高速喷流撞击管式反应器制备碳酸乙烯酯的装置及方法

技术特征：
6)，熟化罐(5)为外周圈设置有热媒，内部设置有熟化罐机械搅拌器(5-1)的罐体结构；所述熟化罐(5)顶端进液口连通第二高速喷流撞击管式反应器(4)的第二管式反应器(4-4)出口端，熟化罐(5)顶端进气口与氮气缓冲罐(5-5)连通，熟化罐(5)通过粗碳酸乙烯酯泵(5-7)与脱乙二醇塔系统(6)的乙二醇白钢规整填料塔(6-2)连通。7.根据权利要求1所述的一种高速喷流撞击管式反应器制备碳酸乙烯酯的装置，其特征在于：所述脱乙二醇塔系统(6)包括第一再沸器(6-1)、乙二醇白钢规整填料塔(6-2)、乙二醇冷凝器(6-3)、乙二醇接收罐(6-4)、乙二醇泵(6-5)和乙二醇白钢规整填料塔塔底泵(6-6)，乙二醇白钢规整填料塔(6-2)的蒸汽出口连通乙二醇冷凝器(6-3)，乙二醇冷凝器(6-3)连通乙二醇接收罐(6-4)，乙二醇接收罐(6-4)通过乙二醇泵(6-5)分别连通乙二醇白钢规整填料塔(6-2)和配料罐(1)，乙二醇白钢规整填料塔(6-2)底部通过乙二醇白钢规整填料塔塔底泵(6-6)分别连通第一再沸器(6-1)的底部和碳酸乙烯酯精馏塔系统(7)的碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)，第一再沸器(6-1)的顶部再与乙二醇白钢规整填料塔(6-2)底部连通，第一再沸器(6-1)为设置有热媒的结构。8.根据权利要求1所述的一种高速喷流撞击管式反应器制备碳酸乙烯酯的装置，其特征在于：所述碳酸乙烯酯精馏塔系统(7)包括第二再沸器(7-1)、碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)、碳酸乙烯酯冷凝器(7-3)、碳酸乙烯酯接收罐(7-4)、碳酸乙烯酯泵(7-5)、碳酸乙烯酯储罐(7-6)和碳酸乙烯酯精馏塔塔底泵(7-7)，碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)的蒸汽出口连通碳酸乙烯酯冷凝器(7-3)的一端，碳酸乙烯酯冷凝器(7-3)的另一端连通碳酸乙烯酯接收罐(7-4)的一端，碳酸乙烯酯接收罐(7-4)的另一端通过碳酸乙烯酯泵(7-5)分别与碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)和碳酸乙烯酯储罐(7-6)连通；碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)的底端通过碳酸乙烯酯精馏塔塔底泵(7-7)分别与第二再沸器(7-1)的一端和催化剂回收系统连通，第二再沸器(7-1)的另一端与碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)底部连通，第二再沸器(7-1)为设置有热媒的结构。9.一种如权利要求1所述的一种高速喷流撞击管式反应器制备碳酸乙烯酯的装置的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1.将原料尿素颗粒、乙二醇、催化剂进入到配料罐(1)内，在配料罐机械搅拌器(1-1)搅拌下，尿素颗粒进行溶解，溶解的尿素、乙二醇、催化剂被混合均匀得到混合液，同时通过热媒被加热到反应温度；混合液通过第一动力流体泵(2-1)连续进入第一高速喷流撞击管式反应器(2)；步骤2.来自配料罐(1)的混合液泵入两个相向的第一拉瓦尔喷管(2-2)，同时吸入熟化罐系统分离出的氮气，两股从第一拉瓦尔喷管(2-2)喷出的高速喷流，在第一高速喷流撞击腔(2-3)中相互撞击，然后进入第一管式反应器(2-4)进行醇解反应，从第一高速喷流撞击管式反应器(2)出来的氮气、反应生成的氨气与醇解液连续进入到气液分离罐(3)；步骤3.气液分离罐(3)将氮气、反应生成的氨气与醇解液分离，分离出的气体进入熟化罐系统的氨气压缩机(5-3)，分离气体后的醇解液连续进入第二高速喷流撞击管式反应器(4)；步骤4.步骤3中醇解液通过第二动力流体泵(4-1)泵入两个相向的第二拉瓦尔喷管(4-2)，同时吸入熟化罐系统分离出的氮气，两股从第二拉瓦尔喷管(4-2)喷出的高速喷流，在第二高速喷流撞击腔(4-3)中相互撞击，然后进入第二管式反应器(4-4)进行醇解反应，从
