TWI642660B - 碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造方法與製造裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造方法與製造裝置。碳酸丙烯酯的製造方法包括下列步驟。使尿素與過量的丙二醇分別進入蒸餾系統的第一部分，以使尿素與丙二醇在第一部分中進行反應與分離而形成包括氨氣的第一產物與包括丙二醇及碳酸丙烯酯的第二產物。使第二產物進入蒸餾系統的第二部分，以使第二產物分離而形成包括丙二醇的第三產物與包括碳酸丙烯酯的第四產物。第一部分與第二部分為互相連接的兩個蒸餾塔。

Description

碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造方法與製造裝置

本發明是有關於一種碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造方法與製造裝置，且特別是有關於一種以尿素間接醇解法製造碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的方法與裝置。

碳酸二甲酯（dimethyl carbonate；DMC）是一種低毒性、低污染、對環境友好的基礎化工原料。碳酸二甲酯可進行羰基化、甲基化、甲酯化以及酯交換等反應，而生成許多重要的化工產品。另一方面，以碳酸二甲酯為原料可以開發與製備多種高附加價值的精密化學品，而在醫藥、農業、染料、潤滑油添加劑、食品增香劑與電子化學品等領域獲得廣泛的應用。如此一來，如何以低製造成本以及高轉化率的方法及裝置製造碳酸二甲酯成為本領域重要的課題之一。

本發明提供一種碳酸丙烯酯的製造方法與一種碳酸丙烯酯的製造裝置，具有較高的產物轉化率與較低的製造成本。

本發明提供一種碳酸二甲酯的製造方法與一種碳酸二甲酯的製造裝置，具有較高的產物轉化率與較低的製造成本。

本發明的碳酸丙烯酯的製造方法包括下列步驟。使尿素與過量丙二醇分別進入蒸餾系統的第一部分，以使尿素與丙二醇在第一部分中進行反應與分離而形成包括氨氣的第一產物與包括丙二醇及碳酸丙烯酯的第二產物。使第二產物進入蒸餾系統的第二部分，以使第二產物分離而形成包括丙二醇的第三產物與包括碳酸丙烯酯的第四產物。第一部分與第二部分為互相連接的兩個蒸餾塔。

在本發明的一實施例中，上述的第一部分為第一反應蒸餾塔且第二部分為第一蒸餾塔。第一產物以及第二產物分別為反應蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物。第三產物與第四產物分別為第一蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物。

在本發明的一實施例中，上述的碳酸丙烯酯的製造方法更包括使第一反應蒸餾塔的塔底液體與第一蒸餾塔的塔頂氣體在第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至第一反應蒸餾塔的塔底與第一蒸餾塔的塔頂。

在本發明的一實施例中，上述的第一蒸餾塔可包括上段塔、下段塔以及氣體壓縮裝置，以使下段塔的塔頂氣體進入氣體壓縮裝置以產生壓縮產物，且使壓縮產物進入上段塔而產生上段塔的塔頂產物。上段塔的塔頂產物即為第一蒸餾塔的塔頂產物。

在本發明的一實施例中，上述的第一反應蒸餾塔的塔底液體與上述的上段塔的塔頂氣體可在第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至第一反應蒸餾塔的塔底與第一蒸餾塔的上段塔的塔頂。

在本發明的一實施例中，上述的上段塔的塔頂中的部分氣體與上述的下段塔的塔底液體在第二熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至上段塔的塔頂與下段塔的塔底。

本發明的碳酸二甲酯的製造方法包括下列步驟。使過量甲醇以及上述的第四產物進入第二反應蒸餾塔，以使甲醇與第四產物中的碳酸丙烯酯在第二反應蒸餾塔中進行反應與分離，而在第二反應蒸餾塔的頂部形成包括甲醇與碳酸二甲酯的第五產物。使第五產物以及萃取劑進入第二蒸餾塔，以在第二蒸餾塔的頂部與底部分別形成包括甲醇的第六產物與包括碳酸二甲酯的第七產物。

在本發明的一實施例中，上述的第七產物更包括萃取劑，且碳酸二甲酯的製造方法更包括使第七產物進入第三蒸餾塔，以使第七產物中的碳酸二甲酯與萃取劑在第三蒸餾塔中分離而形成包括碳酸二甲酯的第八產物與包括萃取劑的第九產物。

