生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法和装置。
【背景技术】
[0002]碳酸甲乙酯是近年来兴起的高附加值的化工产品，可以用于许多可充性电池，如金属锂电池;作为其非水电介质溶液的共溶剂，可以提高电池的性能，如提高其能量密度，增强放电能力，提高使用稳定性及安全性等;而且由于它同时拥有甲基和乙基，兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的特性，也是特种香料和中间体的溶剂，因此有着广阔的应用前景。
[0003]目前碳酸甲乙酯的合成方法主要有光气法、氧化羰化法和酯交换法:
[0004]光气法:先用光气与甲醇反应得到氯甲酸甲酯，然后再与乙醇反应合成碳酸甲乙酯。碳酸甲乙酯产率很高，但反应物使用了剧毒的光气，且生成对设备腐蚀严重的氯化氢，存在严重的环境污染问题，因此逐渐被淘汰。
[0005]氧化羰化法:在甲醇和乙醇混合溶液中，通入氧气、一氧化碳氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯。羰基氧化法虽然理论上可行，但在常压下很难实施且碳酸甲乙酯产率低，目前尚未实现工业化。
[0006]酯交换法:根据所用原料不同，酯交换法合成碳酸甲乙酯有3种途径。其中碳酸二甲酯与乙醇酯交换原料易得，生成物甲醇可作生产碳酸二甲酯的原料，尤其适合碳酸二甲酯厂家生产碳酸甲乙酯。与其他方法相比，该工艺原料及中间产物毒性小，反应过程无“三废”，设备投资小，工艺简单，产品纯度高。
[0007]中国专利CN1212305中介绍了一种氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯的工艺方法。该发明采用高活性的卤化铜盐或卤化亚铜盐与助催化的有机含氮化合物组成均相复合催化体系，此复合催化剂溶于甲醇和乙醇的反应液，通入氧气和一氧化碳，在复合催化剂的作用下，通过调节甲醇和乙醇的进料比直接氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯。但该方法生产的碳酸甲乙酯产率低，且反应时间较长，还需控制氧气和一氧化碳浓度，工业化较难。
[0008]中国专利CNl03664627中公开了一种合成碳酸甲乙酯的方法。主要过程为在催化剂作用下环氧乙烷和二氧化碳反应制备碳酸乙烯酯，在催化剂2作用下碳酸乙烯酯与甲醇酯交换反应制备碳酸二甲酯和乙二醇，在催化剂3作用下碳酸二甲酯与乙醇进行酯交换反应制备碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。该工艺过程相对复杂，经历多次反应才生成碳酸甲乙酯产品，且还会出现因环氧乙烷浓度高造成的自聚合，以及因反应速度过快，放热剧烈等现象。
[0009]中国专利CN102212010A中公开了一种酯交换法合成碳酸甲乙酯的方法，以碳酸二甲酯和碳酸二乙酯为原料，在催化剂存在下进行酯交换反应。该反应是可逆反应，平衡常数较低，反应较难进行，催化剂活性较低。
【发明内容】
[0010]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0011]为此，本发明的一个目的在于提出一种能够有效生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法。
[0012]本发明的另一目的在于提出一种能够有效生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的
目.0
[0013]根据本发明实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法，包括:使原料在催化剂的作用下进行反应，得到第一混合物和第二混合物，其中，所述原料为碳酸二甲酯和乙醇混合物，所述第一混合物含有碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯，所述第二混合物含有碳酸二甲酯和甲醇;对所述第一混合物进行分离，分别得到碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。
[0014]根据本发明实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法，可以使多组分一次性分离，生产效率高。
[0015]另外，根据本发明上述实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0016]根据本发明的一个示例，所述催化剂选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钠和乙醇钠中的一种。
[0017]根据本发明的一个示例，所述原料中的碳酸二甲酯和乙醇的质量比为(I?20):1。
[0018]根据本发明的一个示例，所述催化剂的用量为所述原料的总质量的0.1%?8%。
[0019]根据本发明的一个示例，所述方法还包括用萃取剂对所述第二混合物进行萃取和分离，分别得到碳酸二甲酯和甲醇。
