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CN217077455U - 碳酸二甲酯的生产系统 - Google Patents

碳酸二甲酯的生产系统 Download PDF

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CN217077455U
CN217077455U CN202220961695.XU CN202220961695U CN217077455U CN 217077455 U CN217077455 U CN 217077455U CN 202220961695 U CN202220961695 U CN 202220961695U CN 217077455 U CN217077455 U CN 217077455U
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徐勇彪
王公应
范辉
张建平
曾毅
付晋寿
甘遵微
种彩云
张飞雄
白元盛
刘航
姜维
李金龙
李永军
陈小敏
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Inner Mongolia Shuangxin Polymer Materials Technology Research Institute Co ltd
Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Sedin Engineering Co Ltd
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Inner Mongolia Shuangxin Polymer Materials Technology Research Institute Co ltd
Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Sedin Engineering Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及碳酸二甲酯生产工艺技术领域,公开了一种碳酸二甲酯的生产系统,包括反应模块、提纯模块和甲醇甲醛回收模块;反应模块包括换热单元、反应单元、一级气液分离单元、脱碳单元和二级气液分离单元,反应单元得到的反应产物能够在换热单元中对需要进入反应单元的原料进行预热,换热单元和一级气液分离单元连接,一级气液分离单元和脱碳单元气路连接,一级气液分离单元和二级气液分离单元连接;提纯模块包括依次连接的共沸单元、脱轻单元和碳酸二甲酯初步精馏单元,二级气液分离单元和共沸单元连接;甲醇甲醛回收模块和共沸单元连接。该生产系统能够有效提高CO和热量的利用率,同时也能够有效提高DMC的纯度。

Description

碳酸二甲酯的生产系统
技术领域
本实用新型涉及碳酸二甲酯生产工艺技术领域,具体地涉及一种碳酸二甲酯的生产系统。
背景技术
碳酸二甲酯简称DMC,常温下是一种无色透明、有刺激性气味的液体,可燃,无毒,可被生物降解。碳酸二甲酯是一种重要的有机化工中间体,由于其分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基,因而可用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应;由于DMC无毒,可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用,提高生产操作的安全性,降低环境污染;作为溶剂,DMC 可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等;作为汽油添加剂,DMC可提高其辛烷值和含氧量,进而提高其抗爆性;DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂,总之DMC具有非常广泛的用途。
工业上采用液相氧化羰基化法生产DMC,以氯化亚铜为催化剂,气相CO和O2作为原料,甲醇既为反应物又为溶剂,反应温度100-130℃,压力2.0-3.0MPa。典型工艺包括甲醇氧化羰基化、DMC与甲醇的分离。1983年由意大利ENI公司首先实现工业化,初始装置规模5000吨/年,1988年扩产到8000吨/年,1993年进一步扩大到12000吨/年。另外,1988年日本Dacail公司也采用此技术建成了6000吨/年的工业化装置。
但是液相氧化羰基化法需要加入过量的CO,而反应后的尾气大都直接进行尾气处理,并没有再次进行回收利用,CO的利用率较低,而且,上述液相氧化羰基化法制备得到的DMC的纯度有待提高、在反应过程中热量的利用效率不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的CO的利用率不高、DMC的纯度有待提高、热量利用效率不高等问题,提供一种碳酸二甲酯的生产系统,该生产系统能够有效提高CO和热量的利用率,同时也能够有效提高DMC的纯度,还可以减少设备腐蚀。
为了实现上述目的,本实用新型提供一种碳酸二甲酯的生产系统,包括反应模块、提纯模块和甲醇甲醛回收模块;所述反应模块包括换热单元、反应单元、一级气液分离单元、脱碳单元和二级气液分离单元,所述反应单元得到的反应产物能够在所述换热单元中对需要进入所述反应单元的原料进行预热,所述换热单元的换热热源出口和所述一级气液分离单元连接,所述一级气液分离单元和所述脱碳单元气路连接,所述一级气液分离单元的一级气液分离液相出口和所述二级气液分离单元连接;所述提纯模块包括依次连接的共沸单元、脱轻单元和碳酸二甲酯初步精馏单元,所述二级气液分离单元的二级气液分离液相出口和所述共沸单元连接;所述甲醇甲醛回收模块和所述共沸单元的共沸产物液相出口连接。
优选地,所述换热单元包括第一换热单元和第二换热单元,所述反应单元包括第一反应单元和第二反应单元;所述第一反应单元得到的反应产物能够在所述第一换热单元中对需要进入所述第一反应单元的原料进行预热,所述第二反应单元得到的反应产物能够在所述第二换热单元中对需要进入所述第二反应单元的原料进行预热。
进一步优选地,所述一级气液分离单元包括第一一级气液分离单元和第二一级气液分离单元;所述第一换热单元的换热热源出口和所述第一一级气液分离单元连接,所述第一一级气液分离单元的一级气液分离气相出口的第一分流口所述第二换热单元的换热物料进口连接,所述第一一级气液分离单元的一级气液分离气相出口的第二分流口和所述脱碳单元连接,所述第一一级气液分离单元的一级气液分离液相出口和所述二级气液分离单元连接;所述第二换热单元的换热热源出口和所述第二一级气液分离单元连接,所述第二一级气液分离单元的一级气液分离气相出口与所述脱碳单元连接,所述第二一级气液分离单元的一级气液分离液相出口和所述二级气液分离单元连接。
优选地,所述脱碳单元上设置有脱碳单元第一气相出口和脱碳单元第二气相出口,所述脱碳单元第二气相出口与所述换热单元的换热物料进口连接。
优选地,所述共沸单元的共沸气相出口和所述脱轻单元连接,所述脱轻单元的脱轻液相出口和所述碳酸二甲酯初步精馏单元连接,所述碳酸二甲酯初步精馏单元上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口、碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口,所述碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接;所述碳酸二甲酯初步精馏单元与供热单元连接,所述共沸单元和所述脱轻单元通过热量回流机构与所述碳酸二甲酯初步精馏单元连接,以使得所述碳酸二甲酯初步精馏单元的气相物料中的部分热量能够作为所述共沸单元和所述脱轻单元的热源进行再次利用。
进一步优选地,所述提纯模块还包括碳酸二甲酯二次精馏单元,所述碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口与所述碳酸二甲酯二次精馏单元连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口、碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口,所述碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口与电子级碳酸二甲酯产品罐连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接;所述碳酸二甲酯二次精馏单元通过所述热量回流机构与所述碳酸二甲酯初步精馏单元连接,以使得所述碳酸二甲酯初步精馏单元的气相物料中的部分热量能够作为所述碳酸二甲酯二次精馏单元的热源进行再次利用。
优选地,所述热量回流机构包括用于对所述共沸单元的物料进行加热的第一再沸单元、用于对所述脱轻单元的物料进行加热的第二再沸单元和用于对所述碳酸二甲酯二次精馏单元的物料进行加热的第三再沸单元,所述第一再沸单元、所述第二再沸单元和所述第三再沸单元三者的热源入口均与所述碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口连接。
更优选地,所述碳酸二甲酯初步精馏单元气相分别与所述第一再沸单元、所述第二再沸单元和所述第三再沸单元三者的热源入口连接,所述第一再沸单元、所述第二再沸单元和所述第三再沸单元三者的热源出口均与碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元连接。
优选地,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与所述碳酸二甲酯初步精馏单元连接,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与所述共沸单元连接,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第三分流口与所述反应模块连接。
