阅读说明：本技术 一种含隔壁塔的能量耦合精制碳酸二甲酯的装置和工艺 (Device and process for refining dimethyl carbonate by energy coupling with partition wall tower ) 是由 聂明成 余海清 苗卉 于 2020-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含隔壁塔的能量耦合精制碳酸二甲酯的装置和工艺。该装置包括常压共沸塔系统、加压共沸塔系统和DMC精制塔系统。通过采用系统内能量耦合和隔壁塔的使用,该装置及方法可从合成气制乙二醇的副产物粗碳酸二甲酯中获得精制碳酸二甲酯产品,能够有效去除粗碳酸二甲酯中的轻、重组分,得到高纯碳酸二甲酯产品。与传统分离工艺相比,该装置及方法可以大大降低能耗、减少设备投资、降低操作成本和节省占地。(The invention discloses a device and a process for refining dimethyl carbonate by energy coupling of a partition wall-containing tower. The device comprises an atmospheric azeotropic tower system, a pressurized azeotropic tower system and a DMC refining tower system. By adopting energy coupling in the system and the use of a partition wall tower, the device and the method can obtain a refined dimethyl carbonate product from the byproduct crude dimethyl carbonate of the preparation of ethylene glycol from the synthesis gas, and can effectively remove light and heavy components in the crude dimethyl carbonate to obtain a high-purity dimethyl carbonate product. Compared with the traditional separation process, the device and the method can greatly reduce energy consumption, equipment investment, operation cost and occupied land.)

一种含隔壁塔的能量耦合精制碳酸二甲酯的装置和工艺

技术领域

本发明涉及一种含隔壁塔的能量耦合精制碳酸二甲酯的装置和工艺，具体地指一种利用含隔壁塔的能量耦合精馏系统精制含有甲醇、轻组分、重组分的粗碳酸二甲酯，并获得高纯度碳酸二甲酯产品的装置及工艺。

背景技术

目前国内使用的合成气制乙二醇技术中，都需要甲醇参与反应并生成一定量的副产碳酸二甲酯。在DMC工业化分离过程中，由于甲醇和DMC形成二元共沸物，采用普通的精馏方法很难做到，存在投资大、能耗高的缺点。

CN107400055A公开了“一种电池级碳酸二甲酯精馏提纯方法及设备”，提供了一种电池级碳酸二甲酯精馏提纯方法及设备，包括常压隔壁精馏塔、低压隔壁精馏塔等两台精馏塔。常压隔壁精馏塔和低压隔壁精馏塔之间热集成操作，常压隔壁精馏塔塔顶气相为低压隔壁精馏塔提供分离所需能量。该提纯方法采出碳酸二甲酯产品的低压隔壁精馏塔为高真空操作，塔顶温度很低(25～33℃)，需要消耗大量低温水做为冷凝介质，操作费用很高。

CN1271721A公开了一种加压分离甲醇和碳酸二甲酯共沸物的方法，其中包括加压精馏塔、常压精制塔等两台精馏塔，加压精馏塔和常压精制塔之间热集成操作，加压精馏塔塔顶气相为常压精制塔提供分离所需能量。该方法碳酸二甲酯的收率较低，并且加压精馏塔的操作压力已达1.8MPa，操作压力太高，操作温度高、设备安全级别较高、投资较高。

随着国内大型煤制乙二醇项目的迅速推进，所副产的碳酸二甲酯的提纯和综合利用越来越重要，寻找一种投资小、能耗低的分离技术已迫在眉睫。

隔壁精馏塔，也称隔板精馏塔，将传统的两个精馏塔集成在一个塔体内，并通过在塔内部设置垂直隔板，将原料在塔内分开精馏，避免了气液相流体的径向混合，减少了返混，提高了热力学效率。隔壁精馏塔能够降低了设备投资，节省了成本；与此同时与普通精馏塔相比，隔壁精馏塔可降低能耗及节省设备投资约40％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含隔壁塔的能量耦合精制碳酸二甲酯的装置和工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含隔壁塔的能量耦合精制碳酸二甲酯的装置和工艺，包括常压共沸塔、加压共沸塔和DMC精制塔，所述常压共沸塔中，含有甲醇、轻组分、重组分的粗碳酸二甲酯由塔体下部填料进入常压共沸塔，加压共沸塔塔顶产品由上部填料进入常压共沸塔，经精馏分离，甲醇由常压共沸塔底采出，轻组分由常压共沸塔顶采出，甲醇、碳酸二甲酯的共沸物由塔侧线采出，常压共沸塔系统的再沸器热量由加压共沸塔塔顶蒸汽冷凝提供；

所述加压共沸塔中，甲醇、碳酸二甲酯的共沸物由塔体中部填料进入加压共沸塔，DMC精制塔塔顶产品由中部填料进入加压共沸塔，经精馏分离，甲醇、碳酸二甲酯的共沸物由加压共沸塔顶采出，含微量甲醇的碳酸二甲酯由加压共沸塔底采出；

所述DMC精制塔中，DMC精制塔为隔板塔，含微量甲醇的碳酸二甲酯由中部进入DMC精制塔，经分离，高纯度碳酸二甲酯产品由DMC精制塔侧线采出，含有微量重组分的碳酸二甲酯由DMC精制塔釜采出，含微量甲醇碳酸二甲酯由DMC精制塔顶采出；