本發明的碳酸丙烯酯的製造裝置包括蒸餾系統。蒸餾系統具有第一部分與第二部分。第一部分與第二部分為互相連接的兩個蒸餾塔。尿素與過量丙二醇在第一部分中進行反應與分離而形成包括氨氣的第一產物以及包括丙二醇與碳酸丙烯酯的第二產物。第二產物中的丙二醇與碳酸丙烯酯進入第二部分而分離以形成包括丙二醇的第三產物以及包括碳酸丙烯酯的第四產物。

在本發明的一實施例中，上述的第一部分為第一反應蒸餾塔且第二部分為第一蒸餾塔。第一產物以及第二產物分別為反應蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物。第三產物與第四產物分別為第一蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物。

在本發明的一實施例中，上述的碳酸丙烯酯的製造裝置更包括第一熱交換裝置。第一熱交換裝置連接於第一反應蒸餾塔與第一蒸餾塔之間，以使第一反應蒸餾塔的塔底液體與第一蒸餾塔的塔頂氣體在第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至第一反應蒸餾塔的塔底與第一蒸餾塔的塔頂。

在本發明的一實施例中，上述的第一蒸餾塔可包括上段塔、下段塔以及氣體壓縮裝置。氣體壓縮裝置連接於上段塔與下段塔之間，以使下段塔的塔頂氣體進入氣體壓縮裝置以產生壓縮產物，且使壓縮產物進入上段塔的塔底而產生上段塔的塔頂產物。上段塔的塔頂產物即為第一蒸餾塔的塔頂產物。

在本發明的一實施例中，上述的第一反應蒸餾塔的塔底液體與上述的上段塔的塔頂氣體可在第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至第一反應蒸餾塔的塔底與第一蒸餾塔的上段塔的塔頂。

在本發明的一實施例中，上述的碳酸丙烯酯的製造裝置更可包括第二熱交換裝置。上段塔的塔頂中的部分氣體與下段塔的塔底液體在第二熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至上段塔的塔頂與下段塔的塔底。

本發明的碳酸二甲酯的製造裝置包括上述的蒸餾系統、第二反應蒸餾塔以及第二蒸餾塔。甲醇以及上述的第四產物中的碳酸丙烯酯在第二反應蒸餾塔中進行反應與分離，而在第二反應蒸餾塔的頂部形成包括甲醇與碳酸二甲酯的第五產物。第五產物與萃取劑在第二蒸餾塔中分離而形成包括甲醇的第六產物以及包括碳酸二甲酯的第七產物。

在本發明的一實施例中，上述的第七產物更包括所述萃取劑，且碳酸二甲酯的製造裝置更包括第三蒸餾塔。第七產物中的碳酸二甲酯與萃取劑在第三蒸餾塔中分離而形成包括碳酸二甲酯的第八產物與包括所述萃取劑的第九產物。

基於上述，尿素與過量丙二醇分別進入碳酸丙烯酯的製造裝置的蒸餾系統，以進行反應而產生碳酸丙烯酯。除此之外，丙二醇與作為產物的碳酸丙烯酯更可在蒸餾系統中分離。因此，可提高作為產物的碳酸丙烯酯的純度，且可提高碳酸丙烯酯的轉化率。如此一來，以較高純度的碳酸丙烯酯作為反應物來製造碳酸二甲酯的方法及裝置亦可具有較高的產物轉化率。

在一些實施例中，碳酸丙烯酯的蒸餾系統可包括兩個相互連接的第一反應蒸餾塔與第一蒸餾塔。此外，可藉由設置連接於第一反應蒸餾塔與第一蒸餾塔之間的第一熱交換裝置，而可利用第一蒸餾塔的塔頂的熱能來加熱第一反應蒸餾塔的塔底，故可降第一反應蒸餾塔所需的能耗。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A是依照本發明第一實施例的一種碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造方法的流程圖。圖1B是依照本發明第一實施例的一種碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造裝置的示意圖。