优选地,所述共沸气相出口与共沸冷凝回收单元连接,所述共沸冷凝回收单元上设有共沸冷凝回收单元气相出口、共沸冷凝回收单元第一液相出口和共沸冷凝回收单元第二液相出口,所述共沸冷凝回收单元第一液相出口的第一分流口以及所述共沸冷凝回收单元第二液相出口的第一分流口均与所述共沸单元连接,所述共沸冷凝回收单元第一液相出口的第二分流口与所述脱轻单元连接。
优选地,所述脱轻气相出口与脱轻冷凝回收单元连接,所述脱轻冷凝回收单元上设置有脱轻冷凝回收单元气相出口和脱轻冷凝回收单元液相出口,所述脱轻冷凝回收单元液相出口的第一分流口与所述脱轻单元连接,所述脱轻冷凝回收单元液相出口的第二分流口与甲缩醛中间产品罐连接。
优选地,所述碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口与碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口,所述碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与所述碳酸二甲酯二次精馏单元连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与所述反应模块连接。
优选地,所述甲醇甲醛回收模块包括甲醇回收单元和甲醛回收单元,所述甲醇回收单元包括甲醇回收物料进口、甲醇回收产物气相出口和甲醇回收产物液相出口,所述甲醇回收物料进口与所述共沸单元的共沸产物液相出口连接,所述甲醇回收产物液相出口与所述甲醛回收单元连接。
进一步优选地,所述甲醇回收产物气相出口和甲醇冷凝回收单元连接,所述甲醇冷凝回收单元上设置有甲醇冷凝回收单元气相出口和甲醇冷凝回收单元液相出口,所述甲醇冷凝回收单元液相出口的第一分流口与所述甲醇回收单元连接,所述甲醇冷凝回收单元液相出口的第二分流口与所述反应模块连接。
通过上述技术方案,本实用新型提供的碳酸二甲酯的生产系统,通过将反应模块设置为包括换热单元和反应单元,而且反应单元中得到的反应产物能够在所述换热单元中对需要进入反应单元的原料进行预热,能够充分利用反应产物中的热量,提高热能的利用效率。将一级气液分离单元和脱碳单元气路连接,能够在一级气液分离单元分离出的气体中分离出CO,能够实现CO的回收。二级气液分离单元的设置以及依次连接的共沸单元、脱轻单元和碳酸二甲酯初步精馏单元的设置能够有效提高DMC的纯度。
有关本实用新型的其他优点以及优选实施方式的技术效果,将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。
在附图中:
图1是本实用新型一个具体实施方式所述碳酸二甲酯的生产系统的结构示意图;
图2是本实用新型一个具体实施方式所述碳酸二甲酯的生产系统中反应模块的结构示意图;
图3是本实用新型一个具体实施方式所述碳酸二甲酯的生产系统中提纯模块的结构示意图;
图4是本实用新型一个具体实施方式所述碳酸二甲酯的生产系统中反应单元的结构示意图之一;
图5是本实用新型一个具体实施方式所述碳酸二甲酯的生产系统中反应单元的结构示意图之二;
图6是本实用新型一个具体实施方式所述碳酸二甲酯的生产系统中反应单元的结构示意图之三。
附图标记说明
1反应模块;2提纯模块;3甲醇甲醛回收模块;
11换热单元;12反应单元;13一级气液分离单元;14脱碳单元;15二级气液分离单元; 16气体混合器;17氧气输送管道;18CO输送管道;21共沸单元;22脱轻单元;23碳酸二甲酯初步精馏单元;24碳酸二甲酯二次精馏单元;25热量回流机构;26碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元;27共沸冷凝回收单元;28脱轻冷凝回收单元;29碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元;31甲醇回收单元;32甲醛回收单元;33甲醇冷凝回收单元;34甲醛冷凝回收单元;
120多孔分布板;121裙座;122循环管;123固定连接件;124外盘管;125分离器;126a 第一连接管;126b第二连接管;127换热器;128反应管;129枝条分布器;261碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器;262碳酸二甲酯初步精馏单元回流罐;271共沸单元冷凝器;272共沸单元尾冷器;273共沸单元回流罐;274共沸单元尾冷液回流罐;281脱轻单元冷凝器;282脱轻单元尾冷器;283脱轻单元回流罐;291碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝器;292碳酸二甲酯二次精馏单元回流罐;331甲醇回收冷凝器;332甲醇回流罐; 341甲醛回收冷凝器;342甲醛回流罐;
11a第一换热单元;11b第二换热单元;12a第一反应单元;12b第二反应单元;13a第一一级气液分离单元;13b第二一级气液分离单元;16a第一气体混合器;16b第二气体混合器;17a氧气输送主管;17b氧气输送支管;25a第一再沸单元;25b第二再沸单元;25c第三再沸单元;
1221第一液相进料口;1222第二液相进料口;1281气相物料入口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或者是一体连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接连接,可以是抵接,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方向或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量,因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。
在本实用新型的一个基本实施方式中,参见图1,提供一种碳酸二甲酯的生产系统,包括反应模块1、提纯模块2和甲醇甲醛回收模块3;反应模块1包括换热单元11、反应单元12、一级气液分离单元13、脱碳单元14和二级气液分离单元15,反应单元12得到的反应产物能够在换热单元11中对需要进入反应单元12的原料进行预热,换热单元11 的换热热源出口和一级气液分离单元13连接,一级气液分离单元13和脱碳单元14气路连接,一级气液分离单元13的一级气液分离液相出口和二级气液分离单元15连接;提纯模块2包括依次连接的共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯初步精馏单元23,二级气液分离单元15的二级气液分离液相出口和共沸单元21连接;甲醇甲醛回收模块3 和共沸单元21的共沸产物液相出口连接。
具体地,换热单元11内形成有物料通道和换热通道,所述物料通道的两端形成有换热物料进口和换热物料出口,所述换热通道的两端形成有换热热源进口和换热热源出口,换热物料出口与反应单元12的反应物料进口连接,反应单元12的反应产物出口与换热热源进口连接,换热热源出口与一级气液分离单元13连接。
更具体地,注入反应模块1的反应原料包括液相原料甲醇和气相原料CO、O2,液相原料和气相原料可以分别预热,也可以同时预热。优选地,液相原料和气相原料分别预热,具体地,所述换热单元11设置有两组,其中一组换热单元11用于预热液相原料,另一组换热单元11用于预热气相原料,两组换热单元11热源气体气相串联,也就是说,一组换热单元11设置在另一组换热单元11和反应单元12之间,详细来说,位于中间的换热单元11的换热热源进口跟反应单元12的气相出口连接,换热热源出口跟另一个换热单元11的换热热源进口连接。优选地,如图1和图2所示,用于预热液相原料的换热单元11设置在用于预热气相原料的换热单元11以及反应单元12之间。
优选地,作为原料气相换热的换热单元11的换热物料出口设置有两个,反应单元12的气相物料进口设置有两个,且与换热单元11的换热物料出口对应设置。能够实现分段进气,防止局部气体浓度过高、反应器上部气体浓度过低影响整个反应收率。
上述基本实施方式中提供的碳酸二甲酯的生产系统工作时,作为反应原料的甲醇、 CO和O2经过换热单元11换热后进入反应单元12进行催化反应(反应单元12内设有催化剂),反应后得到碳酸二甲酯和H2O,其与部分反应原料形成混合料从反应单元12的顶部气相出口排出,经过换热热源进口进入换热单元11,对换热单元11中的物料进行预热,经过预热后的物料进入反应单元12中进行催化反应,经过换热降温后的混合料进入一级气液分离单元13进行一级气液分离,气液分离得到的气体进入脱碳单元14进行分离,得到CO2解析气和循环CO,一级气液分离得到的液体进入二级气液分离单元15进行二级气液分离,二级气液分离得到的液体进入共沸单元21进行共沸精馏处理,经过共沸精馏处理后的气相冷凝回收后一部分进入共沸单元21继续进行共沸精馏处理,另一部分进入脱轻单元22脱除轻组分,并将重组分注入碳酸二甲酯初步精馏单元23进入精馏处理,收集精馏处理的重组分液相作为工业级DMC,共沸单元21中得到的液相进入甲醇甲醛回收模块3回收甲醇和甲醛,最后将甲醇甲醛回收模块3处理后的液体排放。
具体地,在反应单元中的催化反应温度为100-130℃、压力为2.0-3.0MPa。
上述基本实施方式提供的碳酸二甲酯的生产系统,通过将反应模块1设置为包括换热单元11和反应单元12,而且反应单元12中得到的反应产物能够在换热单元11中对需要进入反应单元12的原料进行预热,能够充分利用反应产物中的热量,提高热能的利用效率。将一级气液分离单元13和脱碳单元14气路连接,能够在一级气液分离单元13分离出的气体中分离出CO,能够实现CO的回收。二级气液分离单元15的设置以及依次连接的共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯初步精馏单元23的设置能够有效提高 DMC的纯度。甲醇甲醛回收模块3的设置能够实现甲醇和甲醛的回收,且能够减少废水的后期处理,同时提高DMC纯度。
