[发明专利]一种二氧化碳-环氧丙烷混合物分离的吸收-精馏方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域中二氧化碳与环氧丙烷混合物分离技术领域，特别是涉及二氧化碳-环氧丙烷共聚生产碳酸丙烯酯过程中未反应的二氧化碳与环氧丙烷混合物分离提纯环氧丙烷的方法及装置。

背景技术

脂肪族聚碳酸酯共聚物是一类可完全生物降解的新型材料，自1969年井上祥平等首次通过二氧化碳与环氧化合物反应合成脂肪族聚碳酸酯以来，人们在将二氧化碳固定为全降解聚合物这一研究领域取得了大量研究成果。其中二氧化碳与环氧丙烷共聚生产碳酸丙烯酯的反应被广泛应用于合成氨、天然气净化、制氢、纺织印染、石油开采、金属萃取、生漆增塑剂等不同的化工领域。

碳酸丙烯酯（PC）是一种非常重要的有机化工产品和性能优良的高沸点极性溶剂。其实通过CO₂与环氧丙烷在催化剂作用下是通过开环聚合反应合成生成碳酸丙烯酯的。这种合成方式不需要使用剧毒的光气，具有较大优势。此共聚合成碳酸丙烯酯的反应，由于受到化学平衡的限制不能完全进行，在反应完成后剩余的反应物CO₂与环氧丙烷以混合物的形式排出系统。剩余未反应物的直接排放不仅造成环境的污染而且造成原料的浪费，为了进一步降低生产成本，最大限度的利用反应物，对未反应的CO₂与环氧丙烷进行分离回收再利用的意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于CO₂与环氧丙烷混合物分离的吸收-精馏方法及装置，使用本发明提供的吸收-精馏分离方法，具有工艺流程简单、操作方便。能耗较低且目标产物环氧丙烷产品分离的纯度非常高以及回收率很高等优点。

本发明的CO₂与环氧丙烷混合物分离方法及装置，其中进料为CO₂与环氧丙烷共聚合成碳酸丙烯酯反应完成后剩余未反应的CO₂与环氧丙烷混合物，进料口设置在压缩机入口，分离提纯后的环氧丙烷从精馏塔塔顶采出，CO₂从吸收塔塔顶出口以及精馏塔塔顶冷凝器放空口排出。

本发明的技术如下：

本发明的装置，包括混合气体压缩机（2）、换热器（4）、吸收塔（6）、精馏塔进料泵（9）、精馏塔（11）、精馏塔冷凝器（13）、精馏塔回流缓冲罐（16）、精馏塔再沸器（22）；其特征是待分离混合原料从混合气体压缩机（2）进入系统，混合气体压缩机（2）出口通过管道经换热器（4）与吸收塔（6）的进料口相连，在吸收塔（6）的顶部设有吸收剂进料口以及剩余气相出口，吸收塔（6）塔底设有液相才出口，液相采出口通过管道经过精馏塔进料泵（9）与精馏塔（11）的进料相连接，精馏塔（11）的进料口设置在精馏塔（11）的中上部，精馏塔（11）塔底物流一部分与精馏塔再沸器（22）连接后返回精馏塔（11）的底部，另一部分作为吸收剂采出通过管道与吸收塔（6）的吸收剂进料管道汇合。精馏塔（11）顶部物流经精馏塔冷凝器（13）与精馏塔回流缓冲罐（16）相连，精馏塔冷凝器（13）设有放空口，精馏塔回流缓冲罐（16）底部出口设有物料回流和物料采出口，其中物料回流口通过管道与精馏塔（11）塔顶部相连接。

其中吸收系统可以采用纯溶剂吸收，也可以采用复合溶剂吸收。

一种分离CO₂与环氧丙烷混合物的吸收-精馏提纯方法：是CO₂与环氧丙烷混合气体原料（1）从混合气体压缩机（2）的进气口进入系统，经压缩升压后的混合气体（3）经过换热器（4）冷却后形成降低温度的过饱和混合气体（5）进入吸收塔（6），经过吸收后的气相物料（7）从吸收塔（6）的塔顶气相出口排出系统，吸收过环氧丙烷的液相物料（8）从吸收塔（6）塔底采出，从吸收塔（6）塔底采出的液相物料（8）经精馏塔进料泵（9）后进入精馏塔（11），精馏塔塔顶气相产物（12）经精馏塔冷凝器（13）后进入精馏塔回流缓冲罐（16），从精馏塔回流缓冲罐（16）流出的物料（17）一部分物料（18）返回精馏塔（11）塔顶作为回流液，另一部分物料（19）作为产品采出，精馏塔塔底液相产物（20）一部分物料（21）经过精馏塔再沸器（22）返回精馏塔（11）塔底，另一部分物料（24）作为吸收剂与新鲜吸收剂（25）汇合后返回到吸收塔（6）塔顶。

压缩机出口绝对压力为1-20atm，换热器热物流出口温度为-50-100℃，吸收塔的绝对压力为0.1-20atm。精馏塔回流比为0.5-8，精馏塔的绝对压力为0.1-20atm，塔顶冷凝器温度控制在-50-100℃。