[0020]根据本发明的一个示例，所述萃取剂选自邻二甲苯、乙酸丁酯、乙二醇或碳酸乙烯酯中的一种。
[0021]根据本发明的一个示例，在反应精馏塔内使原料在催化剂的作用下进行反应;在第一分隔壁精馏塔内对所述第一混合物进行分离;在第二分隔壁精馏塔内用萃取剂对所述第二混合物进行萃取和分离。
[0022]根据本发明的一个示例，所述反应精馏塔的塔板数为25?50，塔内压力为0.05MPa?0.3MPa，塔顶温度为50°C?80°C，塔底温度为80°C?150°C;所述第一分隔壁精馏塔的塔板数为50?110，塔内压力为0.05MPa?0.3MPa，塔顶温度为70°C?130°C，塔底温度为70°C?170°C ；所述第二分隔壁精馏塔的塔板数为60?105，塔内压力为0.05MPa?0.3MPa，塔顶温度为60°C?100°C，塔底温度为100°C?150°C。
[0023]根据本发明实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的装置，包括:反应精馏塔，所述反应精馏塔上具有原料进口和位于所述原料进口上面的催化剂进口，所述反应精馏塔的塔底具有第一出料口且所述反应精馏塔的塔顶具有第二出料口；第一分隔壁精馏塔，所述第一分隔壁精馏塔上具有与所述第一出料口相连且与第一初馏段连通的第一进料口、与第一侧线段连通的第三出料口、与第一公共精馏段连通的第四出料口以及与第一公共提馏段连通的第五出料口。
[0024]根据本发明实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法，可以使多组分一次性分离，有效的减少了设备投资及能耗。
[0025]根据本发明的一个示例，所述装置还包括第二分隔壁精馏塔，所述第二分隔壁精馏塔上具有与所述第二出料口相连且与第二初馏段连通的第二进料口、与第二侧线段连通的第六出料口、与第二公共精馏段连通的第七出料口以及与第二公共提馏段连通的第八出料口以及位于所述第二进料口上面的萃取剂进口。
[0026]根据本发明的一个示例，所述装置还包括:第一混合器、第一再沸器和第二再沸器，所述第一混合器的输出端与所述原料进口相连，所述第一再沸器的输入端与所述第四出料口相连，所述第一再沸器的第一输出端与所述第一公共精馏段连通，所述第一再沸器的第二输入端与所述第一混合器的第一输入端相连，所述第二再沸器的输入端与所述第六出料口相连，所述第二再沸器的第一输出端与所述第二侧线段连通，所述第二再沸器的第二输出端与所述第一混合器的第二输入端相连，所述第一混合器的第三输入端用于接收新鲜原料;第二混合器和第一冷凝器，所述第二混合器的第一输入端与所述第八出料口相连，所述第二混合器的第二输入端用于接收新鲜萃取剂，所述第二混合器的输出端与所述萃取剂进口相连，所述第一冷凝器的输入端与所述第八出料口相连且所述第一冷凝器的输出端与所述第二公共提馏段连通;第三再沸器，所述第三再沸器的输入端与所述第二出料口相连，所述第三再沸器的第一输出端与所述反应精馏塔的塔顶连通，所述第三再沸器的第二输出端与所述第二进料口相连;第四再沸器，所述第四再沸器的输入端与所述第七出料口相连，所述第四再沸器的两个输出端中的一个与所述第二公共提馏段连通;第二冷凝器，所述第二冷凝器的输入端与所述第一出料口相连，所述第二冷凝器的输出端与所述反应精馏塔的塔底连通;第三冷凝器，所述第三冷凝器的输入端与所述第五出料口相连，所述第三冷凝器的输出端与所述第一公共提馏段连通。
[0027]根据本发明的一个示例，所述第一分隔壁精馏塔的第一隔板设置成使所述第一初馏段的横截面积与所述第一侧线段的横截面积之比为(I?3): 1，所述第二分隔壁精馏塔的第二隔板设置成使所述第二初馏段的横截面积与所述第二侧线段的横截面积之比为(I?
3):lo
[0028]根据本发明的一个示例，所述反应精馏塔的塔板数为25?50，塔内压力为0.05MPa?0.3MPa，塔顶温度为50°C?80°C，塔底温度为80°C?150°C;所述第一分隔壁精馏塔的塔板数为50?110，塔内压力为0.05MPa?0.3MPa，塔顶温度为70°C?130°C，塔底温度为70°C?170°C ；所述第二分隔壁精馏塔的塔板数为60?105，塔内压力为0.05MPa?0.3MPa，塔顶温度为60°C?100°C，塔底温度为100°C?150°C。
[0029]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0030]图1是根据本发明一个实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法的流程示意图；
[0031]图2是根据本发明另一实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的方法的流程示意图；
[0032]图3是根据本发明一个实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的装置的示意图；
[0033]图4是根据本发明另一实施例的生产碳酸甲乙酯并联产碳酸二乙酯的装置的示意图；
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