一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品的制備方法，特別是涉及一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳酸亞乙烯酯是一種重要的鋰離子電池電解液添加劑。氯代碳酸乙烯酯同三乙氨發(fā)生消去反應(yīng)可以生成碳酸亞乙烯酯；在此反應(yīng)過程中，生成的氯化氫會與大量存在的三乙胺反應(yīng)生成三乙胺鹽酸鹽，碳酸亞乙烯酯是一種活性強的酯類，高溫下會發(fā)生聚合反應(yīng)與脫氯化氫反應(yīng)生成的三乙胺鹽酸鹽混合形成一種難以分離的黑色粘稠狀物質(zhì)，使目的產(chǎn)物碳酸亞乙烯酯被粘稠狀物質(zhì)包圍，不利于后續(xù)分離較多獲得到高純度產(chǎn)物。為盡可能多地獲得高純度碳酸亞乙烯酯，人們向反應(yīng)體系中加入溶劑以使產(chǎn)物易于分離；加入阻聚劑以抑制產(chǎn)物發(fā)生聚合。
[0003]目前，氯代碳酸乙烯酯同三乙胺反應(yīng)制取碳酸甲乙烯酯的生產(chǎn)過程均為釜式滴加反應(yīng)間歇操作，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證，原料利用率不高。開發(fā)一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙稀醋的方法，提尚生廣效率，提尚廣品質(zhì)量，提尚原料利用率具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種以氯代碳酸乙烯酯和三乙胺為原料連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，該方法采用外設(shè)夾套內(nèi)設(shè)擾流元件的管式反應(yīng)器，傳質(zhì)傳熱效果好，反應(yīng)物料接觸充分，反應(yīng)速度快，產(chǎn)品質(zhì)量好；可使以氯代碳酸乙烯酯和三乙胺反應(yīng)生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的過程實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，包括以下生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法:
生產(chǎn)裝置包括:管式反應(yīng)器、固液分離裝置、分離塔、分凝器、冷凝器、設(shè)備間連接管線，顯示與控制儀表及附件；管式反應(yīng)器I為帶或不帶夾套的空管或在管內(nèi)連續(xù)或間斷設(shè)置對物料起擾動作用的動、靜態(tài)混合元件；
B.生產(chǎn)方法包括:a)原料氯代碳酸乙烯酯和三乙胺及阻聚劑按規(guī)定摩爾比連續(xù)進入管式反應(yīng)器，通過管式反應(yīng)器夾套傳遞熱量控制反應(yīng)器內(nèi)的軸向溫度分布，使反應(yīng)器的出口溫度低于三乙胺的沸點(管式反應(yīng)器出口物料中含有未轉(zhuǎn)化三乙胺時)或低于碳酸亞乙烯酯沸點溫度；b)出管式反應(yīng)器的反應(yīng)液進固液分離裝置，分離出固相后的反應(yīng)液進分離塔；c )分離塔塔頂餾出碳酸亞乙烯酯和三乙胺混合蒸汽，經(jīng)一次冷凝得碳酸亞乙烯酯，一部分作回流液，另一部分做產(chǎn)品；分離塔塔頂蒸汽二次冷凝得三乙胺返回系統(tǒng)再次參與反應(yīng)；d)分離塔塔釜液循環(huán)返回系統(tǒng)繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0006]所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，原料進料摩爾比優(yōu)選采用氯代碳酸乙烯酯過量，使管反應(yīng)器出口物料中無三乙胺，無原料三乙胺循環(huán)返回系統(tǒng)重新參與反應(yīng)的操作； 所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，分離出固相的反應(yīng)液優(yōu)選由分離塔塔釜進料，既優(yōu)選分離塔只有精餾段，不設(shè)提餾段；
所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，分離塔塔釜內(nèi)存液未轉(zhuǎn)化的氯代碳酸乙烯酯允許有一定比例的碳酸亞乙烯酯；
所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，固液分離裝置設(shè)置在分離塔前或后，或分離塔前后均設(shè)置固液分離裝置；
