[实用新型]一种全生物基碳酸酯的绿色合成系统

说明书

本实用新型公开了一种全生物基碳酸酯的绿色合成系统，包括：分离净化单元、甲醇合成单元和DMC合成单元，其彼此通过物料管线连接，并且还可以进一步包括聚酯合成单元。本实用新型的合成系统针对现有化石能源转化技术中三废严重，碳排放量巨大等问题，进行生物降解脂肪族聚碳酸酯塑料非化石原料路线全合成。本合成系统以生物基CO₂为碳源，逐步合成全生物基DMC和APC，从根本上提高了下游产品生物碳含量，显著减少了碳排放。转化过程集成优化、绿色环保且经济、社会效益显著。

技术领域

本实用新型属于碳减排清洁化工合成技术领域，具体而言，尤其涉及高效利用生物基CO₂为碳源，能够绿色清洁地生产全生物基碳酸酯的系统。

背景技术

碳酸二甲酯(DMC)具有多种活性基团，可以作为甲基化试剂、甲氧基化试剂和羰基化试剂等，广泛用于有机合成。它也是无毒性的绿色化工中间体和良好的有机溶剂，被誉为21世纪的“绿色化学品”。特别是可以以碳酸二甲酯(DMC)为原料进一步合成的脂肪族聚碳酸酯(APC)是生物降解塑料重要产品之一，可完全微生物降解为CO₂和水。它不仅具有生物相容性、表面溶蚀性和无毒性，而且力学性能优良。因此，APC本身是一种绿色环保材料，也是合成聚碳酸酯型聚氨酯的重要原料，为食品、医学等领域提供重要的高分子材料之一。

但是，目前DMC主要是通过化石原料合成路线生产的，如：甲醇氧化羰基化法、甲醇二氧化碳法、甲醇尿素法和酯交换法，煤化工产业为其提供的大量的基础原料甲醇和合成气。化石原料转化和合成必然造成大量的三废和排污，且碳排放量巨大。随着日益严苛的“限塑令”的发布，国际上已开始塑料等高性能材料中生物碳的测定，非化石能源合成路线生产的生物基塑料必将受到国内外业界的重视。

因此，开发以生物碳为基础的DMC合成技术日益受到重视。生物发酵过程中微生物的代谢会释放大量的富含CO₂的废气，例如：秸秆、禽畜粪便、农产品废弃物等的厌氧发酵。收集利用这些生物基CO₂，使之转化为DMC和APC，这样的生物基DMC和APC从合成到使用全生命周期都更为绿色环保，从根本上实现碳减排。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种全生物基碳酸酯绿色合成系统，所述生物基碳酸酯包括碳酸二甲酯(DMC)和脂肪族聚碳酸酯(APC)。该系统能够以生物基CO₂为碳源，以生物基甲醇为重要中间体，全生物基合成DMC。整个转化过程成功将生物碳替代化石碳引入“泛化学品”DMC的高效合成，在CO₂绿色资源化利用的同时，显著降低化石能源的消耗和碳排放。

本实用新型的技术方案如下：

一种全生物基碳酸酯绿色合成系统，包括：分离净化单元、甲醇合成单元和DMC合成单元，其彼此通过物料管线连接；

所述分离净化单元主要包括：依次连接的脱水装置、脱硫装置和吸收分离装置，所述脱水装置主要通过物料管线接收生物基CO₂原料并脱除生物基CO₂原料中的水分和氨，所述脱硫装置通过物料管线接收来自所述脱水装置的生物基CO₂原料，并进一步脱除生物基CO₂原料中的含硫气体，所述吸收分离装置通过物料管线接收来自所述脱硫装置的生物基CO₂原料，并通过与吸收剂的逆向接触，将生物基CO₂原料中的CO₂充分溶解在吸收剂中，并通过设置于所述吸收分离装置顶部的出口分离排出不被吸收的CH₄；