用于碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺的安全联锁系统的制作方法

1.本实用新型涉及碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯联产技术领域，具体涉及一种用于碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺的安全联锁系统。


背景技术：

2.在采用酯交换法碳酸二甲酯和乙醇反应联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工序中，通过原料精制、合成、粗品精馏、催化剂脱除、emc/dec分离、emc脱轻、emc精制、dec精制等工序获得产品。但是在粗品精馏、emc精制、dec精制工序存在物料液位过低或过高而导致生产停止的隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺的安全联锁系统，采用集散控制系统(dcs系统)，构成联锁回路，实现了反应精馏塔、emc产品塔、dec产品塔三塔的安全联锁设置，使整个系统处于安全状态。
4.本实用新型的技术方案为：
5.用于碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺的安全联锁系统，碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺用反应精馏塔的进料口通过管路分别与碳酸二甲酯缓冲罐的出料口、无水乙醇储罐的出料口、甲醇钠罐的出料口连接，碳酸二甲酯缓冲罐与反应精馏塔之间的管路上设置有碳酸二甲酯进料泵，无水乙醇储罐与反应精馏塔之间的管路上设置有切断阀；反应精馏塔塔底的出料口通过管路与过滤器物料缓冲罐的进料口连接，管路上设置有反应精馏塔出料泵；反应精馏塔安装有第一液位传感器，第一液位传感器、碳酸二甲酯进料泵、切断阀、反应精馏塔出料泵分别与控制系统电连接。
6.优选地，所述碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的系统还包括emc产品塔，emc产品塔的emc进料口通过管路与emc产品塔进料缓冲罐的出料口连接，管路上设置有emc产品塔进料泵；emc产品塔塔底的出料口通过管路与粗emc物料缓冲罐，管路上设置有emc产品塔底泵；emc产品塔安装有第二液位传感器，第二液位传感器、emc产品塔进料泵、emc产品塔底泵分别与控制系统电连接。
7.优选地，所述碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的系统还包括dec产品塔，dec产品塔的dec进料口通过管路与dec精制塔的出料口连接，管路上设置有dec精制塔泵；dec产品塔塔底的出料口通过管路与滤液罐的进料口连接，管路上设置有dec产品塔底泵；dec产品塔安装有第三液位传感器，第三液位传感器、dec精制塔泵、dec产品塔底泵分别与控制系统电连接。
8.本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
9.本实用新型采用集散控制系统(dcs系统)，构成联锁回路，实现了反应精馏塔、emc
产品塔、dec产品塔三塔的安全联锁设置，使整个系统处于安全状态。
附图说明
10.图1是本实用新型的反应精馏塔的结构示意图。
11.图2是本实用新型的碳酸二甲酯进料泵的结构示意图。
12.图3是本实用新型的emc产品塔的结构示意图。
13.图4是本实用新型的emc产品塔进料泵的结构示意图。
14.图5是本实用新型的dec产品塔的结构示意图。
15.图6是本实用新型的dec精制塔泵的结构示意图。
16.图中，1-反应精馏塔、2-碳酸二甲酯进料泵、3-切断阀、4-反应精馏塔出料泵、5-第一液位传感器、6-emc产品塔、7-emc产品塔进料泵、8-emc产品塔底泵、9-第二液位传感器、10-dec产品塔、11-dec精制塔泵、12-dec产品塔底泵、13-第三液位传感器。
具体实施方式