碳酸二甲酯的製造方法包括先製造碳酸丙烯酯，且接著以此碳酸丙烯酯製造碳酸二甲酯。換言之，碳酸二甲酯的製造方法包括碳酸丙烯酯的製造方法。相似地，碳酸二甲酯的製造裝置包括碳酸丙烯酯的製造裝置。

本實施例的碳酸丙烯酯的製造方法是藉由如圖1B所示的碳酸丙烯酯的製造裝置10進行下列步驟S100至步驟S104。

請參照圖1A與圖1B，進行步驟S100，使二氧化碳與氨氣在反應系統100中進行反應以產生尿素。除此之外，二氧化碳與氨氣的反應產物更可包括水。產物的水可由出口101排出。

進行步驟S102，使尿素與過量丙二醇分別進入蒸餾系統102的第一部分102a。蒸餾系統102包括第一部分102a與第二部分102b。在一些實施例中，蒸餾系統102的第一部分102a與第二部分102b分別為第一反應蒸餾塔104與第一蒸餾塔114。第一反應蒸餾塔104與第一蒸餾塔114互相連接。第一反應蒸餾塔104中（例如是圖1B所示的第一反應蒸餾塔104中的斜線區域）可設置有觸媒。舉例而言，觸媒的材料可包括氯化鋅、氧化鋅、氧化鎂、氧化鉛、氧化鈣等金屬氧化物。尿素與丙二醇在第一部分102a（亦即第一反應蒸餾塔104）中進行反應與分離而形成包括氨氣的第一產物與包括丙二醇及碳酸丙烯酯的第二產物。第一產物可為第一反應蒸餾塔104的塔頂產物，且可自第一反應蒸餾塔104的塔頂流至部分冷凝器（partial condenser）106。氨氣可由部份冷凝器106回流至反應系統100中，以循環利用。微量丙二醇與碳酸丙烯酯經部份冷凝器106冷凝成液體後儲存於回流槽108中，且可回流至第一反應蒸餾塔104。第二產物可為第一反應蒸餾塔104的塔底產物，且可進入再沸器110。第二產物於再沸器110中加熱後，可部分回流至第一反應蒸餾塔104中。

進行步驟S104，使部分的第二產物進入蒸餾系統102的第二部分102b。第二產物在第二部分102b（亦即第一蒸餾塔114）中進行分離而形成包括丙二醇的第三產物與包括碳酸丙烯酯的第四產物。在一些實施例中，第三產物為第一蒸餾塔114的塔頂產物，且可自第一蒸餾塔114的塔頂流至冷凝器116。第三產物在冷凝器116中冷凝後可儲存於回流槽118中。回流槽118中冷凝的第三產物可回流至第一蒸餾塔114，且可回流至第一反應蒸餾塔104中，以循環利用。在一些實施例中，部分來自回流槽118的丙二醇可與反應系統100產生的尿素經由相同的進料口進料至第一反應蒸餾塔104，且另一部分的來自回流槽118的丙二醇可經由另一進料口進料至第一反應蒸餾塔104。第四產物為第一蒸餾塔114的塔底產物，且可進入再沸器120。第四產物於再沸器120中加熱後，一部分的第四產物可回流至第一蒸餾塔114中。此外，另一部分的第四產物中的碳酸丙烯酯可作為本實施例的碳酸丙烯酯的製造方法的產物。

丙二醇與碳酸丙烯酯在低壓力（例如是壓力小於0.12 atm）的環境下容易產生共沸物，而難以將兩者分離。因此，在一些實施例中，可提高第一蒸餾塔114的壓力以避免丙二醇與碳酸丙烯酯在第一蒸餾塔114的塔頂形成共沸物。

