一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于精細(xì)化工領(lǐng)域，涉及到一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，適用于尿素與1，2-丙二醇為原料，在催化劑作用下制取碳酸丙烯酯的連續(xù)自動化反應(yīng)生產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]碳酸丙烯酯是一種優(yōu)良的極性溶劑，主要用于高分子工業(yè)、氣體分離工藝及電化學(xué)；特別是用來吸收天然氣、合成氨原料氣中的二氧化碳，在鋰離子電池中采用碳酸丙烯酯作電解液可使石墨陽極得到保護(hù)，還可用作增塑劑、紡絲溶劑、烯烴和芳烴萃取劑等；在中國國內(nèi)碳酸丙烯酯主要用來作為生產(chǎn)綠色化學(xué)品碳酸二甲酯的原料。碳酸丙烯酯合成方法主要有光氣法、酯交換法、環(huán)氧丙烷與二氧化碳加成法及尿素醇解法。光氣法由于使用劇毒物質(zhì)，已逐漸被淘汰；甲醇氧化羥基化法對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；二氧化碳與環(huán)氧丙烷加成法為國內(nèi)主要生產(chǎn)方法，但原料環(huán)氧丙烷受石油行業(yè)的限制，且后續(xù)酯交換法生產(chǎn)碳酸二甲酯時副產(chǎn)1，2-丙二醇受市場行情的約束，發(fā)展受限。
[0003]尿素醇解法合成碳酸丙烯酯所用的原料尿素廉價易得，消耗生產(chǎn)碳酸二甲酯副產(chǎn)的1，2-丙二醇，解決1，2_丙二醇制約碳酸二甲酯發(fā)展問題，是具有競爭力的清潔非石油路線?，F(xiàn)尿素醇解法工藝大多采用釜式間歇反應(yīng)，反應(yīng)時間在2-7h，溫度在140°C -180°C,長時間高溫反應(yīng)使原料尿素在生產(chǎn)過程中容易分解，1，2-丙二醇發(fā)生聚合反應(yīng)，產(chǎn)生的氨氣不易及時移走，抑制反應(yīng)向正向進(jìn)行，副反應(yīng)多，碳酸丙烯酯選擇性差，收率低，反應(yīng)過程為間歇操作，不利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，解決現(xiàn)有尿素醇解法存在的諸多問題，主要是解決了現(xiàn)有技術(shù)不能連續(xù)化生產(chǎn)的問題，提高了碳酸丙烯酯的收率，提供了一種實現(xiàn)遠(yuǎn)程DCS控制的連續(xù)自動的反應(yīng)生產(chǎn)裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，其特征在于:包含有反應(yīng)混合釜、混合出料泵、出料閥門組、出料流量計、循環(huán)反應(yīng)器、抽氣風(fēng)機(jī)、反應(yīng)循環(huán)泵、循環(huán)換熱器、反應(yīng)出料泵、反應(yīng)器出料閥門組、循環(huán)換熱器加熱閥門組；反應(yīng)混合釜底部管線與出料泵進(jìn)口連接，出料泵出口與出料閥門組進(jìn)口連接，出料閥門組出口與出料流量計進(jìn)口連接，出料流量計出口與循環(huán)反應(yīng)器進(jìn)料口連接，循環(huán)反應(yīng)器頂部接管線連接至抽氣風(fēng)機(jī)，循環(huán)反應(yīng)器底部管線與反應(yīng)循環(huán)泵進(jìn)口連接，反應(yīng)循環(huán)泵出口與循環(huán)換熱器底部進(jìn)料管線連接，循環(huán)換熱器頂部管線連接至循環(huán)反應(yīng)器頂部回流管線進(jìn)口，循環(huán)換熱器熱源進(jìn)口與加熱閥門組連接，循環(huán)反應(yīng)器底部管線連接至反應(yīng)出料泵進(jìn)口，反應(yīng)出料泵出口連接至出料閥門組。
[0006]循環(huán)反應(yīng)器釜部以上至回流口以下位置為填料層；出料流量計與出料閥門組中氣動閥門設(shè)置遠(yuǎn)程DCS自動聯(lián)鎖控制，由出料閥門組中氣動閥門控制出料流量計流量；循環(huán)反應(yīng)器釜部設(shè)置液位計，液位計與反應(yīng)器出料閥門組中氣動閥門設(shè)置遠(yuǎn)程DCS自動聯(lián)鎖控制，由反應(yīng)器出料閥門組中氣動閥門自動調(diào)整液位穩(wěn)定；抽氣風(fēng)機(jī)使用變頻電機(jī)，通過調(diào)整變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速控制循環(huán)反應(yīng)器壓力為-l~_5Kpa ;循環(huán)換熱器頂部管線出口設(shè)置溫度計，溫度計與加熱閥門組中氣動閥門設(shè)置遠(yuǎn)程DCS自動聯(lián)鎖控制，由加熱閥門組中氣動閥門自動調(diào)節(jié)溫度計溫度在157~163°C。
