[發(fā)明專利]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?zhí)枺?/td>: 202310070576.4
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116478043A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸詩建;劉玲;康國俊;陳思銘;倪中海;曹景沛;閆新龍;朱佳媚;王瑞玉;郭振坤;奚弦;孫夢圓;楊菲;王培生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07C68/065
• 分類號: C07C68/065;C07C68/08;C07C69/96;C07D317/38
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

本申請公開了一種二氧化碳捕集與碳酸二甲酯制備一體化工藝，利用胺溶劑吸收大氣里的COsubgt;2/subgt;，將胺溶劑吸收的COsubgt;2/subgt;和環(huán)氧乙烷送至碳酸乙烯酯反應(yīng)器，經(jīng)過閃蒸罐V?001和T?100蒸餾塔；所得高純液體EC與MeOH加壓混合；冷卻并驅(qū)動至碳酸二甲酯合成反應(yīng)器，生成DMC和乙二醇，并供應(yīng)至精餾塔T?101，頂部餾出物是DMC、MeOH和EG而底部餾出物體是EC和EG的；頂部餾出物在萃取精餾塔T?102中分離；塔的頂部餾出物是MeOH，塔底餾出物由DMC、EG和MeOH的混合物組成；離開T?101的EC?EG混合物被輸送至精餾塔T?104，在塔T?104中被分離為EG和EC。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于CCUS技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳捕集與碳酸二甲酯制備一體化工藝。

背景技術(shù)

碳酸二甲酯(Dimethyl?Carbonate.簡稱DMC)是有機(jī)化學(xué)合成環(huán)境友好型有機(jī)物的中間體，對環(huán)境有利例如可替代劇毒的光氣進(jìn)行基化反應(yīng)。此外可作為甲基化試劑。一般甲基化試劑是硫酸二甲酯及鹵代甲烷等劇毒或致癌化學(xué)品。DMC作新型燃油添加劑發(fā)展前景越來越好，國內(nèi)外對DMC合成方法的研究開發(fā)尤為關(guān)注。

二氧化碳是一種主要的溫室氣體，每年二氧化碳的排放持續(xù)增加，導(dǎo)致全球性的氣候變暖，影響了人類的正常生產(chǎn)生活。目前大規(guī)模CO₂捕集過程中，主要是以有機(jī)胺或無機(jī)堿性溶液作為CO₂吸收劑，而CO₂最終以碳酸鹽或碳酸氫鹽的形式存在。吸收CO₂后的溶液需要經(jīng)過CO₂解析過程來實現(xiàn)CO₂的富集，然后再對富集后的CO₂進(jìn)行利用，而在CO₂解析過程中會有大量的能耗。

碳酸二甲酯(DMC)是一種具有廣泛用途的無毒的化工原料，由于碳酸二甲酯(DMC)具有獨特的分子結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行甲基化、羰基化、酯交換等多種化學(xué)反應(yīng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硫酸二甲酯、光氣等劇毒危險原料。此外，碳酸二甲酯還可以用作極性的有機(jī)溶劑及汽油添加劑。碳酸二甲酯的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有甲醇氧化羰基化法和酯交換法等，生產(chǎn)成本比較高，從而限制了碳酸二甲酯的大規(guī)模應(yīng)用。

利用二氧化碳合成DMC得到研究者的關(guān)注。這樣在合成綠色產(chǎn)品DMC的基礎(chǔ)上，還能有效緩解以二氧化碳為主的溫室氣體對地球造成的不利影響，具有化工、能源和環(huán)保多重意義。目前這方面研究方向主要集中于甲基化、酯交換和直接合成三種反應(yīng)路線。這樣一來就要涉及對大氣里的CO₂捕獲。CO₂捕獲化學(xué)吸收法是最為成熟的技術(shù)，已實現(xiàn)了示范應(yīng)用。目化學(xué)吸收法的溶劑主要是有機(jī)胺或無機(jī)堿性溶液，捕集的CO₂主要以碳酸鹽的形式存在。

目前大規(guī)模CO₂捕集過程中，主要是以有機(jī)胺或無機(jī)堿性溶液作為CO₂吸收劑，而CO₂最終以碳酸鹽或碳酸氫鹽的形式存在。吸收CO₂后的溶液需要經(jīng)過CO₂解析過程來實現(xiàn)CO₂的富集，然后再對富集后的CO₂進(jìn)行利用，而在CO₂解析過程中會有大量的能耗。

碳酸二甲酯的合成方法具體地講采用高純CO₂氣體和甲醇作為反應(yīng)原料，在較高溫度(90～150℃)和高壓力(4～12MPa)條件下，經(jīng)過錫氧烷二聚體的催化，最終合成了碳酸二甲酯。然而，該方法通過催化劑的革新，即采用了錫氧烷二聚體作為催化劑，獲得較高的碳酸二甲酯選擇性