在本实用新型的一个具体实施方式中,换热单元11包括第一换热单元11a和第二换热单元11b,反应单元12包括第一反应单元12a和第二反应单元12b;第一反应单元 12a得到的反应产物能够在第一换热单元11a中对需要进入第一反应单元12a的原料进行预热,第二反应单元12b得到的反应产物能够在第二换热单元11b中对需要进入第二反应单元12b的原料进行预热。通过两组反应单元12以及其相应的换热单元11的设置,既能够有效提高反应效率,又不会影响热量的回收利用。
在本实用新型的一个具体实施方式中,第一反应单元12a的催化剂出口与第二反应单元12b的催化剂进口连接。在第一反应单元12a中的催化剂反应一段时间后,将其注入第二反应单元12b中进行反应,同时向第一反应单元12a中加入新的催化剂,能够提高催化剂的利用效率。此处的时间的限定可以是本领域技术人员根据实际情况确定,具体地,可以根据催化剂的实际催化时间来确定。作为本实用新型的一种具体实施方式,当第一反应单元12a中的催化剂使用时间为催化剂整体有效使用时间的一半时,将第一反应单元12a中的催化剂注入第二反应单元12b中,以能够进一步提高催化剂的催化效率。第一反应单元12a的催化剂出口与第二反应单元12b的催化剂进口之间还设置有阀门,在不需要更换催化剂时,该阀门关闭。同理,亦可以将第二反应单元12b中的催化剂反应一段时间后,将其注入第一反应单元12a中进行反应,同时向第二反应单元12b 中加入新的催化剂,能够提高催化剂的利用效率。
作为本实用新型的一个具体实施方式,还包括气体混合器16、氧气输送管道17和CO输送管道18,气体混合器16包括第一气体混合器16a和第二气体混合器16b,第一气体混合器16a与第一换热单元11a连接,第二气体混合器16b与第二换热单元11b连接,氧气输送管道17包括氧气输送主管17a和氧气输送支管17b,氧气输送主管17a的进口端与氧气供给装置连接,氧气输送主管17a的出口端与第一气体混合器16a连接,氧气输送支管17b的进口端与氧气输送主管17a连接,氧气输送支管17b的出口端与第二气体混合器16b连接,CO输送管道18与第一气体混合器16a连接。设置有两组反应单元12,同时将氧气分为两部分分别注入两个反应单元12中,能够有效避免单个反应单元12中氧气含量过高而出现的危险性,且能够提高反应效率。
具体地,第一换热单元11a和第二换热单元11b均设置有换热通道和物料通道,第一换热单元11a的换热热源进口和第一反应单元12a的反应物出口连接,第一换热单元 11a的换热物料出口和第一反应单元12a的原料进口连接;第二换热单元11b的换热热源进口和第二反应单元12b的反应物出口连接,第二换热单元11b的换热物料出口和第二反应单元12b的原料进口连接;第一换热单元11a的换热热源出口以及第二换热单元11b 的换热热源出口均与一级气液分离单元13连接。
在本实用新型的一个具体实施方式中,一级气液分离单元13包括第一一级气液分离单元13a和第二一级气液分离单元13b;第一换热单元11a的换热热源出口和第一一级气液分离单元13a连接,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离气相出口的第一分流口和第二换热单元11b的换热物料进口连接,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离气相出口的第二分流口和脱碳单元14连接,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离液相出口和二级气液分离单元15连接;第二换热单元11b的换热热源出口和第二一级气液分离单元13b连接,第二一级气液分离单元13b的一级气液分离气相出口与脱碳单元14连接,第二一级气液分离单元13b的一级气液分离液相出口和二级气液分离单元 15连接。优选地,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离气相出口的第一分流口通过第二气体混合器16b与第二换热单元11b的换热物料进口连接,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离气相出口和第二换热单元11b的换热物料进口之间设置有第二气体混合器16b。
上述提供的反应模块1工作时,作为反应原料的甲醇、CO和O2部分经过第一换热单元11a换热后进入第一反应单元12a进行催化反应(第一反应单元12a内设有催化剂),反应后得到碳酸二甲酯和H2O,其与部分未反应的反应原料CO、甲醇形成混合料从第一反应单元12a的气相出口排出,经过换热热源进口进入第一换热单元11a,对第一换热单元11a中的物料进行预热,经过预热后的反应原料进入第一反应单元12a中进行催化反应,经过换热冷却后的混合料进入第一一级气液分离单元13a进行一级气液分离,部分气液分离得到的气体部分进入脱碳单元14进行分离,得到CO2解析气和循环CO,另一部分气液分离得到的气体以及另一部分甲醇和O2经过第二换热单元11b换热后进入第二反应单元12b进行催化反应(第二反应单元12b内设有催化剂),反应后得到碳酸二甲酯和H2O,其与未反应的反应原料CO、甲醇形成混合料从第二反应单元12b的出口排出,经过换热热源进口进入第二换热单元11b,对第二换热单元11b中的物料进行预热,经过预热后的物料进入第二反应单元12b中进行催化反应,经过换热冷却后的混合料进入第二一级气液分离单元13b进行一级气液分离,气液分离得到的气体进入脱碳单元14进行分离,得到CO2解析气和循环CO,第一一级气液分离单元13a和第二一级气液分离单元 13b中气液分离得到的液体进入二级气液分离单元15进行二级气液分离,分离出的气体排出,分离出的液体进入提纯模块2中进行提纯处理。
通过第一一级气液分离单元13a和第二一级气液分离单元13b的设置、以及将第一一级气液分离单元13a的气相出口与第二换热单元11b的换热物料进口连接,能够有效利用一次反应剩余的CO,提高CO的利用率,且能够有效提高碳酸二甲酯的产率。
在本实用新型的一个具体实施方式中,脱碳单元14上设置有脱碳单元第一气相出口和脱碳单元第二气相出口,脱碳单元第二气相出口与换热单元11的换热物料进口连接。其中脱碳单元第一气相出口向外排出解析气,脱碳单元第二气相出口能够排出CO。将脱碳单元第二气相出口与换热单元11的换热物料进口连接,能够将脱碳单元14中收集的 CO循环利用,进一步提高CO的利用率。
具体地,一级气液分离单元13包括反应冷凝器和反应分离罐,从换热单元11出来的反应产物混合气体先经过反应冷凝器冷凝后然后进入反应分离罐中进行气液分离。二级气液分离单元15包括闪蒸罐和反应尾冷凝器,从反应分离罐分离出来的液相进入闪蒸罐继续分离,气相进入反应尾冷凝器中进行冷凝分离,冷凝得到的液体进入闪蒸罐中继续分离,冷凝得到的气体排出。脱碳单元14,通过有机溶剂吸收液循环系统,能够吸收混合气体中的CO2,排出CO,然后通过加热的方式脱除有机溶剂吸收液中的解析CO2气体,实现有机溶剂重复利用。换热单元11可以是任何能够实现换热的装置,如现有技术中的换热器。
反应单元12可以是任意能够实现将甲醇、CO和O2反应生成碳酸二甲酯的反应器,作为本实用新型反应单元12的一个优选具体实施方式,参见图4,反应单元12包括反应管128和循环管122,反应管128和循环管122固定安装在裙座121上,在循环管122 的顶部还设置有分离器125,分离器125顶部设有气相物料出口,分离器125通过第二连接管126b与反应管128相连通,循环管122底部通过第一连接管126a与反应管128相连通,反应管128内的混合气和甲醇在催化剂作用下进行反应,由过量的一氧化碳气体带着反应生成的液滴状的产物DMC、水、部分未反应的甲醇以及部分催化剂小颗粒上升,并通过第二连接管126b到分离器125内,在分离器125中将上升的物料中夹带的催化剂小颗粒进行截留,截留下来的催化剂小颗粒在重力的作用下落入循环管122内,由于反应管128内的反应消耗了一定的液相物料,因此反应管128内的液体减少,液位下降,循环管122内的液体进入反应管128中,循环管122内截留下来的催化剂小颗粒通过第一连接管126a进入到反应管128中再次参与反应,如此反复形成了物料反应的循环。另外,在反应管128和循环管122上焊接有外盘管124,因此采用外盘管124加热装置代替了传统的夹套式加热装置给反应管128和循环管122加热,外盘管124可以为半盘管或圆盘管,其中,半盘管为横截面为半圆的盘管,圆盘管为横截面为圆形的盘管,在实用新型中优选将外盘管设置为半盘管,通过在反应管128和循环管122外壁环绕焊接半盘管,通过盘管内蒸汽对反应管128和循环管122进行换热,由于半盘管与反应管128和循环管122连接时接触面积更大,因此换热面积相对于圆盘管也更大,更有利于进行换热。另外,设置盘管相当于给反应器增加了加强圈,提高了反应器整体的强度。并且外盘管124内的换热介质停留时间短,流速快,减少了冷凝液在壁上停留时间,综合来看,采用盘管结构能够提高反应管128和循环管122的换热效率;在反应管128内还设置有若干换热器127,通过若干换热器127能够进一步保持反应管128内的温度平稳,通过撤热可防止局部过热,使得原料反应更加稳定。
在本实用新型的另一个具体实施方式中,反应管128的管径为循环管122管径的2-4 倍,分离器125的管径为反应管管径的1.3-2倍,分离器125通过第二连接管126b与反应管128的上部连接,第二连接管126b的管径远小于分离器的管径,通过上述设置,反应产生的产物以及未反应的甲醇通过上升的CO在反应管内上升,然后通过管径较小的第二连接管126b进入管径较大的分离器125中,空间变大,压力变小,有利于分离器中的气液分离,此外通过将分离器设置为上大下小的结构或下部为锥度的结构,更有利于进行气液分离。
在本实用新型的一个实施例,参见图4,在反应管128上开设有至少两个气相物料入口1281,每个气相物料入口1281处的进料量均能够根据反应管128内的反应情况来进行调节,以保证反应的稳定进行,每个气相物料入口1281处均设置有气体分布装置,通过气体分布装置对进入反应管128内的气相物料进行分布,经过分布后的气相物料均匀分布在反应管128内并与液相物料进行充分反应;另外,至少两个气相物料入口均能够输入一氧化碳和氧气的混合气,相比于传统的进料模式,只在反应管128上开设一个进料口单独进料,该进料方式容易导致混合气体在反应管128下部的浓度较高,在催化剂的作用下,一氧化碳和氧气的混合气在反应管128中反应生成DMC的同时,还会与一氧化碳反应生成二氧化碳,当到达反应管上部时,由于氧气的含量极低或无氧气,从而会导致反应管上部几乎无法合成DMC,从而导致DMC产量的下降,而采用分段进料的方式保证了反应管128上部也能够有效参与反应,进而提高了产品的收益率,且采用分段式进气,反应更充分,可通过大幅度降低反应器的高度,满足生产产量的要求,同时分段式进气能够降低局部氧气浓度,防止局部氧气浓度过高,提高反应安全性。