本實施例的碳酸二甲酯的製造方法包括上述的步驟S100至步驟S104，且更包括以步驟S104所得到的第四產物接著進行如下所述的步驟S106至步驟S110。

進行步驟S106，使過量甲醇以及部分的第四產物進入第二反應蒸餾塔124。第二反應蒸餾塔124中（例如是圖1B所示的第二反應蒸餾塔124中的斜線區域）可設置有觸媒。舉例而言，觸媒的材料可包括甲醇鈉（odium methoxide）或有機非離子超强鹼（proazaphosphatrane）等。甲醇與第四產物中的碳酸丙烯酯在第二反應蒸餾塔124中進行反應與分離，而在第二反應蒸餾塔124的頂部形成包括甲醇與碳酸二甲酯的第五產物。第五產物可自第二反應蒸餾塔124的頂部流至冷凝器126。第五產物在冷凝器126中冷凝後可儲存於回流槽128中。回流槽128中冷凝的甲醇與碳酸二甲酯可部分回流至第二反應蒸餾塔124。在一些實施例中，第四產物更可包括少量的丙二醇。如此一來，第四產物中的丙二醇可在第二反應蒸餾塔124的底部形成塔底產物，且可進入再沸器130。一部分的第二反應蒸餾塔124的塔底產物於再沸器130中加熱後，可回流至第二反應蒸餾塔124。此外，另一部分的第二反應蒸餾塔124的塔底產物可回流至第一反應蒸餾塔104中，以循環利用。

進行步驟S108，使部分的第五產物以及萃取劑進入第二蒸餾塔134。第五產物中的甲醇與碳酸二甲酯可形成共沸物。萃取劑可經應用以改變甲醇與碳酸二甲酯的相對揮發度，亦即可分離第五產物中的甲醇與碳酸二甲酯。舉例而言，萃取劑可包括苯酚、苯胺、乙二醇單***或4-甲基-2-戊酮等。如此一來，第五產物可在第二蒸餾塔134中分離而形成包括甲醇的第六產物以及包括碳酸二甲酯的第七產物。第六產物可為第二蒸餾塔134的塔頂產物，且可自第二蒸餾塔134的頂部流至冷凝器136。第六產物在冷凝器136中冷凝後可儲存於回流槽138。回流槽138中冷凝的甲醇可部分回流至第二蒸餾塔134，且可部分回流至第二反應蒸餾塔124以循環利用。第七產物可為第二蒸餾塔134的塔底產物，且可進入再沸器140。第七產物於再沸器140中加熱後，可部分回流至第二蒸餾塔134中。

可進行步驟S110，使第七產物進入第三蒸餾塔144。在一些實施例中，第七產物更可包括萃取劑。第七產物中的碳酸二甲酯與萃取劑可在第三蒸餾塔144中分離而形成包括碳酸二甲指的第八產物與包括萃取劑的第九產物。第八產物可為第三蒸餾塔144的塔頂產物，且可自第三蒸餾塔144的頂部流至冷凝器146。第八產物中的碳酸二甲酯經冷凝後可儲存於回流槽148中。回流槽148中冷凝的碳酸二甲酯可部分回流至第三蒸餾塔144，且另一部分的碳酸二甲酯可作為本實施例的碳酸二甲酯的製造方法的產物。第九產物可為第三蒸餾塔144的塔底產物，且可部分回流至第二蒸餾塔134以循環利用，而另一部份可進入再沸器150且回流至第三蒸餾塔144中。

接下來，將以圖1B來說明本實施例的碳酸丙烯酯的製造裝置10與碳酸二甲酯的製造裝置10a。

本實施例的碳酸丙烯酯的製造裝置10包括蒸餾系統102，且更可包括反應系統100。二氧化碳與氨氣可在反應系統100中進行反應以產生尿素。丙二醇以及上述反應系統100中所產生的尿素可作為蒸餾系統102的進料。蒸餾系統102包括第一部分102a與第二部分102b。在一些實施例中，第一部分102a與第二部分102b分別為互相連接的第一反應蒸餾塔104與第一蒸餾塔114。尿素與過量丙二醇在第一反應蒸餾塔104中進行反應與分離而形成包括氨氣的第一產物以及包括丙二醇與碳酸丙烯酯的第二產物。第一產物可為第一反應蒸餾塔104的塔頂產物，且第二產物可為第一反應蒸餾塔104的塔底產物。第二產物進入第一蒸餾塔114而分離以形成包括丙二醇的第三產物以及包括碳酸丙烯酯的第四產物。第三產物可為第一蒸餾塔114的塔頂產物，且第四產物可為第一蒸餾塔114的塔底產物。

