[发明专利]一种烯烃直接制备环碳酸酯的生产系统及其应用

说明书

本发明公开了一种烯烃直接制备环碳酸酯的生产系统及其应用，涉及催化合成技术领域，该系统包括二氧化碳供给装置、氧化剂供给装置、烯烃供给装置、催化剂混合搅拌釜，所述二氧化碳供给装置的输出端和氧化剂供给装置的输出端连通后与反应器侧壁下部连通，所述烯烃供给装置的输出端和催化剂混合搅拌釜的输出端连通后与反应器侧壁上部连通，所述反应器的顶部与尾气排放管路连通，其底部与第一精馏塔侧壁中部连通，所述第一精馏塔的底部与第二精馏塔侧壁中部连通，所述催化剂混合搅拌釜内存储有由金属卟啉配合物及助催化剂构成的混合物。本发明反应条件温和，催化剂制备简便、催化剂用量少，并以高转化率和高选择性得到目标产物环碳酸酯。

技术领域

本发明涉及一种催化物合成技术领域，具体为一种环碳酸酯的合成系统和方法。

背景技术

工业化生产碳酸乙烯酯的传统方法包括酯交换法、光气法、乙烯和二氧化碳合成法、卤代醇法、环氧乙烷和二氧化碳合成法以及尿素法等。目前采用最多的是光气法和环氧乙烷法制备。光气法是最早被用于工业化生产环碳酸酯的方法(广东化工,2019,46,66-68)，由于该反应过程释放酸，对设备腐蚀严重，对环境造成严重污染，不符合绿色化工要求而被淘汰。当前，工业上主要以季铵盐为催化剂，以环氧化物与二氧化碳为原料，通过环加成反应制备环碳酸酯(石化技术,2015,12,145-149；安徽化工,2003,04:25-26)。

虽然该工艺不会对环境造成严重影响，但其反应条件苛刻(170～200℃，6.5～8MPa)，设备成本高、能耗大。并且，环氧化物通常由烯烃环氧化制备，其分离纯化过程使工艺流程复杂化，大大增加生产成本。因此，研究学者们期望能够以价廉易得的烯烃为原料，与二氧化碳反应直接合成环碳酸酯。该反应具有原子经济、能量节约且环境友好的特点，但是，目前开发的方法仍存在生产设备复杂、成本高、反应条件苛刻、催化剂与产物分离困难、有机溶剂使用量大等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种烯烃直接制备环碳酸酯的生产系统及其应用，以解决现有技术中环碳酸酯生产设备复杂、成本高等的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种烯烃直接制备环碳酸酯的生产系统，该系统包括二氧化碳供给装置、氧化剂供给装置、烯烃供给装置、催化剂混合搅拌釜，所述二氧化碳供给装置的输出端和氧化剂供给装置的输出端连通后与反应器侧壁下部连通，所述烯烃供给装置的输出端和催化剂混合搅拌釜的输出端连通后与反应器侧壁上部连通，所述反应器的顶部与尾气排放管路连通，其底部与第一精馏塔侧壁中部连通，所述第一精馏塔的底部与第二精馏塔侧壁中部连通，所述第二精馏塔顶部与产品收集装置的输入端连接，其底部与循环催化剂储罐的输入端连通，循环催化剂储罐的输出端与催化剂混合搅拌釜的输出端连通，所述催化剂混合搅拌釜内存储有由金属卟啉配合物及助催化剂构成的混合物。

进一步，所述催化剂混合搅拌釜内金属卟啉配合物的量与底物的摩尔比为0.01％～0.5％，金属卟啉配合物与助催化剂的摩尔比为0.1～5:1。

进一步，氧化剂供给装置内存储的氧化剂具体为氧气。

进一步，所述反应器具体为鼓泡塔反应器，所述第一精馏塔和第二精馏塔分别为填料塔、板式塔、填料-板式混合塔中的一种。

本发明还提供一种利用上述系统进行环碳酸酯生产的方法，该方法包括：