[發明專利]一種生產電子級碳酸乙烯酯的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110294426.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113072530B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 吳丹;黃益平;岳昌海;黃晶晶;孫玉玉;胡猛;劉定華;冷宇
• 申請（專利權）人: 中建安裝集團有限公司
• 主分類號: C07D317/38
• 分類號: C07D317/38
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙) 32285
• 代理人: 孫甫臣

本發明涉及一種生產電子級碳酸乙烯酯的裝置及方法，解決了現有技術反應熱移出不及時、環氧化合物轉化率不高、產品純度無法達到電子級產品要求等問題。合成工藝為環氧乙烷、二氧化碳和離子液體催化劑在反應器中進行均相酯化反應，經過閃蒸后的粗碳酸乙烯酯進入精制單元得到電子級碳酸乙烯酯。生產設備包括催化劑緩沖罐、反應器、閃蒸罐、閃蒸氣接收罐、粗碳酸乙烯酯精制塔、催化劑回收塔和碳酸乙烯酯精制塔。本發明環氧乙烷的轉化率不低于99.5%，碳酸乙烯酯收率最高為99.7%，得到純度不低于99.99%的電子級碳酸乙烯酯，很好的解決了工業問題，可用于碳酸乙烯酯工業化生產，達到節能環保的目的。

技術領域

本發明涉及碳酸乙烯酯生產技術領域，具體涉及一種生產電子級碳酸乙烯酯的裝置及方法。

背景技術

碳酸乙烯酯是一種性能優良的溶劑和表面活性劑的原料，尤其對許多聚合物和樹脂的溶解效果更佳，碳酸乙烯酯也可作為有機合成中間體，用作合成呋喃唑酮的原料，用作水玻璃系漿料，纖維整理劑及其它纖維的加工劑，可用作紡織上的抽絲液，也可直接作為脫除酸性氣體的溶劑及混凝土的添加劑，還可用作塑料發泡劑及合成潤滑油的穩定劑。除此之外，碳酸乙烯酯也可以做高附加值的高能電池電解液。隨著電解液需求的不斷增長，高純度的碳酸乙烯酯用量也會越來越高。

近年來，各國研究人員對碳酸酯的合成開展了眾多的研究，許多新的合成方法和新的催化劑被發現，碳酸乙烯酯的主要生產方法有光氣法、酯交換法、鹵代醇法、環氧乙烷和二氧化碳合成法。光氣法由于其存在工藝流程長、收率低、成本高等缺點，而且光氣毒性大，污染嚴重，在發達國家基本上已經停止使用。酯交換法是由碳酸二乙酯（或碳酸二甲酯）和乙二醇的酯交換反應而制備碳酸乙烯酯的一種方法。該工藝生產碳酸乙烯酯的產物不易分離純化，且催化劑的合成成本高。鹵代醇法是鹵代醇和二氧化碳在催化劑催化下有機溶劑中生成碳酸乙烯酯的方法。該工藝所需原料及催化劑價格較高，反應原料氯乙醇對環境有害，且反應條件苛刻，產率較低，不利于實際生產。以二氧化碳和環氧乙烷為原料直接酯化制備碳酸乙烯酯，是一種高效、綠色、環保的合成新型中間體酯的方法，而且提供了一條化學利用二氧化碳資源的新途徑，可收到明顯的經濟效益和社會效益，受到各國普遍重視，適合大規模工業化生產。

為增加傳質和傳熱效果，CN201410214132.4提出一種二氧化碳與環氧丙烷或環氧乙烷管式反應制取碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯生產方法，管式合成反應器傳質效果好，氣液接觸充分，反應熱換熱及時，裝置操作彈性大，可在較寬的產量范圍內穩定操作。

CN201911393119.9提供一種循環噴射混合法制備碳酸乙烯酯的方法。以環氧乙烷和二氧化碳為原料在循環噴射混合反應器中進行，催化劑為雙金屬催化劑、后過渡金屬催化劑、堿土金屬催化劑、氨基酸、磷鎢酸、硅鎢酸、鍺鎢酸、砷鎢酸中的一種或多種，環氧乙烷的轉化率能夠達到90％以上甚至達到99％以上，該工藝物料混合均勻、反應速度快、工藝安全性高。

CN200910080322.0涉及一種制備碳酸乙烯酯的方法，原料為乙烯氧化得到的氣體混合物和碳酸乙烯酯溶液在催化劑作用下生成碳酸乙烯酯，采用催化劑為碳酸鹽和烷基咪唑鹽，環氧乙烷轉化率為96-99％；選擇性為97-99％，原料直接用乙烯氧化混合氣中的環氧乙烷，無須將環氧乙烷分離再精餾得到產品環氧乙烷，節約了成本。

CN201910976767.0通過將環氧乙烷與二氧化碳在單級或多級的鼓泡塔中進行酯化反應，經過汽提、精制單元得到99.9w%的碳酸乙烯酯，該發明通過對鼓泡塔結構優化，有效改善了塔內氣泡分布均勻程度，有效減少環氧乙烷溶解程度，減少副反應發生，增加環氧乙烷和二氧化碳利用率。

目前現有技術反應熱移出不及時、環氧化合物轉化率不高、產品純度無法達到電子級產品要求，需要進一步提高產品純度，提出一種得到高純度、高轉化率的碳酸乙烯酯裝置及方法。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種生產電子級碳酸乙烯酯的裝置及方法，以得到高純度的碳酸乙烯酯，實現原料的高轉化率，同時得到工業級碳酸乙烯酯。