特征在于：所述列管式反应器内装填有固体催化剂；所述固体催化剂，是以多孔的柱状陶瓷为载体，其上负载有碘化钾、碳酸钾和碳酸钠，碘化钾、碳酸钾和碳酸钠三者的质量比为18～22:38～42:38～42；是通过以下方法制备得到的：将碘化钾、碳酸钾和碳酸钠按质量比为18～22:38～42:38～42溶解在水中，将多孔的柱状陶瓷浸泡到混合溶液中，浸泡22～26小时；然后慢慢加温将水蒸干，将柱状陶瓷置于坩埚中，再置于烘箱中焙烧，焙烧分三个阶段：①30～150℃，4个小时；②150～250℃，6个小时；③250～40℃，2个小时；即得。

4.根据权利要求1或3所述的气相法合成碳酸丙烯酯的装置，其特征在于：所述列管式反应器，直径2m，高6m，带上下风头，设计压力1.2Mpa，每个列管直径为32mm，列管底部设有弹簧。

5.一种气相法合成碳酸丙烯酯的工艺，其特征在于：利用权利要求1～4中任一项所述的装置合成碳酸丙烯酯，包括以下步骤：

(1)预热：导热油储槽内设有导热油，使导热油温度在60℃±3℃，开启循环泵，循环导热油，对列管式混合预热器、列管式反应器进行预热；

(2)进料：二氧化碳、环氧丙烷从列管式混合预热器底部进料，经预热混合后，混合料从顶部出料，顶部气相出口压力控制在0.55～0.6Mpa；

(3)反应：混合料从列管式混合预热器顶部出料进入列管式反应器，进行反应，控制列管式反应器内温度在120℃±3℃；列管式反应器内装填有固体催化剂；

所述固体催化剂，是以多孔的柱状陶瓷为载体，其上负载有碘化钾、碳酸钾和碳酸钠，碘化钾、碳酸钾和碳酸钠三者的质量比为18～22:38～42:38～42；是通过以下方法制备得到的：将碘化钾、碳酸钾和碳酸钠按质量比为18～22:38～42:38～42溶解在水中，将多孔的柱状陶瓷浸泡到混合溶液中，浸泡22～26小时；然后慢慢加温将水蒸干，将柱状陶瓷置于坩埚中，再置于烘箱中焙烧，焙烧分三个阶段：①30～150℃，4个小时；②150～250℃，6个小时；③250～40℃，2个小时；即得；

(4)未反应的二氧化碳、环氧丙烷从列管式反应器下部进入列管式混合预热器；反应后的物料从列管式反应器底部出料进入闪蒸罐，开启循环风机，则气相部分在循环风机作用下进入列管式混合预热器循环参与反应，液相部分进入薄膜蒸发器进行蒸馏提纯；闪蒸罐底部与薄膜蒸发器连通。

6.根据权利要求5所述的气相法合成碳酸丙烯酯的工艺，其特征在于：所述二氧化碳与环氧丙烷的进料比例为66:58，质量比。

7.根据权利要求5所述的气相法合成碳酸丙烯酯的工艺，其特征在于：所述二氧化碳的进料速度为每小时0.225m³，环氧丙烷的进料速度为每小时0.233m³；或：氧化碳的进料速度为每小时0.455m³，环氧丙烷的进料速度为每小时0.467m³；或：二氧化碳的进料速度为每小时0.677m³，环氧丙烷的进料速度为每小时0.701m³。