[发明专利]加压法耦合熔融结晶精制电池液级碳酸二甲酯的工艺

说明书

本发明涉及一种煤制乙二醇副产碳酸二甲酯加压法耦合熔融结晶精制电池液级碳酸二甲酯的工艺，步骤如下⑴物料预热：煤制乙二醇产物先进常压T1脱轻塔，T1脱轻塔塔顶脱掉甲缩醛和甲酸甲酯部等轻组分，T1脱轻塔塔底脱掉部分碳酸二甲酯和草酸二甲酯，靠近塔进料口上部侧线采出甲醇和DMC混合进入T2加压塔；⑵T1塔侧线采出DMC共沸物进入T2加压塔，通过加压精馏塔顶得到DMC含量15‑18％左右的DMC共沸物，塔釜得到99.5％以上DMC；⑶99.5％的碳酸二甲酯进入后面降膜熔融结晶装置，经过冷冻、发汗和溶解得到99.99％的电池液级碳酸二甲酯。本发明加压耦合熔融结晶分离工艺，能将煤制乙二醇副产碳酸二甲酯中10多种杂质除掉，产品质量达到99.99％，能运用于聚碳酸酯和锂电电池液。

技术领域

本发明属于化工分离生产技术，涉及煤制乙二醇副产物的精制回收，制备聚碳级和电池液级碳酸二甲酯，变废为宝，利国利民。

背景技术

碳酸二甲酯常温常压下为无色透明、略有气味、微甜的液体。相对密度为1.069，熔点2-4℃。沸点90℃。难溶于水。碳酸二甲酯是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料，是一种重要的有机合成中间体，由于其分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，因而可广泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应，由于DMC无毒，可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用，提高生产操作的安全性，降低环境污染。作为溶剂，DMC可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等。作为汽油添加剂，DMC可提高其辛烷值和含氧量，进而提高其抗爆性。DMC被誉为当今有机合成的新基石。DMC在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。由于碳酸二甲酯毒性较少，是一种具有发展前景的绿色化工产品。

碳酸二甲酯是制造聚碳酸酯(PC)的重要原料，PC主要用于电器、电子、汽车、建材、光学储能等领域。预计2021年我国消费量达到230万吨，每10万吨聚碳酸酯装置需要配套3.6万吨碳酸二甲酯。目前聚碳级碳酸二甲酯供不应求。

碳酸二甲酯的一大用途是新能源汽车用锂电池液。以碳酸二甲酯为原料。可以加工碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯，连同碳酸二甲酯都是目前新能演汽车锂电池电解液的重要成分。伴随新能源汽车的发展，锂电池电解液溶剂市场前景广阔，预计到2020DMC电池液需求量会达到26万吨。

碳酸二甲酯目前主要生产方法是酯交换法、尿素法和羰基化法。酯交换法主要原料是甲醇和环氧丙烷，反应后得到碳酸二甲酯和丙二醇。受制于丙二醇市场容量有限，酯交换法一直无法大规模扩产，尿素法国内开发多年，由于设备容易堵塞，一直未能工业化。羰基化法加氢反应设备腐蚀严重，需要贵金属。投资巨大，国内工业化的基本没有。

2012年开始，国内煤制乙二醇行业开始兴起。煤制乙二醇生产过程中，草酸二甲酯(DMO)由一氧化碳(CO)，甲醇(MeOH)和氧气(O2)合成，合成草酸二甲酯(DMO)时会副产碳酸二甲酯。副产碳酸二甲酯与草酸二甲酯分离后，草酸二甲酯去加氢反应制取乙二醇，碳酸二甲酯这股副产物主要含碳酸二甲酯30％-50％，其余为甲醇和少量甲缩醛。目前20万吨煤制乙二醇副产碳酸二甲酯4000吨。目前国内煤制乙二醇大约200万吨，到2025年煤制乙二醇产量达到2000万吨，副产碳酸二甲酯粗品40万吨。这股副产物只有少量被精制回收，大量碳酸二甲酯副产物被当做甲醇燃料烧掉。而目前合成法碳酸二甲酯由于种种原因，无法大规模扩产，市场上聚碳和电池液有急需大量碳酸二甲酯。我们发明的煤制乙二醇副产碳酸二甲酯精制提取聚碳级和电池液级碳酸二甲酯，是废物回收再利用，利国利民。该技术的成功运用。可以为国家节省大量资金去投资酯交换法碳酸二甲酯装置，同时，又减少环境污染，将只能当燃烧油用的副产碳酸二甲酯变为市场急需的高纯碳酸二甲酯，值得推广。