[发明专利]甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置

说明书

技术领域

 本发明属于有机物合成的技术领域，更具体的说,本发明涉及一种甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置。

背景技术

随着人们对环境问题的日益重视，世界各国都对化学品的生产提出了更高的要求，开发环境友好的绿色化学品已经成为发展的必然趋势。碳酸二甲酯（DMC）作为一种微毒、环境友好的绿色化工产品，可用作有机合成原料以替代光气、氯甲酸甲酯和硫酸二甲酯等作为羰基化、甲基化及甲氧基化试剂，还可以作为汽油、柴油添加剂及溶剂等。

   甲醇液相氧化羰基合成法最早是由意大利EniChem公司开发成功，其采用CuCl₂/CuCl作为催化剂，反应温度为80-130℃，压力为2-4MPa，甲醇单程转化率为5-20%，以甲醇计的碳酸二甲酯的选择性大于98%。目前,以甲醇、一氧化碳和氧气为原料直接氧化羰基合成DMC具有操作连续且简便，对环境污染小，毒性小，被公认为是相当有前途的DMC合成工艺。现有的甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置是配有回流副反应管的鼓泡式反应器,催化剂均匀分散在溶剂甲醇中在反应器中循环使用。这种反应器的缺点是反应器容积大，有效反应体积占总容积的比率小，热量损失大，催化剂可能在反应器的某个局部沉积，起不到实际的催化作用。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题,本发明的目的在于提供一种甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置，包括管式反应段,所述管式反应段的上端为反应器气液分离段, 所述管式反应段的上部具有甲醇进料口, 所述管式反应段的下部具有CO和O₂混合气体进料口,其特征在于：还具有从管式反应段的底部延伸至管式反应段上部甲醇进料口的外部循环管路,并且所述循环管路上还具有离心泵,所述离心泵能够将管式反应段的底部的气液反应原料强制输送至管式反应段的顶部。

其中，所述管式反应段为单管管式反应段。

其中，所述循环管路上还具有甲醇补充料进料口。

其中，所述管式反应段的内部具有多级塔板，并且所述塔板结构为泡罩、浮阀、筛板或填料板。

本发明的第二方面，还涉及一种利用上述装置制备碳酸二甲酯的方法，所述的方法包括以下步骤：

将碳酸二甲酯催化剂与甲醇混合后从所述管式反应段的上部的甲醇进料口加入；CO和O₂在混合器中混合后，从所述管式反应段的下部的混合气体进料口加入；反应温度为123-128 ℃，压力为2.5 MPa；所述离心泵能够将管式反应段的底部的气液反应原料强制输送至管式反应段的顶部。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述的甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置，取消了回流副反应管，取而代之的是配有离心泵的循环管线，能够有效防止催化剂在反应器中的局部沉积，并且加强催化剂在装置中的循环，显著增加接触面积，充分发挥催化剂的催化作用。

附图说明

图1：本实施例所述甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例1

本实施例所述的甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置，如附图1所示，包括单管管式反应段10, 所述单管管式反应段的内部具有多级塔板，并且所述塔板结构为泡罩、浮阀、筛板或填料板；所述单管管式反应段10的上端为反应器气液分离段20, 所述单管管式反应段10的上部具有甲醇进料口12, 所述单管管式反应段10的下部具有CO和O₂混合气体进料口15,并且还具有从所述单管管式反应段10的底部延伸至单管管式反应段10上部甲醇进料口12的外部循环管路40,并且所述循环管路40上还具有离心泵30,所述离心泵30能够将单管管式反应段10的底部的气液反应原料强制输送至管式反应段的顶部。本发明所述的甲醇羰基氧化合成碳酸二甲酯的装置，取消了回流副反应管，取而代之的是配有离心泵的循环管线，能够有效防止催化剂在反应器中的局部沉积，并且加强催化剂在装置中的循环，显著增加接触面积，延长催化剂的使用寿命，从而提高甲醇的反应率，提高碳酸二甲酯粗产品的浓度，降低分离提纯成本。