[发明专利]一种平推流反应精馏组合塔盘、包含其的反应精馏塔和生产碳酸二甲酯的方法

说明书

本发明涉及一种平推流反应精馏组合塔盘、包含其的反应精馏塔和生产碳酸二甲酯的方法，所述平推流反应精馏组合塔盘包括平推流反应塔盘和设置于所述平推流反应塔盘下方的精馏塔盘；所述平推流反应塔盘的降液管和出口堰之间设置有至少两个中间堰；所述平推流反应塔盘上设置有气孔；所述气孔向上连接有升气管；所述生产碳酸二甲酯的方法在包含上述平推流反应精馏组合塔盘的反应精馏塔中进行。本发明提供平推流反应精馏组合塔盘具有低压降、高效率的优点，可以降低反应精馏塔的全塔高度，节约固定投资成本，所述生产碳酸二甲酯的方法不仅共沸剂用量低，能耗低，而且反应的转化率和选择性大大提高。

技术领域

本发明涉及反应精馏技术领域，具体涉及一种平推流反应精馏组合塔盘、包含其的反应精馏塔和生产碳酸二甲酯的方法。

背景技术

碳酸二甲酯(DMC)是一种低毒、环保性能优异的有机化工原料，在农药、医药、电池材料和溶剂等方面有广泛的应用，被称为“21世纪有机合成领域的新基块”。现阶段用于合成DMC的方法主要包括光气甲醇法、光气-醇钠法、酯交换法和甲醇氧化羰基化法。其中，酯交换法的原料成本低、毒性小、反应条件温和且副产物丙二醇具有较高的回收价值。因此，酯交换法相较于其它碳酸二甲酯的生产方法而言具有显著优势。然而，酯交换法通常是发生可逆反应，反应平衡常数比较低。因此，通常采用反应精馏的方式进行酯交换反应，即通过甲醇和DMC形成最低共沸物，从而将产物DMC从反应体系中移出而改变化学平衡，提高反应的转化率和选择性。

当采用反应精馏时，甲醇和DMC的共沸物组成和压力有相关，压力越低，共沸组成中甲醇的含量越低，即共沸剂的用量越少。因此，降低反应精馏的操作压力，有利于减少共沸剂甲醇的用量。此外，压力降低可以使组分间的相对挥发度更大，更利于传质分离，进而可以减小回流比和理论板数，从而降低反应精馏过程的能耗。然而，传统的反应精馏塔为了保证足够的反应停留时间，通常反应精馏塔盘上的液面高度较大，造成气相穿过高液面的压降较大；所用催化剂包内空隙率较小，导致其压降也较大。因此，采用传统反应精馏塔盘或催化精馏填料，反应精馏的压力难以大幅降低。

CN104557554A公开了一种酯交换法连续化生产碳酸二甲酯联产1,2-丙二醇的方法，该方法采用反应精馏制备碳酸二甲酯，但是反应精馏的操作压力为常压，甲醇与碳酸丙烯酯摩尔比为6-12。由此可见，该方法的操作压力比较大，共沸剂甲醇的用量比较高，存在热负荷大、能耗高以及反应效率低等缺点。

CN106699565A公开了一种用于碳酸二甲酯装置节能降耗的装置及方法，该方法通过交叉换热和热泵进行热量的综合利用。但是采用的装置系统和操作方法比较复杂，并且反应效率比较低。

CN112479883A公开了一种酯交换法碳酸二甲酯的生产装置及其使用方法，该方法通过设置两台串联使用的管式酯交换反应器，反应器之间设置产物分离塔，可以减小共沸剂甲醇的用量，但是反应器的单程转化率比较低，需要原料的大量循环，反应效率比较低，反应流程比较复杂，因而投资费用较高。

因此，如何降低反应精馏能耗、节约共沸剂用量且提高产品的收率是目前需要解决的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种平推流反应精馏组合塔盘、包含其的反应精馏塔和生产碳酸二甲酯的方法，与现有技术相比，本发明提供的平推流反应精馏组合塔盘具有低压降、高效率的优点，可以解决现有酯交换法生产碳酸二甲酯过程中能耗高、效率低以及投资大等问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：