在本实用新型的一个具体实施方式中,气体分布装置包括枝条分布器129和多孔分布板120,枝条分布器129设置在气相物料入口处,多孔分布板120设置在枝条分布器 129的上方,通过枝条分布器129能够对气相物料进行一次分布,经过一次分布后的气相物料再次通过多孔分布板120进行二次分布,经过二次分布后的气相物料能够与反应管 128中的液相物料产生更加充分的反应,并且反应速率更快,由于对气相物料进行了二次分布提高了反应的速率,因此相对于传统的反应器,本实用新型能够将反应器的高度进行适当的降低,如将反应器高度下降7-11%,并且降低了反应器的高度能够减少了反应产物在原料中停留的时间,从而能够有效避免反应产物在反应器中产生水解,从而影响到最终成品的收益率。
在本实用新型的一个具体实施方式中,循环管122与反应管128的底部通过第一连接管126a相连,中部通过固定连接件123相连,若干固定连接件123能够在一定程度上对循环管122和反应管128进行固定支撑,以此来保证装置整体强度。
在本实用新型的一个具体实施方式中,第一连接管126a和循环管122之间采用法兰连接,固定连接件123包括第一连接件和第二连接件,第一连接件与循环管122固定连接,第二连接件与反应管128固定连接,第一连接件和第二连接件之间采用法兰连接;同样的,连通分离器125和反应管128的第二连接管126b也采用法兰连接,采用法兰连接的方式便于反应管128、循环管122和分离器125之间的拆卸,经过拆卸后的零部件能够方便运输安装,也能够便于对零部件进行维修更换。
在本实用新型的一个具体实施方式中,反应管128和循环管122平行且竖直向上设置,并且在每个气相物料入口1281上方设置有换热器127,换热器127采用内插式管束换热器,通过对反应管128内温度进行监测,并根据检测结果调整管束换热器127内的热水水量,以此来保证反应管128温度稳定在一定的范围内,从而使得反应管128内的反应能够稳定进行。
在本实用新型的一个具体实施方式中,气体分布装置所包括的枝条分布器129的开孔率为0.1%-0.5%,多孔分布板120的开孔率为10%-40%,气体首先经过枝条分布器129 的分布,将气相物料进行打散分布在反应管128内,经过打散后的气相物料再次经过多孔分布板120的二次分布,从而使得气相物料能够进一步在反应管128内与液相物料进行反应,通过气体分布装置的分布能够使得气相物料在反应管128内更加快速的产生反应,并且经过分布后反应的更加充分。
在本实用新型的另一个具体实施方式中,如图6所示,反应单元12的反应管128 和循环管122外侧未安装外盘管,内部均设置内插式换热器,开车时通过对内插式换热器内先通入160-165℃热蒸汽实现对反应管和循环管的加热,反应正常进行后,由于生成 DMC的反应为放热反应,需对反应管内的温度进行撤热,通过通入中温热水(如70-75℃) 进行撤热,为便于控制换热器内温度的变化,通过设置梯级换热模式,反应正常运行后,向换热器中通入120-130℃的热水,以免换热器内直接通入中温热水后造成换热器管道爆裂。中温热水可通过反应单元气相物料与换热单元换热后再对中温热水所用的水进行预热,以便进一步回收反应单元气相物料的热量。
在本实用新型的另一个具体实施方式中,如图5所示,反应单元12的反应管128 外侧未安装外盘管、内部设有内插式换热器,循环管122外侧安装有外盘管。循环管122 通过外盘管进行加热,而反应管128通过换热器进行加热、撤热,加热及撤热采用上述梯级换热模式。
本实用新型的一个具体实施方式,在反应开始前,首先通过开设在循环管122上的第一液相进料口1221和第二液相进料口1222向循环管122内输入一定量的液相物料,液相物料主要为甲醇和半溶解的催化剂,然后向外盘管124内通入蒸汽,当反应管128 内的温度达到一定温度后,向反应管128内的气相进料口通入气相物料,气相物料为一定比例的一氧化碳和氧气混合气,混合气通过枝条分布器129和多孔分布板120的分布后,在催化剂的作用下与甲醇充分发生反应,然后在线分析仪调整甲醇、一氧化碳和氧气的混合气的输入量,并且通过温度探头对反应管128内的温度进行监测,根据监测结果及时调整管束换热器127内的热水水量,以此来保证反应管128温度能够稳定在一定的范围内,最终通过分离器顶部出口逐渐释放出反应产物。
在本实用新型的一个具体实施方式中,参见图1和图3,共沸单元21的共沸气相出口和脱轻单元22连接,脱轻单元22的脱轻液相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元23连接,碳酸二甲酯初步精馏单元23上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口,碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接;碳酸二甲酯初步精馏单元23 与供热单元连接,共沸单元21和脱轻单元22通过热量回流机构25与碳酸二甲酯初步精馏单元23连接,以使得碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料中的部分热量能够作为共沸单元21和脱轻单元22的热源进行再次利用。通过热量回流机构25的设定,能够进一步提高热量的利用效率。
在本实用新型的一个具体实施方式中,提纯模块2还包括碳酸二甲酯二次精馏单元 24,碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口与碳酸二甲酯二次精馏单元24连接,碳酸二甲酯二次精馏单元24上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口、碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口,碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口与电子级碳酸二甲酯产品罐连接,碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接;碳酸二甲酯二次精馏单元24通过热量回流机构25与碳酸二甲酯初步精馏单元23连接,以使得碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料中的部分热量能够作为碳酸二甲酯二次精馏单元24的热源进行再次利用。具体地,上述精馏处理的轻组分液相进入碳酸二甲酯二次精馏单元24进行精馏处理,收集精馏处理的轻组分液相作为精制电子级碳酸二甲酯,收集精馏处理的重组分液相作为工业级碳酸二甲酯。既能够进一步提高热量的利用效率,而且能够通过碳酸二甲酯二次精馏单元 24的设置进一步提高得到的碳酸二甲酯的纯度。
作为本实用新型的一个具体实施方式,共沸单元21为共沸塔,脱轻单元22为脱轻塔,碳酸二甲酯初步精馏单元23为碳酸二甲酯粗分塔,碳酸二甲酯二次精馏单元24为碳酸二甲酯精制塔。共沸塔、脱轻塔、碳酸二甲酯粗分塔和碳酸二甲酯精制塔均可以采用常规的分离塔,优选情况下,共沸塔、脱轻塔采用板式塔,碳酸二甲酯粗分塔采用板式塔,碳酸二甲酯精制塔采用填料塔。
上述提供的提纯模块2工作时,经过二级气液分离单元15二级气液分离得到的液体进入共沸单元21进行共沸精馏处理,经过共沸精馏处理后的气相冷凝回收后一部分进入共沸单元21继续进行共沸精馏处理,另一部分进入脱轻单元22脱除轻组分,并将重组分注入碳酸二甲酯初步精馏单元23进入精馏处理,收集精馏处理的重组分液相作为工业级DMC,精馏处理的轻组分液相进入碳酸二甲酯二次精馏单元24进行精馏处理,收集精馏处理的轻组分液相作为精制电子级碳酸二甲酯,收集精馏处理的重组分液相作为工业级碳酸二甲酯,共沸单元21中得到的液相进入甲醇甲醛回收模块3回收甲醇和甲醛,将供热设备通过管路与碳酸二甲酯初步精馏单元23的底部连接以用于为碳酸二甲酯初步精馏单元23的精馏提供热量。碳酸二甲酯初步精馏单元23物料中的轻组分汽化从顶部气相物料出口排出,重组分从底部采出。碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料通过热量回流机构25与共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24的底部物料换热后,共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24各个单元内液相中的易挥发部分向气相传递,气相中的难挥发部分向液相传递,从而利用物质的沸点不同而达到分离的目的,共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24的液相物料能够分别从底部进入热量回流机构25与碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料进行换热,以获得所需的热量。相比较而言,通过将碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料中的部分热量进行再次利用,节约了循环冷却水的消耗量,有效提高了经济效率,降低了能耗。