17.如图1-6所示，本实用新型提供了一种用于碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺的安全联锁系统，碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺用反应精馏塔1的进料口通过管路分别与碳酸二甲酯缓冲罐的出料口、无水乙醇储罐的出料口、甲醇钠罐的出料口连接，碳酸二甲酯缓冲罐与反应精馏塔1之间的管路上设置有碳酸二甲酯进料泵2，无水乙醇储罐与反应精馏塔1之间的管路上设置有切断阀3；反应精馏塔1塔底的出料口通过管路与过滤器物料缓冲罐的进料口连接，管路上设置有反应精馏塔出料泵4；反应精馏塔1安装有第一液位传感器5，第一液位传感器5、碳酸二甲酯进料泵2、切断阀3、反应精馏塔出料泵4分别与控制系统电连接。
18.所述碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺用emc产品塔6的emc进料口通过管路与emc产品塔6进料缓冲罐的出料口连接，管路上设置有emc产品塔进料泵7；emc产品塔6塔底的出料口通过管路与粗emc物料缓冲罐，管路上设置有emc产品塔底泵8；emc产品塔6安装有第二液位传感器9，第二液位传感器9、emc产品塔进料泵7、emc产品塔底泵8分别与控制系统电连接。
19.所述碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺用dec产品塔10的dec进料口通过管路与dec精制塔的出料口连接，管路上设置有dec精制塔泵11；dec产品塔10塔底的出料口通过管路与滤液罐的进料口连接，管路上设置有dec产品塔底泵12；dec产品塔10安装有第三液位传感器13，第三液位传感器13、dec精制塔泵11、dec产品塔底泵12分别与控制系统电连接。
20.工作原理：
21.碳酸二甲酯和乙醇联产碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯工艺包括以下工序：
22.1)原料精制：开车前装置通入氮气置换使设备内氧含量低于0.5％。工业级碳酸二甲酯自罐区工业级碳酸二甲酯储罐来，经过碳酸二甲酯(dmc)原料精制塔，去除原料中的杂质，侧线产品至碳酸二甲酯缓冲罐，塔顶和塔釜产品输送至工业级碳酸二甲酯罐。
23.2)反应精馏：由于反应转化率受反应平衡的控制，要达到较高的转化率，需要进行反应精馏。在反应精馏塔1内，通过dmc和甲醇形成共沸物，实现甲醇和碳酸甲乙酯、碳酸二
乙酯的分离。反应精馏塔1上段为精馏段，装填cy填料；下段为反应段，为塔板。原料混合后进入反应精馏塔1的中部，碳酸二甲酯和乙醇按照一定的质量比例并和催化剂甲醇钠混合后，进入反应精馏塔1。在反应精馏塔1中，塔顶排出甲醇和碳酸二甲酯的混合物，塔釜排出碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、甲醇和催化剂以及未完全转化的乙醇。塔釜温度在90-105℃之间。塔顶甲醇和碳酸二甲酯的共沸物输送至碳酸二甲酯分离装置。塔釜生成的碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和甲醇钠的混合物送至过滤器物料缓冲罐，经泵输送至板框压滤机，过滤脱除失活催化剂。
24.3)催化剂脱除：由于甲醇钠存在的条件下，碳酸甲乙酯容易分解为碳酸二甲酯和碳酸二乙酯，并且甲醇钠容易引起塔釜再沸器的结垢堵塞。由于甲醇钠在碳酸酯物料中的溶解度很低，易结晶析出。采用板框压滤机分离脱除失活催化剂。
25.4)粗碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯精制分离：经过过滤器的滤液进入粗碳酸二乙酯(dec)精制塔，塔顶脱除碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙醇和微量甲醇，经过塔顶冷凝器冷却后进入塔顶回流罐，经回流泵，一部分作为粗碳酸二乙酯(dec)精制塔回流，另一部分输送至粗碳酸甲乙酯(emc)精制塔。塔釜主要为碳酸二乙酯粗品，经输料泵输送至后续工业级碳酸二乙酯精制塔。
26.自粗碳酸二乙酯(dec)精制塔塔顶来的馏分，进入粗碳酸甲乙酯(emc)精制塔，塔顶脱除含有碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、乙醇和少量甲醇的物料返回反应精馏塔1，塔釜为粗碳酸甲乙酯物料。
27.塔釜物料输送至工业级碳酸甲乙酯(emc)精制塔。