所述常压共沸塔理论板数为20~60块；加压共沸塔理论板数为20~80块；DMC精制塔理论板数为20~80块。

优选的，利用该装置精制含有甲醇、轻组分、重组分的粗碳酸二甲酯的方法，包括以下步骤：

1)将粗碳酸二甲酯通入常压共沸塔，经常压共沸塔分离，塔釜为产品甲醇，塔顶为轻组分，塔侧线为甲醇和碳酸二甲酯的共沸物；

2)将甲醇和碳酸二甲酯的共沸物通入加压共沸塔，经精馏分离，塔顶为甲醇和碳酸二甲酯的共沸物、塔釜为含微量甲醇的碳酸二甲酯；

3)将含微量甲醇的碳酸二甲酯通入DMC精制塔，经分离，塔侧线产品为高纯度碳酸二甲酯、塔釜为含重组分；

在精制过程中，常压共沸塔塔顶压力为80~300kPaA，加压共沸塔塔顶压力为600~1200kPaA，DMC精制塔塔顶压力为80~300kPaA。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：间壁塔能够起简化流程，降低投资的作用。由于采用间壁塔精制DMC，不需要将一部分物料进行反复蒸发和冷凝，而是直接将物料在塔内通过合理的控制，进行气液传质的同时进行能量交换，避免了采用传统精馏方法分离时需要先通过分离出含微量甲醇的碳酸二甲酯，再分离重组分的两塔工艺流程，即通过采用一座间壁塔实现了两塔合一的分离作用，简化了工艺流程。通过减少一座精馏塔、一套冷凝系统和相应的物料输送泵、一套再沸系统和相应的物料输送泵，起到了节省占地空间、降低设备成本、同时节省能量的作用。间壁塔在热力学上等效于一套热耦合精馏塔系统。使用隔壁塔避免了分离时碳酸二甲酯在塔内的返混导致的能量浪费，在保证分离效率的同时实现了节能的效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：T001常压共沸塔，T002加压共沸塔,T003 DMC精制塔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种含隔壁塔的能量耦合精制碳酸二甲酯的装置和工艺，包括常压共沸塔、加压共沸塔和DMC精制塔，所述常压共沸塔中，含有甲醇、轻组分、重组分的粗碳酸二甲酯由塔体下部填料进入常压共沸塔，加压共沸塔塔顶产品由上部填料进入常压共沸塔，经精馏分离，甲醇由常压共沸塔底采出，轻组分由常压共沸塔顶采出，甲醇、碳酸二甲酯的共沸物由塔侧线采出，常压共沸塔系统的再沸器热量由加压共沸塔塔顶蒸汽冷凝提供；

所述加压共沸塔中，甲醇、碳酸二甲酯的共沸物由塔体中部填料进入加压共沸塔，DMC精制塔塔顶产品由中部填料进入加压共沸塔，经精馏分离，甲醇、碳酸二甲酯的共沸物由加压共沸塔顶采出，含微量甲醇的碳酸二甲酯由加压共沸塔底采出；

所述DMC精制塔中，DMC精制塔为隔板塔，含微量甲醇的碳酸二甲酯由中部进入DMC精制塔，经分离，高纯度碳酸二甲酯产品由DMC精制塔侧线采出，含有微量重组分的碳酸二甲酯由DMC精制塔釜采出，含微量甲醇碳酸二甲酯由DMC精制塔顶采出。

含有甲醇、轻组分、重组分的粗碳酸二甲酯经通道001由塔体下部填料进入常压共沸塔T001，加压共沸塔T002塔顶甲醇、碳酸二甲酯共沸物（甲醇含量高）经通道007由上部填料进入常压共沸塔T001。经精馏分离，甲醇经通道003由常压共沸塔T001底采出，轻组分经通道002由常压共沸塔T001顶采出，甲醇、碳酸二甲酯共沸物（甲醇含量低）经通道006由塔侧线采出。常压共沸塔T001系统的再沸器热量由加压共沸塔T002塔顶蒸汽冷凝提供。

甲醇、碳酸二甲酯的共沸物（甲醇含量低）经通道006由塔体中部填料进入加压共沸塔T002，DMC精制塔T003塔顶含微量甲醇的碳酸二甲酯经通道009由中部填料进入加压共沸塔T002。经精馏分离，甲醇、碳酸二甲酯的共沸物（甲醇含量高）经通道007由加压共沸塔T002顶采出，含微量甲醇的碳酸二甲酯经通道008由加压共沸塔T002底采出。

含微量甲醇的碳酸二甲酯经通道008由中部进入DMC精制塔T003，经分离，高纯度碳酸二甲酯产品经通道009由DMC精制塔T003侧线采出，含有微量重组分的碳酸二甲酯经通道005由DMC精制塔T003釜采出，含微量甲醇碳酸二甲酯由DMC精制塔T003顶采出。

常压共沸塔T001理论板数为20~60块；加压共沸塔T002理论板数为20~80块；DMC精制塔T003理论板数为20~80块。

在精制过程中，常压共沸塔T001塔顶压力为80~300kPaA，加压共沸塔T002塔顶压力为600~1200kPaA，DMC精制塔T003塔顶压力为80~300kPaA。

上述方法中，常压共沸塔T001塔顶温度为40~60℃，加压共沸塔T002塔顶温度为100~150℃，DMC精制塔T003塔顶温度为90~120℃。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。