[發明專利]一種平推流反應精餾組合塔盤、包含其的反應精餾塔和生產碳酸二甲酯的方法

在審

• 申請號: 202211606438.5
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN115779475A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 李金明;楊鵬飛;喬小飛;李盼;劉佳旭;伏傳磊
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01D3/16
• 分類號: B01D3/16;B01D3/32;B01D3/14;C07C69/96;C07C68/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

本發明涉及一種平推流反應精餾組合塔盤、包含其的反應精餾塔和生產碳酸二甲酯的方法，所述平推流反應精餾組合塔盤包括平推流反應塔盤和設置于所述平推流反應塔盤下方的精餾塔盤；所述平推流反應塔盤的降液管和出口堰之間設置有至少兩個中間堰；所述平推流反應塔盤上設置有氣孔；所述氣孔向上連接有升氣管；所述生產碳酸二甲酯的方法在包含上述平推流反應精餾組合塔盤的反應精餾塔中進行。本發明提供平推流反應精餾組合塔盤具有低壓降、高效率的優點，可以降低反應精餾塔的全塔高度，節約固定投資成本，所述生產碳酸二甲酯的方法不僅共沸劑用量低，能耗低，而且反應的轉化率和選擇性大大提高。

技術領域

本發明涉及反應精餾技術領域，具體涉及一種平推流反應精餾組合塔盤、包含其的反應精餾塔和生產碳酸二甲酯的方法。

背景技術

碳酸二甲酯(DMC)是一種低毒、環保性能優異的有機化工原料，在農藥、醫藥、電池材料和溶劑等方面有廣泛的應用，被稱為“21世紀有機合成領域的新基塊”。現階段用于合成DMC的方法主要包括光氣甲醇法、光氣-醇鈉法、酯交換法和甲醇氧化羰基化法。其中，酯交換法的原料成本低、毒性小、反應條件溫和且副產物丙二醇具有較高的回收價值。因此，酯交換法相較于其它碳酸二甲酯的生產方法而言具有顯著優勢。然而，酯交換法通常是發生可逆反應，反應平衡常數比較低。因此，通常采用反應精餾的方式進行酯交換反應，即通過甲醇和DMC形成最低共沸物，從而將產物DMC從反應體系中移出而改變化學平衡，提高反應的轉化率和選擇性。

當采用反應精餾時，甲醇和DMC的共沸物組成和壓力有相關，壓力越低，共沸組成中甲醇的含量越低，即共沸劑的用量越少。因此，降低反應精餾的操作壓力，有利于減少共沸劑甲醇的用量。此外，壓力降低可以使組分間的相對揮發度更大，更利于傳質分離，進而可以減小回流比和理論板數，從而降低反應精餾過程的能耗。然而，傳統的反應精餾塔為了保證足夠的反應停留時間，通常反應精餾塔盤上的液面高度較大，造成氣相穿過高液面的壓降較大；所用催化劑包內空隙率較小，導致其壓降也較大。因此，采用傳統反應精餾塔盤或催化精餾填料，反應精餾的壓力難以大幅降低。

CN104557554A公開了一種酯交換法連續化生產碳酸二甲酯聯產1,2-丙二醇的方法，該方法采用反應精餾制備碳酸二甲酯，但是反應精餾的操作壓力為常壓，甲醇與碳酸丙烯酯摩爾比為6-12。由此可見，該方法的操作壓力比較大，共沸劑甲醇的用量比較高，存在熱負荷大、能耗高以及反應效率低等缺點。

CN106699565A公開了一種用于碳酸二甲酯裝置節能降耗的裝置及方法，該方法通過交叉換熱和熱泵進行熱量的綜合利用。但是采用的裝置系統和操作方法比較復雜，并且反應效率比較低。

CN112479883A公開了一種酯交換法碳酸二甲酯的生產裝置及其使用方法，該方法通過設置兩臺串聯使用的管式酯交換反應器，反應器之間設置產物分離塔，可以減小共沸劑甲醇的用量，但是反應器的單程轉化率比較低，需要原料的大量循環，反應效率比較低，反應流程比較復雜，因而投資費用較高。

因此，如何降低反應精餾能耗、節約共沸劑用量且提高產品的收率是目前需要解決的問題。

發明內容

針對以上問題，本發明的目的在于提供一種平推流反應精餾組合塔盤、包含其的反應精餾塔和生產碳酸二甲酯的方法，與現有技術相比，本發明提供的平推流反應精餾組合塔盤具有低壓降、高效率的優點，可以解決現有酯交換法生產碳酸二甲酯過程中能耗高、效率低以及投資大等問題。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：