一種尿素與丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反應裝置製造方法

2023-12-02 06:41:41

一種尿素與丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反應裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型尿素與丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反應裝置，包括進料系統、反應精餾塔、循環泵、再沸器、冷凝器及真空系統。尿素、丙或乙二醇和固體金屬氧化物催化劑混合溶解後用漿料泵連續加到反應精餾塔的塔釜，反應精餾塔塔釜的物料用漿料泵強制循環至再沸器進行加熱後，從反應精餾塔的上部進入塔內。由於填料或塔板提供了較大的氣液傳質比表面積，反應中產生的氨得以迅速地從液體中揮發而出，與部分汽化的丙或乙二醇一起進入到塔頂的冷凝器中，經過冷凝器後，丙或乙二醇冷凝下來成為液體，通過回流管回到反應精餾塔的塔釜。本裝置具有投資低、能耗低、尿素轉化率高(可達99％以上)、碳酸丙或乙烯酯收率高(可達92％以上)等優點，可以連續高效地製取碳酸丙或乙烯酯。
【專利說明】一種尿素與丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反應裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種化工生產裝置，具體涉及到一種用尿素與丙二醇或乙二醇合成碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯的反應裝置。包括進料系統、反應精餾塔、循環泵、再沸器、冷凝器及真空系統。
【背景技術】
[0002]專利CN1421431A公開了用固體鹼作為催化劑，催化丙二醇與尿素的反應，在真空或通氮氣的條件下合成碳酸丙烯酯。CN1298696C公開了尿素與乙二醇或丙二醇在複合金屬氧化物作用下，在O?0.5MPa或通氮氣條件下,合成碳酸乙或丙烯酯的方法。這些專利僅停留在實驗室階段，並沒有實現工業化生產。ZL200520129833.4公開了一種尿素與丙二醇合成碳酸丙烯酯的生產裝置，採用常規的夾套攪拌釜和冷凝器組合的方式進行。但是，由於尿素和丙二醇的反應溫度較高，通常需要160?180°C，如果採用蒸汽加熱的方式，則夾套的設計壓力需1.6MPa左右，夾套攪拌釜的製造成本較高；如果採用導熱油加熱方式，則因夾套換熱面積較小，傳熱速率慢，限制了攪拌釜的生產能力。同時，因為尿素與丙二醇的反應是在固體催化劑下進行，反應過程中有氨產生，是一個典型的氣液固三相過程。反應過程中氨氣的及時排出對提高尿素轉化率和產品碳酸丙烯酯的選擇性至關重要。顯然，攪拌釜由於氣液傳質面積小，產生的氨不能及時排出，影響了反應速度。因此，ZL200520129833.4公開的反應裝置只能用於間歇生產過程，一釜一釜的進行，難以實現連續生產。
[0003]因此，現有技術中，尚沒有看到一種反應裝置能使尿素與丙或乙二醇之間的反應能穩定、連續地製備碳酸丙或乙烯酯。

【發明內容】

[0004]本實用新型目的在於，克服現有技術存在的缺陷，提出一種能以尿素、丙或乙二醇為原料進行穩定、高收率、連續地製備碳酸丙或乙烯酯的反應裝置。
[0005]發明人經過深入研究發現，尿素與丙或乙二醇在催化劑金屬氧化物作用下反應時，反應是分步進行的，以尿素與丙二醇反應為例(尿素與乙二醇的反應類似)，反應方程式如⑴?⑶式所示:
[0006]
【權利要求】
1.尿素與丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反應裝置，其特徵在於:包括混合溶解釜(I)、進料泵(2)、反應精餾塔(3)、循環泵(4)、再沸器(5)和冷凝器(6)； 所述混合溶解釜(I)的上部設有原料和催化劑的加入口，底部設有液相出口 ； 所述的進料泵(2)的入口管線與所述的混合溶解釜(I)的底部液相出口相連接，進料泵(2)的出口管線與所述的反應精餾塔(3)的中部反應原料入口相連接； 所述反應精餾塔(3)的中部設有反應原料入口和冷凝器(6)的冷凝液回流口，反應精餾塔(3)的上部設有循環液入口，並與再沸器(5)相連接，反應精餾塔(3)的頂部設有氣相出口，並與冷凝器(6)連接，反應精餾塔(3)的底部設有液相出口 ； 所述的循環泵(4)的入口通過管線與所述的反應精餾塔(3)的底部液相出口相連接，循環泵(4)的出口分別與再沸器(5)的液相入口及後續流程相連接； 所述的冷凝器出)的右上部設有氣相出口與真空泵相連接。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的尿素與丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反應裝置中，反應精餾塔(3)是由一板式塔或填料塔，或者是塔板與填料的組合構成。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的尿素與丙或乙二醇合成碳酸丙或乙烯酯的反應裝置中，反應精餾塔(3)中的理論板數為5?25塊。
【文檔編號】C07D317/36GK203782064SQ201320474921
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年8月1日 優先權日:2013年8月1日
【發明者】方雲進, 曹廣安, 杜偉超, 王元, 徐瑞峰, 宋振玖, 孟慶順, 劉瓊, 吳飛宏, 邵長安 申請人:江蘇晉煤恆盛化工股份有限公司, 華東理工大學