不同萃取剂下碳酸二甲酯合成工艺的性能评价

刘玲娜 方涛 李健 焦玉荣

摘 要：通过化工流程模拟软件Aspen Plus对酯交换法合成碳酸二甲酯（DMC）流程中各塔的主要操作参数进行优化分析，得到该工艺的最佳操作条件。在此基础上，比较选用不同萃取剂苯胺和乙二醇时该工艺流程的热力学效率和CO2排放量。结果表明，苯胺为萃取剂时，DMC工艺流程的热力学效率明显提高、能耗降低，CO2排放量也大幅度降低。

关 键 词：碳酸二甲酯（DMC）;Aspen Plus;热力学效率;CO2排放量

中图分类号：TQ 028 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）06-1339-05

Performance Evaluation of the Process of Synthesizing Dimethyl

Carbonate With Different Extraction Agents

LIU Ling-na1， FANG Tao2， LI Jian1， JIAO Yu-rong1

（1. School of Chemistry and Chemical Engineering， Yulin University， Shaanxi Yulin 719000， China;

2. School of Chemical Engineering and Technology， Xian Jiaotong University， Shaanxi Xian 710049， China）

Abstract： By optimizing and analyzing parameters of the columns for synthesizing dimethyl carbonate （DMC） by using Aspen Plus software， the optimum operation parameters were obtained. On this basis， the thermodynamic efficiency and CO2 emission of the synthesis process were compared and analyzed when aniline and ethylene glycol were respectively used as extraction agent. The results show that， compared with ethylene glycol as the extraction agent， using aniline as the extraction agent can lead to higher thermodynamic efficiency of DMC process， meanwhile the energy consumption and CO2 emission reduce significantly.

Key words： Dimethyl carbonate （DMC）; Aspen Plus; Thermodynamic efficiency; CO2 emission

碳酸二甲酯（dimethyl carbonate， 簡称DMC）在常温下是一种无色、无毒以及有刺激气味的透明液体[1]。因其结构中含有甲基、甲氧基、羰基和甲氧基羰基等多种官能团是一种可降解的环保型基础化工原料，为当前研究的热点之一。绿色化工产品DMC的众多合成工艺中，酯交换法合成DMC工艺具有收率高、无毒性、无腐蚀，尤其是避免环氧乙烷水解生成乙二醇等优点，目前我国几乎全部采用该工艺生产DMC[2]。但是该过程的终产物是共沸温度为63.5℃的碳酸二甲酯-甲醇的共沸混合物，增加了分离难度。已报道的分离DMC-甲醇的方法主要有：渗透汽化膜分离法、低温结晶法、共沸精馏法、变压精馏法、萃取精馏法[3]，其中应用最广泛的是萃取精馏法。萃取剂的选择是萃取精馏分离的关键，文献中已报道的萃取剂有碳酸乙烯酯、苯胺、乙二醇等[4]。但文献中很少有对选择不同萃取剂时DMC工艺性能进行研究，本文作者以苯胺和乙二醇为萃取剂，应用化工模拟软件Aspen Plus模拟计算DMC酯交换工艺，分析其静态特性，并比较了采用不同萃取剂时该系统的热力学效率和二氧化碳排放量。……