酯交换法生产碳酸二甲酯工艺及研究.pdf

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
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、,作为新型的燃油添加剂,在世纪具有广阔的应用前景。本文以锦西炼油化工总厂蚨郑晏妓岫柞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。酯交换是可逆反应,采用反应精馏可提高氖章剩从笸ü笆币谱叻从Σ铮使转化率缛到提高。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:从笏的甲醇/碳酸丙烯酯的摩尔比为,回流比为,.,。,过渡段回流比为,┚胧导生产相吻合。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:加压精馏天津大学丁程硕士学位论文℃,《
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学位论文作者签名:毒峙豇导师签名:与事箕彦寸矗签字目期:办缈中年辉耲。同签字日期:≯州年同《口签字日期:‰口叶年墼口日学位论文版权使用授权书独创性声明表或撰写过的研究成果,也不包含为获得盘壅盘茎或其他教育机构的学位或本学位论文作者完全了解苤变杰鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权基建盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数掘库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌访学位论文作者签名:天津大学工程硕十学位论文,
随着垒世界环境保护意识的增强,“绿色产品”日益受到人们的青睐。碳酸二甲酯作为非毒性、“绿色”新型化工原料,己在国内外引起重视。碳酸二甲酯结构中含有甲基、甲氧基、羰基、甲氧基羰基,因而化学性质非常活泼,能与酚、醇、胺、肼、酯类化合物发生反应,生成许多具有特殊性质的化合物,是重要的有机合成中间体,可作为甲基化剂与羰基化剂替代剧毒、致癌的硫酸二甲酯及光气。除了用于生产聚碳酸酯、异氰酸酯、合成新型润滑油等,还是良好的溶剂及清洗剂,在涂料、医药、电池等领域也有广泛应用;此外,魑F吞砑蛹粒商岣咝镣橹担黾友鹾浚岣呷忌招剩档臀财污染。因而,目7⒀芯咳找媸艿饺嗣堑闹厥印目前工业化大规模生产碳酸二甲酯的方法主要有光气法、酯交换法、甲醇氧化羰基化法。此外,碳酸二甲酯的合成工艺还膏甲醇尿素法、二氧化碳甲醇法等,但目前仍处于实验室研究阶段。光气法由于对环境污染大阎鸩奖惶汰。甲醇氧化羰基化法对设备的安全和自动化控制要求比较高,反应过程中有酸性副产物产生。酯交换法可充分利用排放的二氧化碳,既变废为宝,又可减少温室效应,对设备的腐蚀小,是绿色的环境友好工艺。但其也要受副产物丙二醇市场的影响。由于现阶段碳酸二甲酯的市场容量较小,对碳酸二甲酯的生产方法进行研究,改善现有生产和操作状况,对工艺条件进行进一步优化,特别是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。本文以锦西炼油化工总厂蚨郑晏妓岫柞プ爸梦Q芯慷韵螅怎ソ换欢艺进行研究,装置利用二氧化碳放空气与环氧丙烷生成碳酸丙烯酯,再以甲醇和碳酸丙烯酯为原料,生成碳酸二甲酯并联产丙二醇。其反应机理是甲醇作为亲核剂进攻羰基上的碳生成碳酸二甲酯和丙二醇,由于联产丙二醇,可使生』“’成本降低。由于合成方法得到的粗产品为甲醇与碳酸二甲酯的共沸物,普通分离方法难以达到分离产品的要求,而碳酸二甲酯的分离直接影响着整个装置的经济效益,因此对碳酸二甲酯的分离方法进行了研究,探讨操作中各种参数对生产情况的影响是非常必要的。天津大学工程硕士学位论文削舌
概述第一章文献