28.5)工业级碳酸甲乙酯精制：来自粗碳酸甲乙酯(emc)精制塔塔釜物料进入工业级碳酸甲乙酯(emc)精制塔中，塔顶采出轻组分物料经过塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，经泵一部分作为回流返回，一部分输送至粗碳酸甲乙酯(emc)物料缓冲罐，经输送返回至emc粗品精制塔中，塔釜泵采出重组分物料输送至滤液罐中，经输送返回粗碳酸二乙酯(dec)精制塔，侧线采出纯度高于99.9％以上的工业级碳酸甲乙酯物料经泵输送至emc产品塔6进料缓冲罐中，由泵输送至电池级碳酸甲乙酯(emc)产品精馏塔中精制。
29.6)工业级碳酸二乙酯精制：来自粗碳酸二乙酯(dec)精制塔塔釜的物料进入工业级碳酸二乙酯(dec)精制塔中，塔顶采出轻组分物料经塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，经泵，一部分作为回流返回，一部分采出至滤液罐，由滤液罐返回至，塔釜采出含有重组分杂质的dec物料由塔釜泵输送至工业级dec产品罐。侧线采出纯度高于99.9％的工业级碳酸二乙酯物料输送至电池级碳酸二乙酯产品(dec)精馏塔中进行精制。
30.7)电池级碳酸甲乙酯产品精制：来自工业级碳酸甲乙酯(emc)精制塔侧线采出物料在emc产品塔6进料缓冲罐中，经泵输送至emc产品塔6中。经过间歇精馏提纯，塔顶采出含轻组分杂质的物料经塔顶冷凝器冷凝后至塔顶回流罐，经回流泵一部分作为回流返回emc产品塔6，一部分采出输送至粗emc物料缓冲罐中，塔釜采出含有重组分杂质的物料也输送至粗emc物料缓冲罐中，返回粗碳酸甲乙酯(emc)精制塔。侧线采出纯度高于99.99％的电池级碳酸甲乙酯产品经侧线采出泵采出至电池级emc产品中间罐中，经检验分析合格后由emc产品泵输送至罐区emc产品罐。
31.8)电池级碳酸二乙酯产品精制：来自工业级碳酸二乙酯(dec)精制塔的工业级碳酸二乙酯产品经输料泵输送至dec产品塔10中进行产品精制。塔顶采出含轻组分杂质的物
料经塔顶冷凝器冷凝后至回流罐，经回流泵一部分作为回流返回dec产品塔10，一部分采出至滤液罐，dec产品塔10塔釜采出含有重组分杂质的物料经塔釜泵输送至滤液罐。侧线采出纯度高于99.99％的电池级碳酸二乙酯产品由侧线采出泵输送至罐区dec产品罐。
32.9)dmc加压精制塔：来自反应精馏塔1塔顶的dmc和甲醇的共沸物物料经塔顶出料泵输送至dmc加压精制塔，控制该塔的操作压力位5公斤左右，塔顶汽相物料经过塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，经塔顶回流泵一部分作为回流返回，一部分采出输送至甲醇常压精制塔，塔釜采出dmc物料直接排至工业级dmc产品罐。
33.10)甲醇常压精制塔：来自dmc加压精制塔塔顶的物料进入甲醇常压精制塔，塔顶蒸出的dmc和甲醇的常压共沸物经过塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，经过回流泵加压后作为回流返回甲醇常压精制塔。塔釜采出甲醇物料经塔釜泵输送至罐区甲醇储罐。
34.反应方程式：
[0035][0036]
本实用新型在反应精馏塔1设置第一液位传感器5，当塔釜液位高于上限时，触发联锁，集散控制系统(dcs系统)联锁控制关闭无水乙醇储罐管路上的切断阀3，停止无水乙醇进料，并联锁控制关闭碳酸二甲酯进料泵2，停止碳酸二甲酯进料；当塔釜液位低于下限时，触发联锁，集散控制系统(dcs系统)联锁控制关闭反应精馏塔出料泵4，停止塔釜出料。
[0037]
本实用新型在emc产品塔6设置第二液位传感器9，当塔釜液位高于上限时，触发联锁，集散控制系统(dcs系统)联锁控制关闭emc产品塔进料泵7，停止emc进料；当塔釜液位低于下限时，触发联锁，集散控制系统(dcs系统)联锁控制关闭emc产品塔底泵8，停止塔釜出料。
[0038]
本实用新型在dec产品塔10设置第三液位传感器13，当塔釜液位高于上限时，触发联锁，集散控制系统(dcs系统)联锁控制关闭dec精制塔泵11，停止dec进料；当塔釜液位低于下限时，触发联锁，集散控制系统(dcs系统)联锁控制关闭dec产品塔底泵12，停止塔釜出料。
[0039]
本实用新型采用集散控制系统(dcs系统)，构成联锁回路，实现了反应精馏塔1、emc产品塔6、dec产品塔10三塔的安全联锁设置，使整个系统处于安全状态。
[0040]
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。