[發(fā)明專利]一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷混合物分離的吸收-精餾方法及裝置

有效

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• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102731438A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 李洪;高鑫;許長春;李鑫鋼
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C07D303/04
• 分類號: C07D303/04;C07D301/32
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發(fā)明涉及化工領域中二氧化碳與環(huán)氧丙烷混合物分離技術領域，特別是涉及二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚生產(chǎn)碳酸丙烯酯過程中未反應的二氧化碳與環(huán)氧丙烷混合物分離提純環(huán)氧丙烷的方法及裝置。

背景技術

脂肪族聚碳酸酯共聚物是一類可完全生物降解的新型材料，自1969年井上祥平等首次通過二氧化碳與環(huán)氧化合物反應合成脂肪族聚碳酸酯以來，人們在將二氧化碳固定為全降解聚合物這一研究領域取得了大量研究成果。其中二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚生產(chǎn)碳酸丙烯酯的反應被廣泛應用于合成氨、天然氣凈化、制氫、紡織印染、石油開采、金屬萃取、生漆增塑劑等不同的化工領域。

碳酸丙烯酯（PC）是一種非常重要的有機化工產(chǎn)品和性能優(yōu)良的高沸點極性溶劑。其實通過CO₂與環(huán)氧丙烷在催化劑作用下是通過開環(huán)聚合反應合成生成碳酸丙烯酯的。這種合成方式不需要使用劇毒的光氣，具有較大優(yōu)勢。此共聚合成碳酸丙烯酯的反應，由于受到化學平衡的限制不能完全進行，在反應完成后剩余的反應物CO₂與環(huán)氧丙烷以混合物的形式排出系統(tǒng)。剩余未反應物的直接排放不僅造成環(huán)境的污染而且造成原料的浪費，為了進一步降低生產(chǎn)成本，最大限度的利用反應物，對未反應的CO₂與環(huán)氧丙烷進行分離回收再利用的意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于CO₂與環(huán)氧丙烷混合物分離的吸收-精餾方法及裝置，使用本發(fā)明提供的吸收-精餾分離方法，具有工藝流程簡單、操作方便。能耗較低且目標產(chǎn)物環(huán)氧丙烷產(chǎn)品分離的純度非常高以及回收率很高等優(yōu)點。

本發(fā)明的CO₂與環(huán)氧丙烷混合物分離方法及裝置，其中進料為CO₂與環(huán)氧丙烷共聚合成碳酸丙烯酯反應完成后剩余未反應的CO₂與環(huán)氧丙烷混合物，進料口設置在壓縮機入口，分離提純后的環(huán)氧丙烷從精餾塔塔頂采出，CO₂從吸收塔塔頂出口以及精餾塔塔頂冷凝器放空口排出。

本發(fā)明的技術如下：

本發(fā)明的裝置，包括混合氣體壓縮機（2）、換熱器（4）、吸收塔（6）、精餾塔進料泵（9）、精餾塔（11）、精餾塔冷凝器（13）、精餾塔回流緩沖罐（16）、精餾塔再沸器（22）；其特征是待分離混合原料從混合氣體壓縮機（2）進入系統(tǒng)，混合氣體壓縮機（2）出口通過管道經(jīng)換熱器（4）與吸收塔（6）的進料口相連，在吸收塔（6）的頂部設有吸收劑進料口以及剩余氣相出口，吸收塔（6）塔底設有液相才出口，液相采出口通過管道經(jīng)過精餾塔進料泵（9）與精餾塔（11）的進料相連接，精餾塔（11）的進料口設置在精餾塔（11）的中上部，精餾塔（11）塔底物流一部分與精餾塔再沸器（22）連接后返回精餾塔（11）的底部，另一部分作為吸收劑采出通過管道與吸收塔（6）的吸收劑進料管道匯合。精餾塔（11）頂部物流經(jīng)精餾塔冷凝器（13）與精餾塔回流緩沖罐（16）相連，精餾塔冷凝器（13）設有放空口，精餾塔回流緩沖罐（16）底部出口設有物料回流和物料采出口，其中物料回流口通過管道與精餾塔（11）塔頂部相連接。

其中吸收系統(tǒng)可以采用純?nèi)軇┪眨部梢圆捎脧秃先軇┪铡?/p>

一種分離CO₂與環(huán)氧丙烷混合物的吸收-精餾提純方法：是CO₂與環(huán)氧丙烷混合氣體原料（1）從混合氣體壓縮機（2）的進氣口進入系統(tǒng)，經(jīng)壓縮升壓后的混合氣體（3）經(jīng)過換熱器（4）冷卻后形成降低溫度的過飽和混合氣體（5）進入吸收塔（6），經(jīng)過吸收后的氣相物料（7）從吸收塔（6）的塔頂氣相出口排出系統(tǒng)，吸收過環(huán)氧丙烷的液相物料（8）從吸收塔（6）塔底采出，從吸收塔（6）塔底采出的液相物料（8）經(jīng)精餾塔進料泵（9）后進入精餾塔（11），精餾塔塔頂氣相產(chǎn)物（12）經(jīng)精餾塔冷凝器（13）后進入精餾塔回流緩沖罐（16），從精餾塔回流緩沖罐（16）流出的物料（17）一部分物料（18）返回精餾塔（11）塔頂作為回流液，另一部分物料（19）作為產(chǎn)品采出，精餾塔塔底液相產(chǎn)物（20）一部分物料（21）經(jīng)過精餾塔再沸器（22）返回精餾塔（11）塔底，另一部分物料（24）作為吸收劑與新鮮吸收劑（25）匯合后返回到吸收塔（6）塔頂。

壓縮機出口絕對壓力為1-20atm，換熱器熱物流出口溫度為-50-100℃，吸收塔的絕對壓力為0.1-20atm。精餾塔回流比為0.5-8，精餾塔的絕對壓力為0.1-20atm，塔頂冷凝器溫度控制在-50-100℃。