[0007]已配制好催化劑溶液，尿素與1，2_丙二醇按照一定比例進(jìn)入到反應(yīng)混合釜混合均勻并升溫至150°C ;開啟出料泵降物料輸送至循環(huán)反應(yīng)器，通過DCS自動控制系統(tǒng)控制出料閥門組中氣動閥門自動調(diào)整出料流量計流量；物料進(jìn)入到循環(huán)反應(yīng)器，通過反應(yīng)循環(huán)泵將物料輸送至循環(huán)換熱器加熱后返回至循環(huán)反應(yīng)器頂部回流管線進(jìn)口，通過DCS自動控制系統(tǒng)控制加熱閥門組中氣動閥門自動調(diào)整溫度計溫度在157~163°C，循環(huán)加熱后物料進(jìn)入反應(yīng)器頂部回流口，進(jìn)過填料層后，反應(yīng)生成的氨氣大量解吸；開啟抽氣風(fēng)機(jī)，通過DCS自動控制系統(tǒng)控制變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整循環(huán)反應(yīng)器內(nèi)壓力在-l~_5Kpa，抽氣風(fēng)機(jī)抽出氨氣輸送至后續(xù)系統(tǒng)處理；循環(huán)反應(yīng)器內(nèi)液位達(dá)到工藝要求，開啟反應(yīng)出料泵，通過通過DCS自動控制系統(tǒng)控制反應(yīng)器出料閥門組中氣動閥門自動調(diào)整液位計液位穩(wěn)定，物料輸送至后續(xù)系統(tǒng)處理；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)料因工藝需求發(fā)生變化時，DCS自控系統(tǒng)自動進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到生產(chǎn)要求。
[0008]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0009](I)反應(yīng)微負(fù)壓，有利于氨氣及時移走，有利于正反應(yīng)進(jìn)行，且工藝條件易實現(xiàn)；
[0010](2)反應(yīng)連續(xù)化進(jìn)行，有利于生產(chǎn)操作及大規(guī)模生產(chǎn)時裝置放大；
[0011](3)裝置采用DCS自動控制，簡化了生產(chǎn)操作。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例，對本實用新型進(jìn)一步描述，以下實施例旨在說明本實用新型，而不是對本實用新型的限定。本實用新型一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置的實施例，其步驟是:包含有反應(yīng)混合釜(I)、混合出料泵(2 )、出料閥門組(3 )、出料流量計(4 )、循環(huán)反應(yīng)器(5)、抽氣風(fēng)機(jī)(6)、反應(yīng)循環(huán)泵(7)、循環(huán)換熱器(8)、反應(yīng)出料泵(9)、反應(yīng)器出料閥門組(10)、循環(huán)換熱器加熱閥門組(11);反應(yīng)混合釜(I)底部管線與出料泵(2)進(jìn)口連接，出料泵(2 )出口與出料閥門組(3 )進(jìn)口連接，出料閥門組(3 )出口與出料流量計(4 )進(jìn)口連接，出料流量計(4)出口與循環(huán)反應(yīng)器(5)進(jìn)料口連接，循環(huán)反應(yīng)器(5)頂部接管線連接至抽氣風(fēng)機(jī)(6 )，循環(huán)反應(yīng)器(5 )底部管線與反應(yīng)循環(huán)泵(7 )進(jìn)口連接，反應(yīng)循環(huán)泵(7 )出口與循環(huán)換熱器(8 )底部進(jìn)料管線連接，循環(huán)換熱器(8 )頂部管線連接至循環(huán)反應(yīng)器(5 )頂部回流管線進(jìn)口，循環(huán)換熱器(8)熱源進(jìn)口與加熱閥門組(11)連接，循環(huán)反應(yīng)器(5)底部管線連接至反應(yīng)出料泵(9)進(jìn)口，反應(yīng)出料泵(9)出口連接至出料閥門組(10);循環(huán)反應(yīng)器
(5)釜部以上至回流口以下位置為填料層。
[0014]當(dāng)工藝要求進(jìn)料由2000kg/h增加到2500kg/h，在DCS出設(shè)定出料流量計(4)所需流量為2500kg/h，出料閥門組(3)中氣動閥門自動調(diào)整開度，使流量達(dá)到要求；進(jìn)料物料發(fā)生變化，導(dǎo)致塔內(nèi)物料量增大，塔內(nèi)物料溫度發(fā)生變化，循環(huán)換熱器加熱閥門組(11)中氣動閥門自動調(diào)整，保證溫度計(12)溫度在157~163°C范圍內(nèi)；進(jìn)料物料增加，反應(yīng)生產(chǎn)氨氣量增大，循環(huán)反應(yīng)器(5)內(nèi)壓力發(fā)生改變，抽氣風(fēng)機(jī)(6)自動調(diào)整頻率，使反應(yīng)器內(nèi)壓力維持在-l~-5Kpa范圍內(nèi)；進(jìn)料物料增大，循環(huán)反應(yīng)器(5)內(nèi)物料增加，液位升高，反應(yīng)器出料閥門組(10)自動調(diào)整，保持液位計(13)液位穩(wěn)定。