热量回流机构25可以是现有技术中公开的能够达到热量回收并将回收的热量用于对其它机构加热的机构,例如,采用蒸汽发生机构、电加热机构等。在本实用新型的一个具体实施方式中,参见图3,热量回流机构25包括用于对共沸单元21的物料进行加热的第一再沸单元25a、用于对脱轻单元22的物料进行加热的第二再沸单元25b和用于对碳酸二甲酯二次精馏单元24的物料进行加热的第三再沸单元25c,第一再沸单元25a、第二再沸单元25b和第三再沸单元25c三者的热源入口分别与碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口连接。具体使用时,碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料经相应的出口分别输入第一再沸单元25a、第二再沸单元25b和第三再沸单元25c中,共沸单元21的底部物料进入第一再沸单元25a中与碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料进行换热获得所需的热量后,返回共沸单元21继续进行物料分离,脱轻单元22的底部物料进入第二再沸单元25b中与碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料进行换热获得所需的热量后,返回脱轻单元22继续进行物料分离,碳酸二甲酯二次精馏单元24的底部物料进入第三再沸单元25c中与碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料进行换热获得所需的热量后,返回碳酸二甲酯二次精馏单元24继续进行物料分离,以使得第一再沸单元25a、第二再沸单元25b和第三再沸单元25c蒸馏所需热量均来自碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料,碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口物料温度为145-155℃,可将共沸单元21底部物料由45-55℃升温至65-75℃,脱轻单元22底部物料55-60℃升温至65-75℃,碳酸二甲酯二次精馏单元24底部温度由80-85℃升温至90-100℃,进入三个再沸单元的气相物料的比例为75-80:10-15:1(进入第一再沸单元25a的气相物料:进入第二再沸单元25b的气相物料:进入第三再沸单元25c的气相物料),这样便实现了碳酸二甲酯初步精馏单元23的余热利用,无需单独提供热能。
本实用新型中,碳酸二甲酯初步精馏单元23和供热设备连接,且碳酸二甲酯初步精馏单元23和供热设备之间的连接可以采用常规的连接方式,比如管道连接。作为本实用新型中碳酸二甲酯初步精馏单元23和供热设备连接的一种优选实施方式,碳酸二甲酯初步精馏单元23的底部通过再沸单元与供热设备连接。再沸单元与供热设备之间的管路上还可以设置阀门,通过调节阀门的大小控制供热设备的流量大小。
本实用新型对再沸单元没有特别的限定,可以为本领域常规使用的各种再沸器,如釜式再沸器、强制循环式再沸器、虹吸式再沸器等,具体地,上述再沸器采用虹吸式再沸器。
作为本实用新型的一种具体实施方式,碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口分别与第一再沸单元25a、第二再沸单元25b和第三再沸单元25c三者的热源入口连接,第一再沸单元25a、第二再沸单元25b和第三再沸单元25c三者的热源出口均与碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元26连接。
作为本实用新型中碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元26的一种优选实施方式,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元26上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与碳酸二甲酯初步精馏单元23连接,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与共沸单元连接,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第三分流口与反应模块连接。
具体地,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口与共沸单元换热器的换热进口连接,共沸单元换热器的换热出口与反应模块连接。以能够充分利用碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元出来的液相热量,进一步提高整个反应过程中热量的利用效率。
更优选地,参见图3,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元26包括与碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口连接的碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器261以及与碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器261连接的碳酸二甲酯初步精馏单元回流罐262,第一再沸单元25a、第二再沸单元25b和第三再沸单元25c三者的热源入口分别与碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器261之间的管路连接,三者的热源出口分别与碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器261连接。碳酸二甲酯初步精馏单元 23的气相物料进入第一再沸单元25a、第二再沸单元25b和第三再沸单元25c中,分别与共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24的底部物料换热,换热后的碳酸二甲酯初步精馏单元23的顶部气相物料再回流进入碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器261中进行冷凝,冷凝后的液相物料进入碳酸二甲酯初步精馏单元回流罐262回流,以进行物料的回收利用,进一步节能降耗,提高经济效益,另外,还使得碳酸二甲酯初步精馏单元23的顶部气相物料的压力、温度保持稳定。
其中,碳酸二甲酯初步精馏单元回流罐262的出口为碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口,碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器261的气相出口为碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元气相出口。碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口可以通过分流管道分为第一分流口、第二分流口和第三分流口。
在本实用新型中的一种优选实施方式中,需要保持共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24的顶部有液相回流,以能够将顶部出料的部分物料进行回流,另一部分物料作为底部采出液进入上一个反应工段或作为产品进行收集。
在本实用新型的一个具体实施方式中,共沸气相出口与共沸冷凝回收单元27连接,共沸冷凝回收单元27上设有共沸冷凝回收单元气相出口、共沸冷凝回收单元第一液相出口和共沸冷凝回收单元第二液相出口,共沸冷凝回收单元第一液相出口的第一分流口以及共沸冷凝回收单元第二液相出口的第一分流口均与共沸单元21连接,共沸冷凝回收单元第一液相出口的第二分流口与脱轻单元22连接。共沸冷凝回收单元27的设置能够进一步提高收集到的DMC的纯度。
在本实用新型中,共沸冷凝回收单元27可以采用常规的冷凝回流器,作为本实用新型中共沸冷凝回收单元27的一种优选实施方式,参见图1和图3,共沸冷凝回收单元 27包括共沸单元21的气相物料出口连接的共沸单元冷凝器271、与共沸单元冷凝器271 的气相物料出口连接的共沸单元尾冷器272、与共沸单元冷凝器271的液相物料出口连接的共沸单元回流罐273和与共沸单元尾冷器272连接的共沸单元尾冷液回流罐274,共沸单元回流罐273的出料口的一个分流口以及共沸单元尾冷液回流罐274的出料口均与共沸单元21连接,共沸单元回流罐273另一个分流口和脱轻单元22连接。共沸单元21的气相物料经过共沸单元冷凝器271冷凝后,液相物料进入共沸单元回流罐273回流,气相物料进入共沸单元尾冷器272继续冷凝后进入共沸单元尾冷液回流罐274回流,共沸单元回流罐273和共沸单元尾冷液回流罐274采出的液体一部分进入共沸单元21的上部回流口回流,另一部分进入脱轻单元22继续反应。
在本实用新型的一个具体实施方式中,脱轻气相出口与脱轻冷凝回收单元28连接,脱轻冷凝回收单元28上设置有脱轻冷凝回收单元气相出口和脱轻冷凝回收单元液相出口,脱轻冷凝回收单元液相出口的第一分流口与脱轻单元22连接,脱轻冷凝回收单元液相出口的第二分流口与甲缩醛中间产品罐连接。脱轻冷凝回收单元28的设置能够减少DMC 中甲缩醛的存在、并能够回收甲缩醛。
在本实用新型中,脱轻冷凝回收单元28可以采用常规的冷凝回流器,作为本实用新型中脱轻冷凝回收单元28的一种优选实施方式,参见图1和图3,脱轻冷凝回收单元 28包括与脱轻气相出口连接的脱轻单元冷凝器281、与脱轻单元冷凝器281的气相物料出口连接的脱轻单元尾冷器282和脱轻单元回流罐283,脱轻单元冷凝器281和脱轻单元尾冷器282的液相物料出口均与脱轻单元回流罐283连接,脱轻单元回流罐283的出料口分别与脱轻单元22和甲缩醛中间产品罐连接。脱轻单元22的气相物料经过脱轻单元冷凝器281冷凝后,液相物料进入脱轻单元回流罐283回流,气相物料进入脱轻单元尾冷器282继续冷凝后进入脱轻单元回流罐283回流,脱轻单元回流罐283采出的液体一部分进入脱轻单元22的上部回流口回流,另一部分进入甲缩醛中间产品罐。
在本实用新型的一种具体实施方式中,碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口与碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29连接,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与碳酸二甲酯二次精馏单元24连接,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与反应模块1连接。碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29的设置能够减少尾气中DMC的存在。
