[發(fā)明專利]一種分離甲醇-碳酸二甲酯共沸液的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410039759.0
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103772202A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周浩力;金萬勤;丁曉斌;邢衛(wèi)紅
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07C69/96
• 分類號: C07C69/96;C07C68/08;C07C31/04;C07C29/76
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用滲透汽化膜分離技術(shù)分離甲醇-碳酸二甲酯共沸液的方法，適用于有機(jī)合成碳酸二甲酯過程中產(chǎn)物與甲醇形成共沸物的環(huán)境。

背景技術(shù)

碳酸二甲酯（Dimethyl?carbonate，簡稱DMC）是近十年來國內(nèi)外化工界廣泛關(guān)注的一種新型綠色化工產(chǎn)品，由于其分子中含有甲基、甲氧基、羰基和羰基甲氧基，具有很好的化學(xué)反應(yīng)活性，可以在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進(jìn)行羰基化、甲基化及酯交換等反應(yīng)生成多種精細(xì)化學(xué)品，因此被譽(yù)為21世紀(jì)有機(jī)合成的“新基石”。其需求量在國際上也以每年20%的速度遞增。因此工業(yè)上開發(fā)了多種合成技術(shù)來生產(chǎn)碳酸二甲酯例如酯交換法、甲醇氧化羰基化法等。但是無論采用何種方法，均會(huì)得到甲醇-碳酸二甲酯共沸液（其質(zhì)量組成約為甲醇70%、碳酸二甲酯30%），必須經(jīng)過分離和提純才能得到碳酸二甲酯純品。因此開展有效、經(jīng)濟(jì)的碳酸二甲酯分離和提純成為其生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前，甲醇-碳酸二甲酯共沸物分離工藝有低溫結(jié)晶、膜分離法、變壓精餾、共沸精餾、萃取精餾等方法。其中低溫結(jié)晶法具有能耗大、流程復(fù)雜、操作困難等缺點(diǎn)；變壓精餾、共沸精餾、萃取精餾等方法盡管技術(shù)較成熟，但也存在能耗較高的問題，會(huì)引入第三種化學(xué)試劑造成二次污染等問題，不利于能源節(jié)約型、清潔型生產(chǎn)的需求。

滲透汽化技術(shù)是膜分離技術(shù)的一種，它是利用膜對被分離液體中各組分的吸附溶解擴(kuò)散選擇性的不同而實(shí)現(xiàn)分離的目的。由于其不受液體中氣液平衡的限制，在分離精餾操作很難分離的共沸體系或近沸體系混合液方面具有明顯的優(yōu)勢，同時(shí)其還具有設(shè)備簡單、無污染、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是最有希望取代精餾過程的膜分離技術(shù)，也被認(rèn)為是21世紀(jì)最有前途的高新技術(shù)之一。

在利用膜法進(jìn)行甲醇-碳酸二甲酯二元共沸物分離過程中，根據(jù)本專利申請的特點(diǎn)檢索了相關(guān)專利數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)一種分離碳酸二甲酯和甲醇共沸物的方法(申請?zhí)枺篊N200710121912.4)、一種碳酸二甲酯和甲醇的濃縮分離裝置（申請?zhí)枺篊N201020549621.2）和一種分離甲醇和碳酸二甲酯共沸混合物的方法(申請?zhí)枺篊N200810145291.8)分別采用了膜分離技術(shù)與精餾操作相耦合的方式來分離共沸的甲醇與碳酸二甲酯。但是專利200710121912.4需要的操作溫度較高（64～120℃），操作壓力也較大（0.1～0.6Mpa），會(huì)增加膜分離裝置投資成本。并且其直接飽和蒸汽進(jìn)料的方式，也將增加管路間對保溫性能的嚴(yán)苛性要求。同時(shí)發(fā)明專利200710121912.4和實(shí)用新型專利CN201020549621.2都采用真空側(cè)冷凝收集透過液的方式，也會(huì)增加冷凝設(shè)備的制冷功耗，能耗較大。專利200810145291.8使用無機(jī)膜優(yōu)先滲透甲醇來實(shí)現(xiàn)甲醇-碳酸二甲酯二元共沸物的分離，而優(yōu)先透甲醇膜不利于滲透汽化膜經(jīng)濟(jì)型的完美體現(xiàn)，因?yàn)楣卜幸褐屑状颊加?0wt%，滲透分離含量較多組分時(shí)，會(huì)增加膜面積的使用，增加設(shè)備的投入成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種較低能耗的分離甲醇-碳酸二甲酯共沸液的方法，解決目前碳酸二甲酯生產(chǎn)過程中甲醇-碳酸二甲酯共沸液分離困難的問題，實(shí)現(xiàn)共沸液高效、經(jīng)濟(jì)的分離。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：該發(fā)明提出以液態(tài)共沸物為進(jìn)料方式，利用膜法與常壓精餾相耦合的技術(shù)來分離共沸的甲醇-碳酸二甲酯混合液。首先利用滲透汽化膜分離技術(shù)將共沸的甲醇-碳酸二甲酯混合物進(jìn)行初步分離，優(yōu)先滲透碳酸二甲酯，打破其共沸組成，取代目前能耗較高的加壓精餾操作，降低能耗，然后利用真空泵直接將碳酸二甲酯濃縮的滲透物送入常壓精餾進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)甲醇與碳酸二甲酯的完全分離。該發(fā)明充分利用了膜技術(shù)和精餾操作的優(yōu)點(diǎn)，因此可以以較低的能耗實(shí)現(xiàn)甲醇-碳酸二甲酯共沸物的完全分離。同時(shí)由于是常壓和稍高于常溫的液體進(jìn)料，對膜組件的投資成本會(huì)大大降低。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種分離甲醇-碳酸二甲酯共沸液的方法，其具體步驟為：