本實施例的碳酸二甲酯的製造裝置10a包括碳酸丙烯酯的製造裝置10，且更包括第二反應蒸餾塔124以及第二蒸餾塔134。甲醇以及上述的第四產物在第二反應蒸餾塔124中進行反應與分離，而在第二反應蒸餾塔124的頂部形成包括甲醇與碳酸二甲酯的第五產物。第五產物在具有萃取劑的第二蒸餾塔134中分離而形成包括甲醇的第六產物以及包括碳酸二甲酯的第七產物。

在一些實施例中，第七產物更可包括萃取劑。此外，碳酸二甲酯的製造裝置10a更可包括第三蒸餾塔144。第七產物中的碳酸二甲酯與萃取劑在第三蒸餾塔144中分離而形成包括碳酸二甲酯的第八產物與包括萃取劑的第九產物。

基於上述，尿素與丙二醇分別進入碳酸丙烯酯的製造裝置10的蒸餾系統102，以進行反應而產生碳酸丙烯酯。除此之外，丙二醇與作為產物的碳酸丙烯酯更可在蒸餾系統102中分離。因此，可提高作為產物的碳酸丙烯酯的純度，且可使本實施例的碳酸丙烯酯的製造方法及製造裝置具有較高的產物轉化率。如此一來，以較高純度的碳酸丙烯酯作為反應物製造碳酸二甲酯的方法及裝置亦可具有較高的產物轉化率。

接下來，將以圖2至圖4說明本發明第二實施例至第四實施例的碳酸丙烯酯的製造方法及製造裝置。圖2至圖4中與圖1B相同或相似的構件以相同的標號進行說明，且對於其功效或作用在此不再贅述。此外，以簡潔起見，圖2至圖4省略繪示反應系統100。

圖2A至圖2C是依照本發明第二實施例的碳酸丙烯酯的製造裝置的示意圖。

請參照圖1A、圖1B以及圖2A，第二實施例的碳酸丙烯酯的製造方法與第一實施例的碳酸丙烯酯的製造方法相似。兩者的差異在於本實施例的碳酸丙烯酯的製造方法更包括使第一反應蒸餾塔104的塔底液體與第一蒸餾塔114的塔頂氣體在第一熱交換裝置112中進行熱交換後，分別回流至第一反應蒸餾塔104的塔底與第一蒸餾塔114的塔頂。

在一些實施例中，第一反應蒸餾塔104的液態的塔底產物（亦即第二產物）可自第一反應蒸餾塔104的塔底分別流至再沸器110、第一蒸餾塔114以及第一熱交換裝置112。此外，氣態的第一蒸餾塔114的塔頂產物（亦即第三產物）可自第一蒸餾塔114的頂部流至第一熱交換裝置112，且在第一熱交換裝置112中與第一反應蒸餾塔104的液態的塔底產物進行熱交換。第一反應蒸餾塔104的液態的塔底產物經加熱後可回流至第一反應蒸餾塔104中，以提供第一反應蒸餾塔104所需的部分熱能。因此，可降低再沸器110所需的能耗。在其他實施例中，第一蒸餾塔114的塔頂氣體甚至可提供第一反應蒸餾塔104所需的全部熱能，故可省略設置用以加熱第一反應蒸餾塔104的再沸器110。另一方面，第一蒸餾塔114的氣態的塔頂產物可在第一熱交換裝置112中經冷凝後進入回流槽118，故可省略設置用以將第一蒸餾塔114的塔頂產物冷凝的冷凝器。

請參照圖1B與圖2A，本實施例的碳酸丙烯酯的製造裝置20a與第一實施例的碳酸丙烯酯的製造裝置10相似。兩者的差異在於本實施例的碳酸丙烯酯的製造裝置20a更包括第一熱交換裝置112。第一熱交換裝置112連接於第一反應蒸餾塔104與第一蒸餾塔114之間，以使第一反應蒸餾塔104中的液體與第一蒸餾塔114中的氣體在第一熱交換裝置112中進行熱交換後，分別回流至第一反應蒸餾塔104與第一蒸餾塔114。