所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，管式反應(yīng)器和固液分離裝置間設(shè)置或不設(shè)置反應(yīng)液中間罐；固液分離裝置與分離塔間設(shè)置或不設(shè)置分離液中間罐；
所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，所用的固液分離裝置可為離心分離裝置、過濾分離裝置、沉降分離裝置并不限于這些裝置及這些裝置的組合；
所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，可采用雙塔操作從脫除固相的反應(yīng)液中分離出未轉(zhuǎn)化的原料三乙胺和反應(yīng)產(chǎn)物碳酸亞乙烯酯；
所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，可用不參與反應(yīng)的溶劑對一股原料進行預(yù)混合或?qū)晒稍贤瑫r進行預(yù)混合后連續(xù)進入管式反應(yīng)器；
本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.可使以氯代碳酸乙烯酯和三乙胺反應(yīng)生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的過程實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；
2.不追求原料的一次轉(zhuǎn)化率，未轉(zhuǎn)化原料返回系統(tǒng)再次參與反應(yīng)，操作彈性大；
3.采用外設(shè)夾套內(nèi)設(shè)擾流元件的管式反應(yīng)器，傳質(zhì)傳熱效果好，反應(yīng)物料接觸充分，反應(yīng)速度快，產(chǎn)品質(zhì)量好；
4.反應(yīng)物分離采用塔進料，只有精餾操作，無提餾操作可優(yōu)先保證塔頂產(chǎn)物的純度。
【附圖說明】
[0007]圖1為以氯代碳酸乙烯酯和三乙胺為原料連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的生產(chǎn)裝置簡圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0009]實施例1
連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯生產(chǎn)裝置包括:管式反應(yīng)器1、固液分離裝置2、分離塔3、分凝器4、冷凝器5、二級固液分離裝置6、設(shè)備間連接管線、控制儀表及附件；管式反應(yīng)器I直管段為市售靜態(tài)混合器，曲管段為空管。
[0010]連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯生產(chǎn)方法包括:原料氯代碳酸乙烯酯和三乙胺按理論摩爾比進入管式反應(yīng)器邊流動、邊混合、邊反應(yīng)、邊傳熱；出管式反應(yīng)器的物料進入固液分離裝置脫出生成的三乙胺鹽酸鹽，脫固后的液相由塔釜進入分離塔；塔頂餾出未反應(yīng)的三乙胺和反應(yīng)生成的碳酸亞乙烯酯混合蒸汽，按順序一次冷凝得碳酸亞乙烯酯，一部分作為分離塔塔頂回流，另一部分做為粗產(chǎn)品；二次冷凝得三乙胺返回系統(tǒng)再次參與反應(yīng)；分離塔塔釜液為未轉(zhuǎn)化的氯代碳酸乙烯酯和部分碳酸亞乙烯酯及少量三乙胺鹽酸鹽，返回系統(tǒng)再次參與反應(yīng)。
[0011]實施例2 實施例2與實施例1基本相同，不同之處在于預(yù)先在原料氯代碳酸乙烯酯(或三乙胺)中加入阻聚劑，然后與三乙胺(或氯代碳酸乙烯酯)匯合進入管式反應(yīng)器。
[0012]實施例3
實施例3與實施例1基本相同，不同之處在于一股原料在進入反應(yīng)器前先混入規(guī)定比例的溶劑，另一股原料在進入反應(yīng)器前預(yù)先混入阻聚劑，兩股原料進入反應(yīng)器反應(yīng)后經(jīng)固液分離裝置分離出固相后，增加溶劑回收操作，脫固和回收溶劑后的反應(yīng)液進入分離塔。
[0013]實施例4
實施例4與實施例1基本相同，不同之處在于管式反應(yīng)器直管段與曲管段內(nèi)均填充化工填料。
【主權(quán)項】
