[发明专利]一种二氧化碳捕集与碳酸二甲酯制备一体化工艺

说明书

本申请公开了一种二氧化碳捕集与碳酸二甲酯制备一体化工艺，利用胺溶剂吸收大气里的COsubgt;2/subgt;，将胺溶剂吸收的COsubgt;2/subgt;和环氧乙烷送至碳酸乙烯酯反应器，经过闪蒸罐V‑001和T‑100蒸馏塔；所得高纯液体EC与MeOH加压混合；冷却并驱动至碳酸二甲酯合成反应器，生成DMC和乙二醇，并供应至精馏塔T‑101，顶部馏出物是DMC、MeOH和EG而底部馏出物体是EC和EG的；顶部馏出物在萃取精馏塔T‑102中分离；塔的顶部馏出物是MeOH，塔底馏出物由DMC、EG和MeOH的混合物组成；离开T‑101的EC‑EG混合物被输送至精馏塔T‑104，在塔T‑104中被分离为EG和EC。

技术领域

本发明属于CCUS技术领域，尤其涉及一种二氧化碳捕集与碳酸二甲酯制备一体化工艺。

背景技术

碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate.简称DMC)是有机化学合成环境友好型有机物的中间体，对环境有利例如可替代剧毒的光气进行基化反应。此外可作为甲基化试剂。一般甲基化试剂是硫酸二甲酯及卤代甲烷等剧毒或致癌化学品。DMC作新型燃油添加剂发展前景越来越好，国内外对DMC合成方法的研究开发尤为关注。

二氧化碳是一种主要的温室气体，每年二氧化碳的排放持续增加，导致全球性的气候变暖，影响了人类的正常生产生活。目前大规模CO₂捕集过程中，主要是以有机胺或无机碱性溶液作为CO₂吸收剂，而CO₂最终以碳酸盐或碳酸氢盐的形式存在。吸收CO₂后的溶液需要经过CO₂解析过程来实现CO₂的富集，然后再对富集后的CO₂进行利用，而在CO₂解析过程中会有大量的能耗。

碳酸二甲酯(DMC)是一种具有广泛用途的无毒的化工原料，由于碳酸二甲酯(DMC)具有独特的分子结构，可以进行甲基化、羰基化、酯交换等多种化学反应，代替传统的硫酸二甲酯、光气等剧毒危险原料。此外，碳酸二甲酯还可以用作极性的有机溶剂及汽油添加剂。碳酸二甲酯的工业生产方法主要有甲醇氧化羰基化法和酯交换法等，生产成本比较高，从而限制了碳酸二甲酯的大规模应用。

利用二氧化碳合成DMC得到研究者的关注。这样在合成绿色产品DMC的基础上，还能有效缓解以二氧化碳为主的温室气体对地球造成的不利影响，具有化工、能源和环保多重意义。目前这方面研究方向主要集中于甲基化、酯交换和直接合成三种反应路线。这样一来就要涉及对大气里的CO₂捕获。CO₂捕获化学吸收法是最为成熟的技术，已实现了示范应用。目化学吸收法的溶剂主要是有机胺或无机碱性溶液，捕集的CO₂主要以碳酸盐的形式存在。

目前大规模CO₂捕集过程中，主要是以有机胺或无机碱性溶液作为CO₂吸收剂，而CO₂最终以碳酸盐或碳酸氢盐的形式存在。吸收CO₂后的溶液需要经过CO₂解析过程来实现CO₂的富集，然后再对富集后的CO₂进行利用，而在CO₂解析过程中会有大量的能耗。

碳酸二甲酯的合成方法具体地讲采用高纯CO₂气体和甲醇作为反应原料，在较高温度(90～150℃)和高压力(4～12MPa)条件下，经过锡氧烷二聚体的催化，最终合成了碳酸二甲酯。然而，该方法通过催化剂的革新，即采用了锡氧烷二聚体作为催化剂，获得较高的碳酸二甲酯选择性