請參照圖2B，在一些實施例中，碳酸丙烯酯的製造裝置20b的第一蒸餾塔114更可包括上段塔114a、下段塔114b以及氣體壓縮裝置114c。氣體壓縮裝置114c連接於上段塔114a與下段塔114b之間，以使下段塔114b中的氣體進入氣體壓縮裝置114c以產生壓縮產物，且使此壓縮產物進入上段塔114a而產生第一蒸餾塔114的塔頂產物。氣體壓縮裝置114c可提高氣體的溫度與壓力，故上段塔114a的溫度與壓力均可高於下段塔114b的溫度與壓力。如此一來，可避免丙二醇與碳酸丙烯酯在上段塔114a形成共沸物，且可使下段塔114b維持在相對低的溫度與壓力，而可降低再沸器120的能耗。

此外，上段塔114a的塔頂氣體與第一反應蒸餾塔104的塔底液體在第一熱交換裝置112中進行熱交換後，分別回流至上段塔114a的塔頂與第一反應蒸餾塔104的塔底。由於上段塔114a具有相對高的溫度與壓力，故第一反應蒸餾塔104可藉由熱交換而從第一蒸餾塔114的上段塔114b得到更多的熱能。因此，可降低再沸器110所需的能耗。

請參照圖2C，在一些實施例中，碳酸丙烯酯的製造裝置20c更可包括第二熱交換裝置113。第一蒸餾塔114的上段塔114a的塔頂中的部分氣體與下段塔114b的塔底液體可在第二熱交換裝置113中進行熱交換後，分別回流至上段塔114a的塔頂與下段塔114b的塔底。如此一來，下段塔114b可藉由熱交換而從上段塔114a得到足夠的熱能，故可省略設置再沸器120。

綜上所述，尿素與過量丙二醇分別進入碳酸丙烯酯的製造裝置的蒸餾系統，以進行反應而產生碳酸丙烯酯。除此之外，丙二醇與作為產物的碳酸丙烯酯更可在蒸餾系統中分離。因此，可提高作為產物的碳酸丙烯酯的純度，且可提高碳酸丙烯酯的轉化率。如此一來，以較高純度的碳酸丙烯酯作為反應物來製造碳酸二甲酯的方法及裝置亦可具有較高的產物轉化率。

在一些實施例中，碳酸丙烯酯的蒸餾系統可包括兩個相互連接的第一反應蒸餾塔與第一蒸餾塔。此外，可藉由設置連接於第一反應蒸餾塔與第一蒸餾塔之間的第一熱交換裝置，而可利用第一蒸餾塔的塔頂的熱能來加熱第一反應蒸餾塔的塔底，故可降第一反應蒸餾塔所需的能耗。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、20a、20b、20c‧‧‧碳酸丙烯酯的製造裝置

10a‧‧‧碳酸二甲酯的製造裝置

100‧‧‧反應系統

101‧‧‧出口

102‧‧‧蒸餾系統

102a‧‧‧第一部分

102b‧‧‧第二部分

104‧‧‧第一反應蒸餾塔

104a‧‧‧上段塔

104b‧‧‧下段塔

104c‧‧‧氣體壓縮裝置

106‧‧‧部分冷凝器

108、118、128、138、148‧‧‧回流槽

110、120、130、140、150‧‧‧再沸器

112‧‧‧第一熱交換裝置

113‧‧‧第二熱交換裝置

114‧‧‧第一蒸餾塔

116、126、136、146‧‧‧冷凝器

124‧‧‧第二反應蒸餾塔

134‧‧‧第二蒸餾塔

144‧‧‧第三蒸餾塔

S100、S102、S104、S106、S108、S110‧‧‧步驟

圖1A是依照本發明第一實施例的一種碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造方法的流程圖。 圖1B是依照本發明第一實施例的一種碳酸丙烯酯與碳酸二甲酯的製造裝置的示意圖。 圖2A至圖2C是依照本發明第二實施例的碳酸丙烯酯的製造裝置的示意圖。

Claims (14)