1.一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述方法包括生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法: A.生產(chǎn)裝置包括:管式反應(yīng)器(1)、固液分離裝置(2)、分離塔(3)、分凝器(4)、冷凝器(5)、二級固液分離裝置(6)、設(shè)備間連接管線、控制儀表及附件；管式反應(yīng)器(I)為帶或不帶夾套的空管或在管內(nèi)連續(xù)或間斷設(shè)置對物料起擾動作用的動、靜態(tài)擾動元件； B.生產(chǎn)方法包括:a)原料氯代碳酸乙烯酯和三乙胺及阻聚劑按規(guī)定摩爾比連續(xù)進入管式反應(yīng)器(I )，通過管式反應(yīng)器夾套傳遞熱量控制反應(yīng)器內(nèi)的軸向溫度分布，使反應(yīng)器的出口溫度低于三乙胺的沸點(管式反應(yīng)器(I)出口物料中含有未轉(zhuǎn)化三乙胺時)或低于碳酸亞乙烯酯沸點溫度；b)出管式反應(yīng)器(I)的反應(yīng)液進固液分離裝置(2)，分離出固相后的反應(yīng)液進分離塔(3);c)分離塔(3)塔頂餾出碳酸亞乙烯酯和三乙胺混合蒸汽，經(jīng)一次冷凝得碳酸亞乙烯酯，一部分作回流液，另一部分做產(chǎn)品；分離塔(3)塔頂蒸汽二次冷凝得三乙胺返回系統(tǒng)再次參與反應(yīng)；d)分離塔(3)塔釜液循環(huán)返回系統(tǒng)繼續(xù)參與反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述的原料進料摩爾比優(yōu)選采用氯代碳酸乙烯酯過量，使管反應(yīng)器(I)出口物料中無三乙胺，無原料三乙胺循環(huán)返回系統(tǒng)重新參與反應(yīng)的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述分離出固相的反應(yīng)液優(yōu)選由分離塔(3)塔釜進料，既優(yōu)選分離塔(3)只有精餾段，不設(shè)提餾段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述分離塔(3 )塔釜內(nèi)存液未轉(zhuǎn)化的氯代碳酸乙烯酯允許有一定比例的碳酸亞乙烯酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述固液分離裝置(2)設(shè)置在分離塔(3)前或后，或分離塔(3)前后均設(shè)置固液分離裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述管式反應(yīng)器(I)和固液分離裝置(2)間設(shè)置或不設(shè)置反應(yīng)液中間罐；固液分離裝置(2)與分離塔(3)間設(shè)置或不設(shè)置分離液中間罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述固液分離裝置為離心分離裝置、或過濾分離裝置、或沉降分離裝置，并不限于這些裝置及這些裝置的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述方法可采用雙塔操作從脫除固相的反應(yīng)液中分離出未轉(zhuǎn)化的原料三乙胺和反應(yīng)產(chǎn)物碳酸亞乙稀醋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，其特征在于，所述方法可采用不參與反應(yīng)的溶劑對一股原料進行預(yù)混合或?qū)晒稍贤瑫r進行預(yù)混合后連續(xù)進入管式反應(yīng)器(2)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)化生產(chǎn)碳酸亞乙烯酯的方法，包括生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法。生產(chǎn)裝置包括管式反應(yīng)器（1）、固液分離裝置（2）、分離塔（3）、分凝器（4）、冷凝器（5）、二級固液分離裝置（6）、設(shè)備間連接管線、顯示與控制儀表及附件；生產(chǎn)方法為原料一氯代碳酸乙烯酯和三乙胺按比例連續(xù)進入管式反應(yīng)器（1）；反應(yīng)液經(jīng)固液分離裝置（2）脫除生成的固相后進入分離塔（3）；塔頂餾出未反應(yīng)的三乙胺和反應(yīng)生成的碳酸亞乙烯酯混合汽體進分凝器（4）；一次冷凝得碳酸亞乙烯酯，一部分作為回流液返回分離塔（3），另一部分為產(chǎn)品；三乙胺進冷凝器（5）冷凝后循環(huán)返回系統(tǒng)再次參與反應(yīng)；分離塔（3）塔釜液循環(huán)返回系統(tǒng)再次參與反應(yīng)。
【IPC分類】C07D317-40
【公開號】CN104744423
【申請?zhí)枴緾N201510114056
【發(fā)明人】吳劍華
【申請人】沈陽化工大學(xué), 吳劍華
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月17日