[發(fā)明專(zhuān)利]一種二氧化碳捕集與碳酸二甲酯制備一體化工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310070576.4
• 申請(qǐng)日: 2023-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116478043A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸詩(shī)建;劉玲;康國(guó)俊;陳思銘;倪中海;曹景沛;閆新龍;朱佳媚;王瑞玉;郭振坤;奚弦;孫夢(mèng)圓;楊菲;王培生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07C68/065
• 分類(lèi)號(hào): C07C68/065;C07C68/08;C07C69/96;C07D317/38
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 錢(qián)超

1.一種二氧化碳捕集與碳酸二甲酯制備一體化工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A，碳酸乙烯酯的制備：利用胺溶劑來(lái)吸收大氣里的CO₂，將胺溶劑、含CO₂的大氣和催化劑環(huán)氧乙烷EO按胺溶劑：含CO₂的大氣：催化劑環(huán)氧乙烷EO的質(zhì)量份數(shù)配比＝1:22:10.6送至碳酸乙烯酯EC反應(yīng)器(1)來(lái)合成碳酸乙烯酯EC；

步驟B，將碳酸乙烯酯EC反應(yīng)器(1)產(chǎn)生的CO₂、EO、EC混合物在閃蒸罐V-001(2)中閃蒸至1.5bar，溫度保持100℃，閃蒸后的提純液體送至T-100蒸餾塔(3)，根據(jù)CO₂、EO、EC的沸點(diǎn)不同，經(jīng)過(guò)T-100蒸餾塔(3)初步簡(jiǎn)單蒸餾，EO和CO₂廢氣從塔頂排出，液體混合物由底部流出，壓力和溫度都發(fā)生改變：壓力由原來(lái)的1.5bar降為0.3bar,溫度增長(zhǎng)了90.5℃變?yōu)?90.5℃；

步驟C，將離開(kāi)T-100蒸餾塔(3)的底部EC液體通過(guò)P-001加壓泵(4)加壓到1.5bar,溫度降至99.5℃并與甲醇儲(chǔ)罐V-101(15)中的1.5bar?MeOH混合，EC-MeOH混合物的溫度此時(shí)為77℃，混合物儲(chǔ)存在EC-MeOH儲(chǔ)罐V-100(5)中；

步驟D，將冷卻到77℃的EC-MeOH混合物經(jīng)過(guò)冷卻器H-100(6)并驅(qū)動(dòng)至碳酸二甲酯DMC合成反應(yīng)器(7)，碳酸二甲酯DMC合成反應(yīng)器(7)出口處的混合物除DMC外，還含有MeOH、EG、EC和T-100蒸餾塔(3)未處理干凈的EO和CO₂物質(zhì)；

步驟E，碳酸二甲酯DMC合成反應(yīng)器(7)出口處的混合物經(jīng)過(guò)冷卻器H-100(6)進(jìn)入精餾塔T-101(8)進(jìn)行蒸餾，分離成頂部餾分和底部餾分，頂部餾分包含所有生成的DMC、MeOH和EG，頂部餾分儲(chǔ)存在壓縮機(jī)C-102(9)中，底部餾分包含所有EC和EG，其中精餾塔T-101(8)塔頂?shù)牡膲毫?.29bar、溫度為44℃，塔釜的壓力為0.29bar、溫度為162℃；

步驟F，精餾塔T-101(8)塔頂餾出物是共沸物DMC和MeOH，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)C-102(9)與萃取精餾塔T-102(10)來(lái)分離DMC、MeOH和EG；萃取精餾塔T-102(10)塔頂?shù)膲毫?.5bar、溫度為120℃，萃取精餾塔T-102(10)的餾出物是高純度MeOH，將餾出物MeOH通過(guò)泵P-105(14)泵入甲醇儲(chǔ)罐V-101(15)；

步驟G，萃取精餾塔T-102(10)底部的塔釜液含有DMC和EG，經(jīng)過(guò)共沸精餾塔T-103(11)分離，共沸精餾塔T-103(11)塔頂餾出物DMC在經(jīng)過(guò)冷卻器H-103(12)冷卻至40℃，通過(guò)加壓泵P-103(13)泵出得到高純度DMC；

將共沸精餾塔T-103(11)塔底的EC-MEOH經(jīng)過(guò)冷卻器H-104(21)冷卻后經(jīng)過(guò)泵P-104(22)加壓后流入萃取精餾塔T-102(10)塔頂；

步驟H，離開(kāi)精餾塔T-101(8)的EC-EG混合物被輸送至精餾塔T-104(16)，在精餾塔T-104(16)中被分離為EG和EC，塔頂?shù)腅G通過(guò)冷卻器H-101(17)冷卻后通過(guò)加壓泵P-101(18)泵出，塔底的EC通過(guò)冷凝器H-102(19)冷凝后EC產(chǎn)物從泵P-102(20)處收集。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述二氧化碳捕集與碳酸二甲酯制備一體化工藝，其特征在于：所述碳酸乙烯酯EC反應(yīng)器(1)左側(cè)設(shè)有原料胺溶劑、EO和含有CO₂大氣的加入口，碳酸乙烯酯EC反應(yīng)器(1)底部設(shè)有液相出口與閃蒸罐V-001(2)的中部相連，閃蒸罐V-001(2)處理后的廢氣含有CO₂和EO從閃蒸罐V-001(2)上部氣體排出口排出，接著閃蒸罐V-001(2)下部的液相出口管線與T-100蒸餾塔(3)相連，T-100蒸餾塔(3)的輕組分即EO和CO₂廢氣從塔頂氣相口排出，塔釜液通過(guò)P-001加壓泵(4)加壓與甲醇儲(chǔ)罐V-101(15)中的甲醇混合沿著EC-MeOH儲(chǔ)罐V-100(5)的管線經(jīng)過(guò)冷卻器H-100(6)進(jìn)入碳酸二甲酯DMC合成反應(yīng)器(7)上側(cè)的入口，碳酸二甲酯DMC合成反應(yīng)器(7)下側(cè)經(jīng)過(guò)冷卻器H-100(6)與精餾塔T-101(8)左側(cè)物料口相連，精餾塔T-101(8)的塔底與精餾塔T-104(16)相連，精餾塔T-104(16)塔頂餾出物在經(jīng)過(guò)冷卻器H-101(17)和加壓泵P-101(18)得到EG副產(chǎn)品，精餾塔T-104(16)塔釜液相物料在經(jīng)過(guò)冷凝器H-102(19)和加壓泵P-102(20)得到EC副產(chǎn)品；精餾塔T-101(8)蒸餾的餾出物經(jīng)管線從左側(cè)流入萃取精餾塔T-102(10)，將萃取精餾塔T-102(10)塔頂?shù)腗eOH在工段開(kāi)始時(shí)再循環(huán)，通過(guò)泵P-105(14)加壓并與甲醇儲(chǔ)罐V-101(15)中的MeOH流混合，而萃取精餾塔T-102(10)塔底與共沸精餾塔T-103(11)相連，共沸精餾塔T-103(11)塔底的EC-MEOH物料經(jīng)過(guò)冷卻器H-104(21)冷卻和加壓泵P-104(22)加壓返回至萃取精餾塔T-102(10)的塔頂進(jìn)行循環(huán)精餾；共沸精餾塔T-103(11)塔頂產(chǎn)物經(jīng)過(guò)冷卻器H-103(12)和加壓泵P-103(13)得到DMC精品。