在本实用新型中,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29可以采用常规的冷凝回流器,作为本实用新型碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29的一种优选实施方式,参见图1和图3,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29包括与碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口连接的碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝器291和与碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝器291连接的碳酸二甲酯二次精馏单元回流罐292,碳酸二甲酯二次精馏单元回流罐 292的出料口分别与碳酸二甲酯二次精馏单元24和反应模块1连接。碳酸二甲酯二次精馏单元24的气相物料经过碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝器291冷凝后,液相物料进入碳酸二甲酯二次精馏单元回流罐292回流,碳酸二甲酯二次精馏单元回流罐292采出的液体一部分进入碳酸二甲酯二次精馏单元24的上部回流口回流,另一部分进入反应模块1。
本实用新型中,对与共沸单元回流罐273和共沸单元尾冷液回流罐274相连的共沸单元21的上部回流口在共沸单元21上的位置、与脱轻单元回流罐283相连的脱轻单元 22的上部回流口在脱轻单元22上的位置和与碳酸二甲酯二次精馏单元回流罐292相连的碳酸二甲酯二次精馏单元24的上部回流口在碳酸二甲酯二次精馏单元24上的位置并没有特别的限定,可以根据常规的精馏塔的回流入口设置进行设置。
甲醇甲醛回收模块3可以是现有技术中任何一种用于回收甲醇和甲醛的结构,作为本实用新型甲醇甲醛回收模块3的一种优选实施方式,参见图1,甲醇甲醛回收模块3 包括甲醇回收单元31和甲醛回收单元32,甲醇回收单元31包括甲醇回收物料进口、甲醇回收产物气相出口和甲醇回收产物液相出口,甲醇回收物料进口与共沸单元21的共沸产物液相出口连接,甲醇回收产物液相出口与甲醛回收单元32连接。
在本实用新型的一个具体实施方式中,甲醇回收产物气相出口和甲醇冷凝回收单元 33连接,甲醇冷凝回收单元33上设置有甲醇冷凝回收单元气相出口和甲醇冷凝回收单元液相出口,甲醇冷凝回收单元液相出口的第一分流口与甲醇回收单元31连接,甲醇冷凝回收单元液相出口的第二分流口与反应模块1连接。上述设置既能够提高甲醇的回收效率,也能够提高甲醇的利用率。
在本实用新型的一个优选实施方式中,如图1所示,甲醇冷凝回收单元33包括与甲醇回收单元31气相出口连接的甲醇回收冷凝器331以及与所述甲醇回收冷凝器331的液相出口连接的甲醇回流罐332,甲醇回流罐332的出料口分别与甲醇回收单元31和反应模块1连接。甲醇回收单元31的气相物料经过甲醇回收冷凝器331冷凝后,液相物料进入甲醇回流罐332回流,甲醇回流罐332采出的液体一部分进入甲醇回收单元31的上部回流口回流,另一部分进入反应模块1。
在本实用新型的一个具体实施方式中,如图1所示,甲醛回收单元32气相出口与甲醛冷凝回收单元34连接,甲醛冷凝回收单元34包括甲醛回收冷凝器341以及与甲醛回收冷凝器的液相出口连接的甲醛回流罐342,甲醛回流罐342的出口分别与甲醛回收单元32和甲醛中间产品罐连接。甲醛回收单元32的气相物料经过甲醛回收冷凝器341冷凝后,液相物料进入甲醛回流罐342回流,甲醛回流罐342采出的液体一部分进入甲醛回收单元32的上部回流口回流,另一部分进入甲醛中间产品罐。
作为本实用新型的一个相对优选地具体实施方式,如图1、图2和图3所示,提供一种碳酸二甲酯的生产系统,包括反应模块1、提纯模块2和甲醇甲醛回收模块3;反应模块1包括换热单元11、反应单元12、一级气液分离单元13、脱碳单元14和二级气液分离单元15,换热单元11包括第一换热单元11a和第二换热单元11b,反应单元12包括第一反应单元12a和第二反应单元12b;第一反应单元12a得到的反应产物能够在第一换热单元11a中对需要进入第一反应单元12a的原料进行预热,第二反应单元12b得到的反应产物能够在第二换热单元11b中对需要进入第二反应单元12b的原料进行预热,一级气液分离单元13包括第一一级气液分离单元13a和第二一级气液分离单元13b;第一换热单元11a的换热热源出口和第一一级气液分离单元13a连接,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离气相出口的第一分流口和第二换热单元11b的换热物料进口连接,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离气相出口的第二分流口和脱碳单元14连接,第一一级气液分离单元13a的一级气液分离液相出口和二级气液分离单元15连接;第二换热单元11b的换热热源出口和第二一级气液分离单元13b连接,第二一级气液分离单元13b的一级气液分离气相出口与脱碳单元14连接,第二一级气液分离单元13b的一级气液分离液相出口和二级气液分离单元15连接,脱碳单元14上设置有脱碳单元第一气相出口和脱碳单元第二气相出口,脱碳单元第二气相出口与换热单元11的换热物料进口连接;提纯模块2包括依次连接的共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯初步精馏单元23和碳酸二甲酯二次精馏单元24,二级气液分离单元15的二级气液分离液相出口和共沸单元21连接,共沸单元21的共沸气相出口和脱轻单元22连接,脱轻单元22的脱轻液相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元23连接,碳酸二甲酯初步精馏单元23上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口、碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口,碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口与碳酸二甲酯二次精馏单元24连接,碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接,碳酸二甲酯二次精馏单元24上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口、碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口,碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口与电子级碳酸二甲酯产品罐连接,碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接;碳酸二甲酯初步精馏单元23与供热单元连接,共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24 通过热量回流机构25与碳酸二甲酯初步精馏单元23连接,热量回流机构25包括用于对共沸单元21的物料进行加热的第一再沸单元25a、用于对脱轻单元22的物料进行加热的第二再沸单元25b和用于对碳酸二甲酯二次精馏单元24的物料进行加热的第三再沸单元 25c,碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口分别与所述第一再沸单元25a、所述第二再沸单元25b和所述第三再沸单元25c三者的热源入口连接,所述第一再沸单元25a、所述第二再沸单元25b和所述第三再沸单元25c三者的热源出口均与碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元26连接,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元26上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与碳酸二甲酯初步精馏单元23连接,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与所述共沸单元连接,碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第三分流口与反应模块连接,以使得碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料中的部分热量能够作为共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24的热源进行再次利用,共沸气相出口与共沸冷凝回收单元27连接,共沸冷凝回收单元27上设有共沸冷凝回收单元气相出口和共沸冷凝回收单元液相出口,共沸冷凝回收单元液相出口的第一分流口与共沸单元21连接,共沸冷凝回收单元液相出口的第二分流口与脱轻单元22连接,脱轻气相出口与脱轻冷凝回收单元28连接,脱轻冷凝回收单元28上设置有脱轻冷凝回收单元气相出口和脱轻冷凝回收单元液相出口,脱轻冷凝回收单元液相出口的第一分流口与脱轻单元22连接,脱轻冷凝回收单元液相出口的第二分流口与甲缩醛中间产品罐连接,碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口与碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29连接,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元29上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与碳酸二甲酯二次精馏单元24连接,碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与反应模块1连接;甲醇甲醛回收模块3包括甲醇回收单元31和甲醛回收单元32,甲醇回收单元31包括甲醇回收物料进口、甲醇回收产物气相出口和甲醇回收产物液相出口,甲醇回收物料进口与共沸单元21的共沸产物液相出口连接,甲醇回收产物液相出口与甲醛回收单元32连接,甲醇回收产物气相出口和甲醇冷凝回收单元 33连接,甲醇冷凝回收单元33上设置有甲醇冷凝回收单元气相出口和甲醇冷凝回收单元液相出口,甲醇冷凝回收单元液相出口的第一分流口与甲醇回收单元11连接,甲醇冷凝回收单元液相出口的第二分流口与反应模块1连接。