[0015]上述實施例只是本實用新型一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置的一種實現(xiàn)形式，根據(jù)本實用新型提供的方案的其它變形，增加或減少其中的成份或步驟，或?qū)⒈緦嵱眯滦蛻?yīng)用于與本實用新型相近的技術(shù)領(lǐng)域，均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，其特征在于:包含有反應(yīng)混合釜(1)、混合出料泵(2)、出料閥門組(3)、出料流量計(4)、循環(huán)反應(yīng)器(5)、抽氣風(fēng)機(jī)(6)、反應(yīng)循環(huán)泵(7)、循環(huán)換熱器(8)、反應(yīng)出料泵(9)、反應(yīng)器出料閥門組(10)、循環(huán)換熱器加熱閥門組(11);反應(yīng)混合釜(I)底部管線與出料泵(2)進(jìn)口連接，出料泵(2)出口與出料閥門組(3)進(jìn)口連接，出料閥門組(3)出口與出料流量計(4)進(jìn)口連接，出料流量計(4)出口與循環(huán)反應(yīng)器(5 )進(jìn)料口連接，循環(huán)反應(yīng)器(5 )頂部接管線連接至抽氣風(fēng)機(jī)(6 )，循環(huán)反應(yīng)器(5 )底部管線與反應(yīng)循環(huán)泵(7 )進(jìn)口連接，反應(yīng)循環(huán)泵(7 )出口與循環(huán)換熱器(8 )底部進(jìn)料管線連接，循環(huán)換熱器(8)頂部管線連接至循環(huán)反應(yīng)器(5)頂部回流管線進(jìn)口，循環(huán)換熱器(8)熱源進(jìn)口與加熱閥門組(11)連接，循環(huán)反應(yīng)器(5)底部管線連接至反應(yīng)出料泵(9)進(jìn)口，反應(yīng)出料泵(9 )出口連接至反應(yīng)器出料閥門組(10 )。
2.如權(quán)利要求1所述一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，其特征是:循環(huán)反應(yīng)器(5)釜部以上至回流口以下位置為填料層。
3.如權(quán)利要求1所述一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，其特征是:出料流量計(4 )與出料閥門組(3 )中氣動閥門設(shè)置遠(yuǎn)程DCS自動聯(lián)鎖控制，由出料閥門組(3 )中氣動閥門控制出料流量計(4 )流量。
4.如權(quán)利要求1所述一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，其特征是:循環(huán)反應(yīng)器(5)釜部設(shè)置液位計(13)，液位計(13)與反應(yīng)器出料閥門組(10)中氣動閥門設(shè)置遠(yuǎn)程DCS自動聯(lián)鎖控制，由反應(yīng)器出料閥門組(10)中氣動閥門自動調(diào)整液位穩(wěn)定。
5.如權(quán)利要求1所述一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，其特征是:抽氣風(fēng)機(jī)(6)使用變頻電機(jī)，通過調(diào)整變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速控制循環(huán)反應(yīng)器(5)壓力為-l~-5Kpa。
6.如權(quán)利要求1所述一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，其特征是:循環(huán)換熱器(8)頂部管線出口設(shè)置溫度計(12)，溫度計(12)與加熱閥門組(11)中氣動閥門設(shè)置遠(yuǎn)程DCS自動聯(lián)鎖控制，由加熱閥門組(11)中氣動閥門自動調(diào)節(jié)溫度計溫度在157~163°C。
【專利摘要】一種尿素與丙二醇制取碳酸丙烯酯的反應(yīng)裝置，包含有反應(yīng)混合釜（1）、混合出料泵（2）、出料閥門組（3）、出料流量計（4）、循環(huán)反應(yīng)器（5）、抽氣風(fēng)機(jī)（6）、反應(yīng)循環(huán)泵（7）、循環(huán)換熱器（8）、反應(yīng)出料泵（9）、反應(yīng)器出料閥門組（10）、循環(huán)換熱器加熱閥門組（11）；循環(huán)反應(yīng)器（5）釜部以上至回流口以下位置為填料層；出料流量計（4）、抽氣風(fēng)機(jī)（6）、溫度計（12），液位計（13）均設(shè)置DCS遠(yuǎn)程自動控制。
【IPC分類】C07D317-36
【公開號】CN204474557
【申請?zhí)枴緾N201520096637
【發(fā)明人】屈強(qiáng)好, 趙建波, 王海波
【申請人】屈強(qiáng)好
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月11日