[发明专利]一种碳酸二甲酯和甲醇的分离系统及分离方法

说明书

本发明涉及一种碳酸二甲酯和甲醇的分离系统及分离方法，含碳酸二甲酯和甲醇的混合液依次经过由管路相连接的DMC精制塔和甲醇回收塔，在DMC精制塔的塔釜得到高纯度的DMC产品，在甲醇回收塔的塔釜得到高纯度甲醇，DMC精制塔和甲醇回收塔的塔顶均连接产品罐和冷凝器。本发明流程简单，操作方便，可高纯度高收率的得到DMC和MeOH产品，两塔塔顶采出物交叉换热，对热能进行有效利用，降低了整个工艺流程的能源消耗。此外，DMC精制塔塔釜一股热流体作为甲醇回收塔一个再沸器的加热介质，可有效利用DMC精制塔塔釜热流体的热能，进一步降低能耗。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种碳酸二甲酯和甲醇的分离系统及分离方法。

背景技术

乙二醇作为一种重要的化工原料，主要用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的生产。传统的乙二醇生产路径是通过石油乙烯制得环氧乙烷后再经水合作用得到，该路线属于“石油路线”，优势在于技术成熟，但劣势在于能耗高、且产品的成本受国际原油价格的影响严重。在目前已报道的多种乙二醇的合成工艺中，经CO合成草酸二甲酯，然后将草酸二甲酯加氢制备乙二醇的工艺路线已逐渐成熟。CO合成草酸二甲酯过程中副产碳酸二甲酯(DMC)，在分离草酸二甲酯和碳酸二甲酯过程中引入甲醇(MeOH)，通过分离得到草酸二甲酯和DMC-MeOH两组产品，为了高纯度高收率的获得DMC、提高甲醇的利用率，需对DMC-MeOH进行分离。

碳酸二甲酯(DMC)是良好的甲基化剂、羰基化剂、羟甲基化剂及甲氧基化剂，具有十分活泼的化学特性。作为有机合成中间体，被广泛用于制取低沸点溶剂、清洗剂、推进剂及特种油漆的溶剂。经深加工后，可以做汽油添加剂、高能电池电解液、水处理剂，可制备聚碳酸酯、医药、农药、香料、合成润滑油等。是光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒品的理想替代品，被誉为绿色化工产品。

由于DMC-MeOH会形成二元共沸物，普通的分离方法难以达到分离/提纯产品的要求。DMC-MeOH分离方法主要有膜分离法、吸附法、共沸精馏法、萃取精馏法和变压精馏法。膜分离法工艺复杂、装置费用高，大规模工业化还存在许多问题；吸附法分离法是利用离子交换树脂吸附大量的MeOH，吸附后液相中DMC含量大幅提高。但吸附法分离法仅适用于MeOH含量较低的DMC-MeOH二元体系。共沸精馏法是在DMC-MeOH共沸物中加入共沸剂，使甲醇与共沸剂形成与原体系共沸温度不同的新共沸物，利用两共沸物共沸温度差异使甲醇-共沸剂共沸物蒸出，得到DMC产品。共沸精馏由于要符合能生成共沸物的条件，因此可供选择作为共沸剂的数目较少；此外，共沸精馏的能耗大，且受共沸组成的控制，操作难度大；萃取精馏法是在DMC-MeOH共沸液中添加一种沸点比原有组分均高的萃取剂，萃取剂与某一组分有较强的相容性，能显著改变原溶液组分间的相对挥发度。萃取精馏的优点是萃取剂易于选择，且萃取剂加入量的可变范围大；其缺点是萃取剂一般毒性大、用量大、并且可能影响产品纯度，回收萃取剂的能耗也较高。

相对于其他的DMC-MeOH分离方法，变压精馏法具有不需要加入其他物质，避免了萃取精馏、共沸精馏技术中萃取剂或共沸剂的回收和产品纯度问题，操作压力允许波动范围较宽，工艺简单等优点，因而已广泛应用于DMC工业生产中。

专利CN101462961A以合成气为原料，发明了一种合成乙二醇并联产碳酸二甲酯的工艺，然而其问题是得到的碳酸二甲酯纯度低。专利CN200710064633公开了利用膜对甲醇和碳酸二甲酯具有不同的渗透选择性来分离碳酸二甲酯-甲醇混合液。然而，所获得的物流的纯度不能证明具有较高的经济性。

鉴于上述原因，在合成气制乙二醇工艺中分离碳酸二甲酯和甲醇，其关键在于，如何得到高纯度碳酸二甲酯的同时，提高碳酸二甲酯的收率，并降低产品分离能耗。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种碳酸二甲酯和甲醇的分离系统及分离方法，流程简单、操作方便，可高纯度、高收率的得到DMC和MeOH产品，并降低能耗，有利用工业化应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：