上述优选实施方式提供的碳酸二甲酯的生产系统工作时,作为反应原料的甲醇、CO 和O2经过第一换热单元11a换热后进入第一反应单元12a进行催化反应(第一反应单元12a内设有催化剂),反应后得到碳酸二甲酯和H2O,其与部分未反应的反应原料形成混合料从第一反应单元12a的出口排出,经过换热热源进口进入第一换热单元11a,对第一换热单元11a中的物料进行换热,经过换热后的反应原料进入第一反应单元12a中进行催化反应,经过换热后的混合料进入第一一级气液分离单元13a进行一级气液分离,气液分离得到的气体以及另一部分甲醇和O2经过第二换热单元11b换热后进入第二反应单元12b进行催化反应(第二反应单元12b内设有催化剂),反应后得到碳酸二甲酯和H2O,其与部分未反应的原料形成混合料从第二反应单元12b的出口排出,经过换热热源进口进入第二换热单元11b,对第二换热单元11b中的物料进行换热,经过换热后的物料进入第二反应单元12b中进行催化反应,经过换热后的混合料进入第二一级气液分离单元13b 进行一级气液分离,气液分离得到的气体进入脱碳单元14进行分离,得到CO2解析气和循环CO,第一一级气液分离单元13a和第二一级气液分离单元13b中气液分离得到的液体进入二级气液分离单元15进行二级气液分离,分离出的气体排出,分离出来的液体进入共沸单元21进行共沸精馏处理,经过共沸精馏处理后的气相冷凝回收后一部分进入共沸单元21继续进行共沸精馏处理,另一部分进入脱轻单元22脱除轻组分,并将脱轻单元22的液相注入碳酸二甲酯初步精馏单元23进入精馏处理,收集精馏处理的重组分液相作为工业级DMC,精馏处理的轻组分液相进入碳酸二甲酯二次精馏单元24进行精馏处理,收集精馏处理的轻组分液相作为精制电子级碳酸二甲酯,收集精馏处理的重组分液相作为工业级碳酸二甲酯,共沸单元21中得到的液相进入甲醇甲醛回收模块3回收甲醇和甲醛,将供热设备通过管路与碳酸二甲酯初步精馏单元23的底部连接以用于为碳酸二甲酯初步精馏单元23的精馏提供热量。碳酸二甲酯初步精馏单元23物料中的轻组分汽化从顶部气相物料出口排出,重组分从底部采出。碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料通过热量回流机构25与共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24 的底部物料换热后,共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24各个单元内液相中的易挥发部分向气相传递,气相中的难挥发部分向液相传递,从而利用物质的沸点不同而达到分离的目的,共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24 的液相物料能够分别从底部进入热量回流机构25与碳酸二甲酯初步精馏单元23的气相物料进行换热,以获得所需的热量。经共沸单元21处理得到液体进入甲醇回收单元31 经过气液分离处理,轻组分作为气体经过冷凝后液体回收,气体作为不凝气排出,重组分作为液体进入甲醛回收单元32再次进行提纯分离,轻组分作为气体经过冷凝后液体回收,气体作为不凝气排出,重组分作为液体排出。
上述提供的碳酸二甲酯的生产系统能够实现CO和甲醇的回收,从而提高CO和甲醇的利用效率,且能够有效降低得到的DMC中的杂质含量,提高得到的DMC的纯度。而且在整个过程中反应单元12中产物的热量能够用于对反应物进行预热,碳酸二甲酯初步精馏单元23中的热量能够用于共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元 24,有效提高热量的利用效率。
作为本实用新型一个相对优选的具体实施方式,反应单元12包括6台反应器,分别为A、B和C组,三组并联,每组均包括第一反应单元12a和第二反应单元12b,每一组反应器中的第一反应单元12a和第二反应单元12b实现原料气CO串联,原料甲醇和氧气并联。原料CO和O2在静态混合器中混合后,分两段进入反应器中。反应器采用循环管式反应器,反应管128、循环管122均以外盘管124换热。反应产物采用气相采出,通过反应器循环管122顶部的气液分离罐来实现。
原料甲醇和从碳酸二甲酯二次精馏单元24以及甲醇回收单元31回收的甲醇、从碳酸二甲酯初步精馏单元23回收的含甲醇88-92质量%、DMC8-12质量%混合液体在管道内混合,分两股分别与第一反应单元12a出料和第二反应单元12b出料换热至90-105℃,然后送入第一反应单元12a和第二反应单元12b。原料CO和从脱碳单元14来的循环CO 混合,经第一气体混合器16a与部分原料氧气进行充分混合,在第一换热单元11a中和第一反应单元12a的出料换热至75-85℃,然后送入第一反应单元12a在110-120℃下与甲醇进行羰化反应。
第一反应单元12a中的羰化反应产物(甲醇15-20质量%、碳酸二甲酯5-8质量%、水0.7-1.0质量%、一氧化碳70-75%质量%、其余组分为二氧化碳、氮气、甲缩醛和甲醛)经与原料甲醇和原料气换热后,再经过第一一级气液分离单元13a中的反应冷凝器冷凝(冷却介质为循环水),然后送入反应分离罐实现气液分离,液体送入二级气液分离单元15;气体通过第二气体混合器16b与另一部分原料氧气进行充分混合,在第二换热单元11b中和第二反应单元12b的出料换热至75-85℃,然后送入第二反应单元12b在 110-120℃下与甲醇进行羰化反应。
第二反应单元12b中的羰化反应产物(甲醇16-20质量%、碳酸二甲酯6-8质量%、水0.7-1.0质量%、一氧化碳65-70%质量%、其余组分为二氧化碳、氮气、甲缩醛和甲醛)在第二原料甲醇换热单元、第二原料气换热单元中分别对原料甲醇和原料气进行换热,再通过第二一级气液分离单元13b中的反应冷凝器冷凝(冷却介质为循环水),然后送入羰化反应分离罐实现气液分离,液体送入二级气液分离单元15,在二级气液分离单元 15中的闪蒸罐闪蒸至常压,闪蒸罐底部液体送至提纯模块2,闪蒸罐顶部的气体进入反应尾冷器冷却(冷却介质为冷冻水),尾冷器顶部气体排放至尾气处理系统,尾冷器底部液体自流至闪蒸罐;第二一级气液分离单元中的反应分离罐分离出的气体经过冷凝器冷却(冷却介质为冷冻水)分离出部分夹带的DMC和甲醇,经CO循环气压缩机增压后送至脱碳单元14,进行循环气中CO2的脱除,得到较为洁净的CO作为循环气送回换热单元11。
提纯模块2包括共沸单元21、脱轻单元22、碳酸二甲酯初步精馏单元23和碳酸二甲酯二次精馏单元24,共沸单元21、脱轻单元22、碳酸二甲酯初步精馏单元23和碳酸二甲酯二次精馏单元24的操作条件为微正压,再沸器均为热虹吸式再沸器。
从反应模块1来的20-25质量%DMC、70-75质量%甲醇的混合物(其余组分为甲醛、甲缩醛和水),经共沸单元进料预热器预热后(热源为碳酸二甲酯初步精馏单元23顶部高温产品),由泵送至共沸单元21。共沸单元21顶部蒸汽由共沸单元冷凝器271冷却,冷却介质为循环水,进入到共沸单元回流罐273,部分经共沸单元回流泵送回共沸单元 21顶部作为顶部回流,部分作为顶部产品采出,送至脱轻单元22;共沸单元冷凝器271 的尾气经共沸单元尾冷器272继续冷却,冷却介质为0℃冷冻水,凝液进入到共沸单元尾冷液回流罐274,后经泵全部送回共沸单元21,未冷下来的气体送尾气处理系统。共沸单元21底部产品通过共沸单元21底部泵送至甲醇回收单元31。
从共沸单元21顶部来的组成为68-72质量%甲醇、27-31质量%DMC、0.01-1质量%的轻杂质的液体,送入到脱轻单元22中部,脱除剩余轻杂质。脱轻单元22顶部蒸汽由脱轻单元冷凝器281冷却,冷却介质为循环水,进入到脱轻单元回流罐283,部分经脱轻单元回流泵送回脱轻单元22顶部作为顶部回流,部分作为顶部产品采出,顶部产品组成为80-84质量%甲缩醛、15-19质量%甲醇和1-2质量%DMC。脱轻单元冷凝器281的尾气送入到脱轻单元尾冷器282进一步冷却,冷却介质为0℃冷冻水,液体自流至脱轻单元回流罐283,气体排放至尾气处理系统。脱轻单元22底部产品通过脱轻单元22底部的泵送至碳酸二甲酯初步精馏单元23。
从脱轻单元22侧线采出的组成为68-72质量%甲醇、28-32质量%DMC的液体,依次经过碳酸二甲酯二次精馏单元进料换热器和碳酸二甲酯初步精馏单元进料换热器被送入到碳酸二甲酯初步精馏单元23下部,进行甲醇和DMC的分离。碳酸二甲酯初步精馏单元23顶部蒸汽送至共沸单元21、脱轻单元22和碳酸二甲酯二次精馏单元24作为加热热源,后经过碳酸二甲酯初步精馏单元调整冷凝器261冷却,冷却介质为循环水,送入到碳酸二甲酯初步精馏单元回流罐262,部分经碳酸二甲酯初步精馏单元回流泵送回碳酸二甲酯初步精馏单元23顶部作为顶部回流,部分作为顶部产品采出,顶部产品组成为 88-92质量%甲醇、8-12质量%DMC;顶部产品分为两部分,一部分经碳酸二甲酯初步精馏单元回流泵直接送入共沸单元21,另一部分经碳酸二甲酯初步精馏单元23顶部的采出泵送至反应模块1。含DMC纯度较高的产品(纯度为99.9%的DMC)从碳酸二甲酯初步精馏单元23下部通过侧线采出,经过碳酸二甲酯二次精馏单元进料换热器与进料进行换热,送入碳酸二甲酯二次精馏单元24。碳酸二甲酯初步精馏单元23底部采出工业级 DMC产品,经工业级DMC产品冷却器降温后存于工业级DMC产品罐。
