试析酯交换法生产碳酸二甲酯的工艺研究

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1、天津大学硕士学位论文酯交换法生产碳酸二甲酯的工艺研究姓名：李生志申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马新宾;霍拥军20041201天津大学丁程硕士学位论文中文摘要碳酸二甲酯是重要的有机化工原料之一，是良好的甲基化剂、羰基化剂、羟甲基化荆及甲氧基化剂．具有十分活泼的化学特性，作为新型的燃油添加剂，在2l世纪具有广阔的应用前景。本文以锦西炼油化工总厂1万吨／年碳酸二甲酯生产工艺过程为研究对象，对酯交换法工艺技术进行了详细研究。酯交换法是用碳酸丙烯酯与甲醇进行酯交换反应合成碳酸二甲醅，其中用作酯交换的原料碳酸丙烯酯是用环氧丙烷与二氧化碳反应制取的

2、。酯交换是可逆反应，采用反应精馏可提高DMC的收率，反应精馏通过及时移走反应产物，使转化率缛到提高。加压分离是适合碳酸二甲酯共沸物分离的较佳工艺技术，加压精馏通过提高压力，改变共沸温度，进而改变共沸组成，达到分离目的。对装置的催化荆研究表明，装置选用的甲醇钠催化剂具有较强的催化活性，选择性高，但对原料的东分和二氧化碳很敏感。对反应动力学的研究表明，酯交换反应对碳酸丙烯酯为一级反应，甲醇浓度对反应速率影响较小，可忽略。，通过对装置主要操作参数的优化分析，得到较佳的条件为：(1)反应精馏塔的甲醇／碳酸丙烯酯的摩尔比为4／1，回流比为3．4，(2)；0

3、n压精馏塔的操作压力为O．64．0．66MPa，回流比为1．5-2．5，(3)甲醇回收塔的塔釜温度为140．155℃，《41甲醇精馏塔的回流比为1．5-2。5，(5)碳酸二甲酯间歇精馏塔的全回流流量为9500．10500kg／h，过渡段回流比为9-11，产品段回流比为1．5-2．5。这些均与实际生产相吻合。这些研究为改善现有的生产装置和操作状况，优化工艺条件，对该装置的进一步技术改造，降低生产成本具有重要的现实意义。关键词：酯交换；碳酸二甲酯：反应精馏：加压精馏墨堂盔兰三塑堡主兰篁笙塞ABSTRACTDimethylcarbonate(DMC)i

4、sOneofthemostimportantchemicalsinchemicalindustry．Itisamethylatingagent，carbonylatingagent，methoxylatingagemandmethylolatingagentwithactivechemicalproperties．Ithasbeingexpectedasnewfueladditiveinthenewcentury．Thetransesterificationprocesswasstudiedindelailbasedonthebackground

5、of10000t／aDMCproductionprocessintheJinXiPetroleumProcessing&ChemicalPlant．DimethylcarbonateissynthesizedthroughtransesterificationbetweenmethanolandpropylenecarbonatefPCI．PCcar,．beproducedfromliquidCO=andpropylendoxide．Transesterificationisreversiblereactionandreactiondistill

6、ationwasusedtOincreasetheyieldofDMC，reactiondistillationremovesreactproductionsintime，lnflkestheconversionrationofrawmaterialsimproved，PressurefractionationissuitableforseparatingdimethylcarbonatemadmethanolazeotropicmixtureByincreasingpressure，theazeotropictemperaturetochang

7、ed，whichhelpstopudtyDMCfromthemixturethatDMCandmethanolazeotrope，ThecatalystwasstudiedandtheresultshowsthatthecatalystCH30Nahasverygoodactivit)andhighselectivity，butverysensitivetOwaterandcarbondioxideinrawmaterialFromthekineticsofDMCsynthesisreaction，itWaSfoundthatthereactio

8、nrateisdependentuponPCconcentrationwithfirst—order，whiletobeindepend