碳酸二甲酯的生产工艺

工艺简介：

碳酸二甲酯的生产工艺，目前世界上已达到工业化生产的方法有以下几种：光气甲醇法、光气醇钠法、甲醇液相氧化羰基化法、甲醇气相氧化羰基化法和酯交换法。国外DMC主要生产工艺为光气法和甲醇氧化羰基法；我国DMC生产路线已由光气法和酯交换法并存，逐渐发展为以酯交换法为主。我国酯交换法又分为3种，其中碳酸丙烯酯（PC）与甲醇酯交换法反应分两步进行：先由二氧化碳与环氧丙烷生成碳酸丙烯酯，然后碳酸丙烯酯与甲醇经过酯交换生成DMC和丙二醇，该技术最初由华东理工大学研究，其技术核心是采用耦合技术（催化反应精馏和恒沸精馏）。酯交换法工艺具有流程简单、常压操作、投资费用较低、产品收率高、产品质量稳定的优点，同时生产安全稳定，无“三废”产生。

本项目拟采用碳酸丙烯酯（PC）与甲醇酯交换法生产碳酸二甲酯的工艺技术，以液体二氧化碳、环氧丙烷和甲醇为原料生产碳酸二甲酯，并联产1，2-丙二醇。

3.3.1碳酸丙烯酯的生产工艺流程及产污环节

3.3.1.1化学反应过程

二氧化碳与环氧丙烷在加压催化作用下合成碳酸丙烯酯。

C3H6 O + CO2 C4H6 O3

3.3.1.2工艺流程简述

液体二氧化碳经加热器汽化并加热后与原料环氧丙烷及催化家A（南开大学最新研制的新型催化剂）按一定比例进入第一反应器进行反应，反应第二阶段在第二反应器中完成，反应热由冷排移走。从第二反应器出来的粗品碳酸丙烯酯冷却后进入粗品罐，粗品靠真空进入刮膜蒸发器进行提纯，蒸发器底部回收液（去配催化剂）循环使用，顶部蒸汽冷凝后即为成品，碳酸丙烯酯成品由成品泵送至丙碳贮罐。第一反应器和粗酯罐定期排空，排空气体（G1）主要成分为CO2，还含有少量的环氧丙烷；尾气通过15m排气筒排出。蒸馏系统定期排出釜残（S1）（1年2次），釜残主要成分为催化剂A及碳酸丙烯酯；送往锅炉房焚烧，燃烧产生CO2和H2O。

3.3.1.3生产工艺流程图及产污环节图

生产工艺流程图及产污环节见图3-2。

3.3.2碳酸二甲酯的生产工艺流程及产污环节

3.3．2.2化学反应过程

甲醇、碳酸丙烯酯在加热催化下反应生成碳酸二甲酯及1，2丙二醇。

2CH3OH + C4H6 O3 C3H8O2 + C3H6O3

3.3.2.2工艺流程简述

原料甲醇、碳酸丙烯酯和催化剂B（含甲醇钠的甲醇溶液）按一定比例混合计量后，进入反应精馏塔（T1）中进行反应。反应精馏塔下段为提馏段，中间段为反应段，上段为精馏段。T1塔顶馏份为碳酸二甲酯和甲醇共沸物，经冷凝器冷凝后，部分回流至反应精馏塔塔顶，另一部分送至加压精馏塔（T4），在一定条件下进行精馏，T4塔釜为碳酸二甲酯粗品，再经碳酸二甲酯精馏塔（T6）精馏后，塔顶得产品纯度为99.5%的碳酸二甲酯产品；加压精馏塔(T4)塔顶主要为甲醇和碳酸二甲酯共沸物，经冷凝后进入精馏塔（T3）进行精馏，塔釜馏份部分加热后回流至加压精馏塔(T4) 塔釜，另一部分送至精馏塔（T6）。T3塔顶馏份为碳酸二甲酯和甲醇的共沸物，冷凝后送部分回流至精馏塔（T3）塔顶，另一部分送至精馏塔（T4），塔釜馏份甲醇一部分去精馏塔（T1），另一部分加热后回流至精馏塔（T3）塔釜。

反应精馏塔(T1)塔釜馏份丙二醇、甲醇，部分加热后回流至反应精馏塔塔釜，另一部分经泵送至甲醇回收塔(T2)。回收塔(T2)塔顶馏份冷凝后回到反应精馏塔(T1)塔釜，T2塔釜馏份部分加热后回流至回收塔(T2) 塔釜，另一部分经泵送至丙二醇精馏塔(T5)，进一步提纯1，2-丙二醇，副产品1，2-丙二醇送至罐区。

回收塔T2和常压精馏塔T3冷凝尾气(G2、G3)，主要成分为甲醇；DMC精馏塔T6冷凝尾气（G4），主要成分为DMC；尾气通过15m排气筒排出；丙二醇精馏塔T5釜残（S2）（间歇）主要成分为催化剂B及1，2丙二醇，收集后外售