[發明專利]一種合成碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯的裝置及方法

在審

• 申請號: 202210061266.1
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114369080A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 毛進池;郭為磊;王磐;張美娟
• 申請（專利權）人: 凱瑞環保科技股份有限公司
• 主分類號: C07D317/38
• 分類號: C07D317/38;C07D317/36;B01J31/06;B01J35/08;B01J35/10;C08F212/08;C08F212/36;C08F8/00;C08F8/32;C08F8/24;C08F8/42;B01D3/06;B01J8/06
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;吳茜

本發明公開了一種合成碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯的裝置及方法，環氧乙烷(EO)或環氧丙烷(PO)與CO₂經物料混合器混合后進入列管反應器中，在催化劑的催化作用下進行反應生成碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)粗品，碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)粗品依次經過脫除輕組分、脫除重組分和精制后得到電子級產品碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)。本發明所采用的催化劑是樹脂催化劑，不溶解于水，不溶解于有機溶劑或無機溶劑，不分解出金屬離子，不與反應體系中的原料如二氧化碳或EO/PO發生化學反應，用于催化合成EO/PO與CO₂的化學反應，高效環保，安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種合成碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯的裝置及方法，屬于化工合成技術領域。

背景技術

碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)是碳酸酯家族即電子化學品家族兩個基礎材料，主要用于新能源汽車電池中的化學溶劑，是目前所知的最具綠色環保概念的化學溶劑。目前合成這兩種酯的主要方法包括光氣法、尿素醇解法、鹵代醇法：

光氣法的成本高、毒性大，逐步被淘汰；尿素醇解法因為付出大量氨氣，難以回收利用，也不受歡迎；鹵代醇法同樣副產鹵化物，又非環保工藝，現已逐步被淘汰。

目前，直接合成單一產物—碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯的優點比較多，就直接合成工藝而言，又有甲醇鉀、甲醇鈉法(包括乙醇鉀、乙醇鈉及其離子液法)、固體堿法。但是，用環氧類物質如EO/PO與二氧化碳直接合成EC/PC,其催化劑如使用甲醇鉀或乙醇鉀或其離子液，這些金屬離子直接與二氧化碳生產碳酸鹽而產生沉淀，在裝置運行過程中會堵塞管道而發生安全事故，固體堿法同樣遇水而分解出金屬離子，而發生以上同樣的問題。

本發明是用二氧化碳與環氧乙烷或環氧丙烷在樹脂催化劑的作用下，采用列管固定床技術直接合成單一產物—碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯，物料分配均勻，產品單一且純凈，符合電子級產品要求，工藝環保，安全可靠；一舉克服了以上技術路線的諸多缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯直接合成的裝置及方法，本發明所采用的催化劑是樹脂催化劑，不溶解于水，不溶解于有機溶劑或無機溶劑，不分解出金屬離子，不與反應體系中的原料如二氧化碳或EO/PO發生化學反應，用于催化合成EO/PO與CO₂的化學反應，高效環保，安全可靠。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明首先提供一種合成碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯的方法，包括以下步驟：

環氧乙烷(EO)或環氧丙烷(PO)與CO₂混合后在催化劑的催化作用下進行反應生成碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)粗品，碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)粗品依次經過脫除輕組分、脫除重組分和精制后得到電子級產品碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)。

上述技術方案中，所述的方法具體包括以下步驟：

(1)催化合成：

CO₂由進料口I-1進入到物料混合器中，環氧乙烷(EO)或環氧丙烷(PO)由進料口I-2進入到物料混合器中，混合后由進料口II進入到列管反應器中，在其內催化劑的催化作用下進行反應，產物由出料口II排出且由進料口III進入閃蒸罐中；

(2)閃蒸分離：

產物由進料口III進入到閃蒸罐中進行閃蒸，頂部得到CO₂、底部得到碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)反應物；CO₂由CO₂排放口排出后經壓縮機壓縮后回流至物料混合器進行循環利用；碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)反應物由出料口III排出且由進料口IV進入到脫輕塔中；

(3)脫除輕組分：