从碳酸二甲酯初步精馏单元23侧线来液体(纯度为99.9%的DMC)送入碳酸二甲酯二次精馏单元24,进行DMC的进一步提纯,以得到电子级的DMC产品(99.99%)。碳酸二甲酯二次精馏单元24顶部蒸汽经碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝器291冷却,冷却介质为循环水,进入到碳酸二甲酯二次精馏单元回流罐292,部分经碳酸二甲酯二次精馏单元回流泵送回碳酸二甲酯二次精馏单元24顶部作为顶部回流,部分送回反应模块1。从碳酸二甲酯二次精馏单元24中下部侧线采出电子级的DMC产品,经DMC产品冷却器降温后送入DMC中间产品罐;碳酸二甲酯二次精馏单元24底部采出浓度较低的DMC 产品,作为工业级DMC产品,经工业级DMC产品冷却器降温后存于工业级DMC产品罐。
从共沸单元塔底来的组成为80-85质量%甲醇、10-15质量%水以及微量甲醛的液体,送入到甲醇回收单元31中部,进行甲醇的回收。甲醇回收单元31顶部蒸汽由甲醇回收塔冷凝器331冷却,冷却介质为循环水,进入到甲醇回流罐332,部分经甲醇回收塔回流泵送回甲醇回收单元31顶部作为顶部回流,部分作为顶部产品采出。甲醇回收单元31 底部产品通过甲醇回收单元31底部的泵送至甲醛回收单元32。
从甲醇回收单元31塔底来的含甲醛、甲醇和水的物料,送入到甲醛回收单元32中部,进行甲醇、甲醛的回收,以降低废水中有机物的含量,使其达标排放。甲醛回收单元32塔顶部蒸汽由甲醛回收冷凝器341冷却,冷却介质为循环水,进入到甲醛回流罐342,部分经泵送回甲醛回收单元32顶部作为顶部回流,部分作为顶部产品采出;甲醛回收单元32底部产品通过泵送至废水处理工段。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,包括反应模块(1)、提纯模块(2)和甲醇甲醛回收模块(3);
所述反应模块(1)包括换热单元(11)、反应单元(12)、一级气液分离单元(13)、脱碳单元(14)和二级气液分离单元(15),所述反应单元(12)得到的反应产物能够在所述换热单元(11)中对需要进入所述反应单元(12)的原料进行预热,所述换热单元(11)的换热热源出口和所述一级气液分离单元(13)连接,所述一级气液分离单元(13)和所述脱碳单元(14)气路连接,所述一级气液分离单元(13)的一级气液分离液相出口和所述二级气液分离单元(15)连接;
所述提纯模块(2)包括依次连接的共沸单元(21)、脱轻单元(22)和碳酸二甲酯初步精馏单元(23),所述二级气液分离单元(15)的二级气液分离液相出口和所述共沸单元(21)连接;
所述甲醇甲醛回收模块(3)和所述共沸单元(21)的共沸产物液相出口连接。
2.根据权利要求1所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述换热单元(11)包括第一换热单元(11a)和第二换热单元(11b),所述反应单元(12)包括第一反应单元(12a)和第二反应单元(12b);
所述第一反应单元(12a)得到的反应产物能够在所述第一换热单元(11a)中对需要进入所述第一反应单元(12a)的原料进行预热,所述第二反应单元(12b)得到的反应产物能够在所述第二换热单元(11b)中对需要进入所述第二反应单元(12b)的原料进行预热。
3.根据权利要求2所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述一级气液分离单元(13)包括第一一级气液分离单元(13a)和第二一级气液分离单元(13b);
所述第一换热单元(11a)的换热热源出口和所述第一一级气液分离单元(13a)连接,所述第一一级气液分离单元(13a)的一级气液分离气相出口的第一分流口和所述第二换热单元(11b)的换热物料进口连接,所述第一一级气液分离单元(13a)的一级气液分离气相出口的第二分流口和所述脱碳单元(14)连接,所述第一一级气液分离单元(13a)的一级气液分离液相出口和所述二级气液分离单元(15)连接;
所述第二换热单元(11b)的换热热源出口和所述第二一级气液分离单元(13b)连接,所述第二一级气液分离单元(13b)的一级气液分离气相出口与所述脱碳单元(14)连接,所述第二一级气液分离单元(13b)的一级气液分离液相出口和所述二级气液分离单元(15)连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述脱碳单元(14)上设置有脱碳单元第一气相出口和脱碳单元第二气相出口,所述脱碳单元第二气相出口与所述换热单元(11)的换热物料进口连接。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述共沸单元(21)的共沸气相出口和所述脱轻单元(22)连接,所述脱轻单元(22)的脱轻液相出口和所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)连接,所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口、碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口,所述碳酸二甲酯初步精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接;
所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)与供热单元连接,所述共沸单元(21)和所述脱轻单元(22)通过热量回流机构(25)与所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)连接,以使得所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)的气相物料中的部分热量能够作为所述共沸单元(21)和所述脱轻单元(22)的热源进行再次利用。
6.根据权利要求5所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述提纯模块(2)还包括碳酸二甲酯二次精馏单元(24),所述碳酸二甲酯初步精馏单元轻组分液相出口与所述碳酸二甲酯二次精馏单元(24)连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元(24)上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口、碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口,所述碳酸二甲酯二次精馏单元轻组分液相出口与电子级碳酸二甲酯产品罐连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元重组分液相出口与工业级碳酸二甲酯产品罐连接;
所述碳酸二甲酯二次精馏单元(24)通过所述热量回流机构(25)与所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)连接,以使得所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)的气相物料中的部分热量能够作为所述碳酸二甲酯二次精馏单元(24)的热源进行再次利用。
7.根据权利要求6所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述热量回流机构(25)包括用于对所述共沸单元(21)的物料进行加热的第一再沸单元(25a)、用于对所述脱轻单元(22)的物料进行加热的第二再沸单元(25b)和用于对所述碳酸二甲酯二次精馏单元(24)的物料进行加热的第三再沸单元(25c),所述第一再沸单元(25a)、所述第二再沸单元(25b)和所述第三再沸单元(25c)三者的热源入口均与所述碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口连接。
8.根据权利要求7所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述碳酸二甲酯初步精馏单元气相出口分别与所述第一再沸单元(25a)、所述第二再沸单元(25b)和所述第三再沸单元(25c)三者的热源入口连接,所述第一再沸单元(25a)、所述第二再沸单元(25b)和所述第三再沸单元(25c)三者的热源出口均与碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元(26)连接。
9.根据权利要求8所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元(26)上设置有碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与所述碳酸二甲酯初步精馏单元(23)连接,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与所述共沸单元(21)连接,所述碳酸二甲酯初步精馏单元冷凝回收单元液相出口的第三分流口与所述反应模块(1)连接。
10.根据权利要求6所述的碳酸二甲酯的生产系统,其特征在于,所述碳酸二甲酯二次精馏单元气相出口与碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元(29)连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元(29)上设置有碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元气相出口和碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口,所述碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第一分流口与所述碳酸二甲酯二次精馏单元(24)连接,所述碳酸二甲酯二次精馏单元冷凝回收单元液相出口的第二分流口与所述反应模块(1)连接。
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