第二高速喷流撞击管式反应器(4)出来的氮气、反应生成的氨气醇解液连续进入到熟化罐(5)；步骤5.在熟化罐(5)里将氮气、反应生成的氨气与醇解液分离，同时继续通入分离出的氮气进行补充醇解反应；从气液分离罐(3)、熟化罐(5)分离出来的氮气、氨气一同进入氨气压缩机(5-3)，将氨气液化与氮气分离；分离出的液化氨气进入液氨储罐(5-6)，分离出的氮气进入氮气缓冲罐(5-5)；氮气缓冲罐(5-5)里的氮气继续用于醇解反应；熟化罐(5)里分离气体后的醇解液通过粗碳酸乙烯酯泵连续泵入脱乙二醇塔系统(6)；步骤6.在脱乙二醇塔系统(6)的乙二醇白钢规整填料塔(6-2)里脱出醇解反应剩余的乙二醇，脱出的乙二醇经乙二醇冷凝器(6-3)冷却进入乙二醇接收罐(6-4)；部分乙二醇经乙二醇泵(6-5)作为乙二醇白钢规整填料塔(6-2)的回流，部分采出至配料罐(1)；乙二醇白钢规整填料塔(6-2)的塔釜液经乙二醇白钢规整填料塔塔底泵(6-6)部分进入第一再沸器(6-1)加热后返回乙二醇白钢规整填料塔(6-2)，部分连续进入碳酸乙烯酯精馏塔系统(7)；步骤7.在碳酸乙烯酯精馏塔系统(7)里精馏出碳酸乙烯酯，精馏出的碳酸乙烯酯经碳酸乙烯酯冷凝器(7-3)冷却进入碳酸乙烯酯接收罐(7-4)；部分碳酸乙烯酯经碳酸乙烯酯泵(7-5)作为碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)的回流，部分采出至碳酸乙烯酯储罐(7-6)；碳酸乙烯酯精馏塔的塔釜液经碳酸乙烯酯精馏塔塔底泵(7-7)部分进入第二再沸器(7-1)加热后返回碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)，部分进入催化剂回收系统回收催化剂。10.根据权利要求9所述的一种高速喷流撞击管式反应器制备碳酸乙烯酯的装置的方法，其特征在于：所述配料罐(1)内反应温度为137℃～141℃，压力为常压，尿素：乙二醇的摩尔比为1：(1.5～1.75)，催化剂为尿素质量的2％～3％，物料的停留时间为0.5h～0.75h；所述第一高速喷流撞击管式反应器(2)内反应温度为137℃～141℃，压力为0.4mpa～0.5mpa，管式反应器长径比为1000，1kmol尿素吸入氮气10nm3；所述气液分离罐(3)内反应温度为137℃～141℃，压力为常压，物料的停留时间为0.5h～0.75h；所述第二高速喷流撞击管式反应器(4)内温度为137℃～141℃，压力为0.4mpa～0.5mpa，管式反应器长径比为1000，1kmol尿素吸入氮气10nm3；所述熟化罐(5)内反应温度为141℃～145℃，压力为常压；氨气压缩机(5-3)出口氮气压力为0.25mpa，1kmol尿素吹入氮气10nm3，物料的停留时间为1.5h～2h；乙二醇白钢规整填料塔(6-2)塔顶温度为150℃，塔顶压力为0.02mpa；塔底温度为178℃，摩尔回流比为0.15；所述碳酸乙烯酯白钢规整填料塔(7-2)塔顶温度为140℃，塔顶压力为0.002mpa；塔底温度为155℃，摩尔回流比为0.2。

技术总结
本发明涉及高速喷流撞击管式反应器制备碳酸乙烯酯的装置及方法，该装置包括依次连通的配料罐、第一高速喷流撞击管式反应器、气液分离罐、第二高速喷流撞击管式反应器、熟化罐系统、脱乙二醇塔系统和碳酸乙烯酯精馏塔系统；配料罐还与脱乙二醇塔系统连通，熟化罐系统还分别与第一高速喷流撞击管式反应器、气液分离罐和第二高速喷流撞击管式反应器连通。本发明的装置及方法解决现有制备设备存在的弊端是传热、传质效率低，反应周期长，能耗高，能耗的增加导致成本上升，不利于工业化生产等问题。题。题。


技术研发人员：程贵刚
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：2022.08.17
技术公布日：2022/11/15