[發明專利]差壓熱耦合精制碳酸酯的方法及裝置

在審

• 申請號: 202210426350.9
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN115300924A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張雪梅;簡春貴;簡潔
• 申請（專利權）人: 天津凱美特化工科技有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/32;C07C69/96;C07C68/08
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 趙瑤瑤

本發明涉及一種差壓熱耦合精制碳酸酯方法及裝置，包括：脫輕塔、脫輕塔再沸器、脫輕塔回流罐、脫輕塔回流泵、脫輕塔塔釜采出泵、產品塔、產品塔再沸器、產品塔冷凝器、產品塔回流罐、產品塔回流泵、產品冷卻器、產品接收罐和產品塔塔釜采出泵。本發明通過提高脫輕塔操作壓力增加脫輕塔塔頂蒸汽溫度，通過真空操作降低產品塔塔釜溫度，從而增大脫輕塔塔頂蒸汽與產品塔塔釜物料的溫差，用脫輕塔塔頂蒸汽作為產品塔再沸器的熱源，產品塔再沸器不消耗低壓蒸汽，脫輕塔冷凝器不需要循環水冷卻，混酯經過脫輕塔和產品塔精餾后，得到99.99％以上的電解液級碳酸甲乙酯。該工藝具有流程簡單、設備運轉穩定可靠、能耗低、產品滿足電池級要求，質量穩定的優點。

所屬領域

本發明涉及碳酸酯(比如：碳酸甲乙酯，碳酸二丁酯，碳酸甘油酯等)生產的技術領域，具體地說涉及一種差壓熱耦合精制碳酸酯(比如碳酸甲乙酯，碳酸二丁酯，碳酸甘油酯等)的方法和裝置。

背景技術

碳酸酯(比如：碳酸甲乙酯，碳酸二丁酯，碳酸甘油酯等)是重要的電解液溶劑，以碳酸甲乙酯為例。碳酸甲乙酯(EMC)是一種用途廣泛、環境友好的不對稱碳酸酯，兼有碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)的特性。它除了可作為有機合成中間體和環保溶劑以外，最重要的應用是作為優良的鋰離子電池電解液溶劑。碳酸甲乙酯對鋰鹽有良好的溶解性，介電常數較大，能夠提高鋰離子電池的能量密度和放電容量，延長電池的使用壽命；同時，碳酸甲乙酯較高沸點和較低的熔點，使其具有較寬的電化學窗口，對電池高溫及低溫狀態下的性能有很好的改善作用，具有對稱型碳酸酯化合物難以超越的優良特性。近年來，隨著石油資源的日益緊縮和節能環保的大力提倡，鋰電池的應用越來越廣泛，作為鋰離子電池電解液溶劑的碳酸甲乙酯的需求量急劇增加，由于電解液溶劑的純度越高，鋰電池防過充能力越強，因此，嚴格控制碳酸甲乙酯產品中的雜質，提高產品純度對鋰電池性能的發揮至關重要。目前，碳酸甲乙酯精制過程中，精餾塔塔頂用冷卻水對塔頂蒸汽冷凝，塔釜用水蒸汽供熱，精制過程中能耗較高。

專利文獻CN110845334A采用熱泵精餾技術，用壓縮機壓縮塔頂蒸汽，使其升溫升壓后，為再沸器提供熱量，該方法中的蒸汽壓縮機為動設備，要耗費大量的電能，并且一旦出現故障，整個精制系統就要停車。為了降低碳酸甲乙酯生產能耗和成本，保證精制系統的連續、穩定、可靠，本發明提出差壓熱耦合精制碳酸酯(比如：碳酸甲乙酯，碳酸二丁酯，碳酸甘油酯等)的節能新工藝。

發明內容

本發明的目的在于克服現有碳酸酯(比如：碳酸甲乙酯，碳酸二丁酯，碳酸甘油酯等)精制裝置中存在的能耗高的缺陷，提出一種降低該過程能耗的、連續、穩定的差壓熱耦合精制碳酸酯(比如：碳酸甲乙酯，碳酸二丁酯，碳酸甘油酯等)的方法和裝置。

本發明的具體技術方案如下：

一種差壓熱耦合精制碳酸酯的裝置，包括：脫輕塔(1)、脫輕塔再沸器(2)、脫輕塔回流罐(3)、脫輕塔回流泵(4)、脫輕塔塔釜采出泵(5)、產品塔(6)、產品塔再沸器(7)、產品塔冷凝器(8)、產品塔回流罐(9)、產品塔回流泵(10)、產品冷卻器(11)、產品接收罐(12)和產品塔塔釜采出泵(13)。

所述的脫輕塔(1)的進口通過管線與混酯進料管線、產品塔回流泵(10)的采出管線連接。脫輕塔再沸器(2)的循環液入口通過管線與脫輕塔(1)的釜循環液出口連接，該再沸器的物料蒸汽出口通過管線與脫輕塔(1)塔釜蒸汽入口連接，其低壓蒸汽入口與低壓蒸汽管線連接，其蒸汽凝水出口與蒸汽凝結水管線連接。脫輕塔(1)塔頂蒸汽出口通過管線與產品塔再沸器(7)的加熱蒸汽入口連接，該再沸器加熱蒸汽凝液出口通過管線與脫輕塔回流罐(3)入口連接。脫輕塔回流罐(3)出口通過管線與脫輕塔回流泵(4)入口連接，該回流泵的出口管線分為兩路：一路連接脫輕塔(1)回流口，另一路連接到反應系統。脫輕塔塔釜采出泵(5)入口通過管線與脫輕塔(1)釜液采出口連接，脫輕塔塔釜采出泵(5)出口通過管線與所述的產品塔(6)入口連接。