一种用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置的制作方法

本技术涉及碳酸二甲酯的生产，尤其涉及用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置。

背景技术：

1、碳酸二甲酯又名碳酸甲酯、碳酸乙烷，简称dmc, 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，它是一种重要的有机合成中间体，分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，具有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。dmc不仅毒性小，还具有闪点高、蒸汽压低和空气中爆炸下限高等特点，因此是集清洁性和安全性于一身的绿色溶剂，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。

2、碳酸二甲酯的合成方法有多种，包括光气法、甲醇氧化羰基化法、酯交换法、尿素醇解法、甲醇与二氧化碳直接合成法等，目前，国内生产碳酸二甲酯大部分是采用酯交换法的生产工艺，该方法存在工艺复杂、后续精制能耗大、副产物处理困难等缺点。

技术实现思路

1、本实用新型针对目前碳酸二甲酯的生产现状提出了一种利用甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置，该装置利用甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯，不仅能发挥减碳作用，而且避免使用剧毒反应原料，副产物只有水，碳酸二甲酯粗品收率能达到70%以上，能产生一定的经济效益。

2、本实用新型解决的技术问题在于提供一种用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置，本申请提供的一种用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置可连续进料连续出料，连续产出碳酸二甲酯粗品。原料二氧化碳经过二氧化碳进料预热器加热到60℃~80℃后进入反应粗分离塔，在反应粗分离塔中部催化剂填充区与甲醇充分接触反应，碳酸二甲酯粗品从反应粗分离塔顶部蒸出，副产物水在反应粗分离塔底部与甲醇钠反应，生成物随塔釜液通过塔釜循环泵部分打循环，部分输送到塔釜液回收系统进行回收处理。本申请提供的一种用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置包括：反应粗分离塔、塔釜循环泵、塔顶冷凝器、二氧化碳进料预热器、蒸汽阀门组、二氧化碳进料阀门组、二氧化碳进料预热器温度计t1、二氧化碳进料预热器压力表p1、反应粗分离塔塔顶压力表p2、反应粗分离塔塔釜温度计t3等。其中原料甲醇与反应粗分离塔中上部的进料端相连,甲醇钠料液与反应粗分离塔中下部的进料端相连,原料二氧化碳与二氧化碳进料预热器进料端相连，二氧化碳进料预热器出料端与反应粗分离塔进料端相连，反应粗分离塔塔釜出料端与塔釜循环泵进料端相连，塔釜循环泵出料端分别与反应粗分离塔循环进料端和塔釜液回收系统相连，反应粗分离塔塔顶出料口与塔顶冷凝器进料端相连，塔顶冷凝器液相出口与碳酸二甲酯粗品处理系统相连，塔顶冷凝器气相出口与二氧化碳回收系统相连。

3、反应粗分离塔塔釜设有温度计t3,与蒸汽阀门组设置远程dcs自动连锁控制，由蒸汽阀门组的开度控制反应粗分离塔塔釜温度计的温度在80~100℃，当反应粗分离塔塔釜温度低于80℃时，通过开大蒸汽阀门组的开度，加大蒸汽的输送量，提高塔釜液的温度，当反应粗分离塔塔釜温度高于100℃时，则可以通过关小蒸汽阀门组的开度，减小蒸汽的输送量，保证反应粗分离塔塔釜温度在80~100℃之间，防止因温度过高，副反应增多，也防止因为温度过低，反应速率慢，降低粗碳酸二甲酯的收率。

4、反应粗分离塔塔顶设有压力表p2, 由二氧化碳进料阀门组设置远程dcs自动连锁控制，由二氧化碳进料阀门组的开度控制反应粗分离塔塔顶压力p2在50~80 kpag，当反应粗分离塔塔顶压力低于50 kpag时，可以通过开大二氧化碳进料阀门组的开度，加大二氧化碳的输送量，提高塔顶压力，当反应粗分离塔塔顶压力高于80 kpag时，则可以通过关小二氧化碳进料阀门组的开度，减小二氧化碳的输送量，保证反应粗分离塔塔顶压力在50~80kpag之间，既保证反应顺利进行，又防止因为压力过高，增加安全隐患而且也增加后续工序的负荷。

5、本实用新型具有以下优点：

6、（1）可实现连续进料连续出料，提高碳酸二甲酯粗品的收率；

7、（2）此初合成装置部分采用dcs自动控制，简化了工艺操作；

8、（3）此初合成装置实现了反应、初分离在一个设备内进行，既节省设备投资又缩短了工艺流程。

1.一种用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置，包括：反应粗分离塔、塔釜循环泵、塔顶冷凝器、二氧化碳进料预热器、蒸汽阀门组、二氧化碳进料阀门组、二氧化碳进料预热器温度计（t1）、二氧化碳进料预热器压力表（p1）、反应粗分离塔塔顶压力表（p2）、反应粗分离塔塔釜温度计（t3），其中原料甲醇与反应粗分离塔中上部的进料端相连,甲醇钠料液与反应粗分离塔中下部的进料端相连,原料二氧化碳与二氧化碳进料预热器进料端相连，二氧化碳进料预热器出料端与反应粗分离塔进料端相连，反应粗分离塔塔釜出料端与塔釜循环泵进料端相连，塔釜循环泵出料端分别与反应粗分离塔循环进料端和塔釜液回收系统相连，反应粗分离塔塔顶出料口与塔顶冷凝器进料端相连，塔顶冷凝器液相出口与碳酸二甲酯粗品处理系统相连，塔顶冷凝器气相出口与二氧化碳回收系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置，其特征在于，反应粗分离塔顶部设有压力表（p3），与二氧化碳进料阀门组设置远程dcs自动连锁控制，由二氧化碳进料阀门组的开度控制反应粗分离塔的压力，反应粗分离塔塔釜设有温度计（t3）, 与蒸汽阀门组设置远程dcs自动连锁控制，由蒸汽阀门组的开度控制反应粗分离塔塔釜温度，既保证反应顺利进行又可以提高碳酸二甲酯粗品的收率。

3.根据权利要求1所述的一种用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的初合成装置，其特征在于，反应粗分离塔中部有催化剂填充，可以实现连续反应连续出料，提高碳酸二甲酯粗品的收率。