1. 一種碳酸丙烯酯的製造方法，包括：使尿素與過量丙二醇分別進入蒸餾系統的第一部分，以使尿素與丙二醇在所述第一部分中進行反應與分離而形成包括氨氣的第一產物與包括丙二醇及碳酸丙烯酯的第二產物；以及使所述第二產物進入所述蒸餾系統的第二部分，以使所述第二產物分離而形成包括丙二醇的第三產物與包括碳酸丙烯酯的第四產物，其中所述第一部分與所述第二部分為互相連接的兩個蒸餾塔，所述第二部分為第一蒸餾塔，所述第三產物與所述第四產物分別為所述第一蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物，其中所述第一蒸餾塔包括上段塔、下段塔以及氣體壓縮裝置，以使所述下段塔的塔頂氣體進入所述氣體壓縮裝置以產生壓縮產物，且使所述壓縮產物進入所述上段塔的塔底而產生所述上段塔的塔頂產物，所述上段塔的塔頂產物即為所述第一蒸餾塔的塔頂產物。
2. 如申請專利範圍第1項所述的碳酸丙烯酯的製造方法，其中所述第一部分為第一反應蒸餾塔，所述第一產物以及所述第二產物分別為所述反應蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物。
3. 如申請專利範圍第2項所述的碳酸丙烯酯的製造方法，更包括使所述第一反應蒸餾塔的塔底液體與所述第一蒸餾塔的塔頂氣體在第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至所述第一反應蒸餾塔的塔底與所述第一蒸餾塔的塔頂。
4. 如申請專利範圍第1項所述的碳酸丙烯酯的製造方法，其中所述第一反應蒸餾塔的塔底液體與所述上段塔的塔頂氣體在所述第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至所述第一反應蒸餾塔的塔底與所述第一蒸餾塔的所述上段塔的塔頂。
5. 如申請專利範圍第1項所述的碳酸丙烯酯的製造方法，其中所述上段塔的塔頂中的部分氣體與所述下段塔的塔底液體在第二熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至所述上段塔的塔頂與所述下段塔的塔底。
6. 一種碳酸二甲酯的製造方法，包括：使過量甲醇以及如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的第四產物進入第二反應蒸餾塔，以使甲醇與所述第四產物中的碳酸丙烯酯在所述第二反應蒸餾塔中進行反應與分離，而在所述第二反應蒸餾塔的頂部形成包括甲醇與碳酸二甲酯的第五產物；以及使所述第五產物以及萃取劑進入第二蒸餾塔，以在所述第二蒸餾塔的頂部與底部分別形成包括甲醇的第六產物與包括碳酸二甲酯的第七產物。
7. 如申請專利範圍第6項所述的碳酸二甲酯的製造方法，其中所述第七產物更包括所述萃取劑，且所述碳酸二甲酯的製造方法更包括使所述第七產物進入第三蒸餾塔，以使所述第七產物中的碳酸二甲酯與所述萃取劑在所述第三蒸餾塔中分離而形成包括碳酸二甲酯的第八產物與包括所述萃取劑的第九產物。
8. 一種碳酸丙烯酯的製造裝置，包括蒸餾系統，其中所述蒸餾系統具有第一部分與第二部分，所述第一部分與所述第二部分為互相連接的兩個蒸餾塔，所述第二部分為第一蒸餾塔，尿素與丙二醇在所述第一部分中進行反應與分離而形成包括氨氣的第一產物以及包括丙二醇與碳酸丙烯酯的第二產物，第二產物中的丙二醇與碳酸丙烯酯進入所述第二部分而分離以形成包括丙二醇的第三產物以及包括碳酸丙烯酯的第四產物，所述第三產物與所述第四產物分別為所述第一蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物，其中所述第一蒸餾塔包括上段塔、下段塔以及氣體壓縮裝置，所述氣體壓縮裝置連接於所述上段塔與所述下段塔之間，以使所述下段塔的塔頂氣體進入所述氣體壓縮裝置以產生壓縮產物，且使所述壓縮產物進入所述上段塔的塔底而產生所述上段塔的塔頂產物，所述上段塔的塔頂產物即為所述第一蒸餾塔的塔頂產物。
9. 如申請專利範圍第8項所述的碳酸丙烯酯的製造裝置，其中所述第一部分為第一反應蒸餾塔，所述第一產物以及所述第二產物分別為所述反應蒸餾塔的塔頂產物與塔底產物。
10. 如申請專利範圍第9項所述的碳酸丙烯酯的製造裝置，更包括第一熱交換裝置，其中所述第一熱交換裝置連接於所述第一反應蒸餾塔與所述第一蒸餾塔之間，以使所述第一反應蒸餾塔的塔底液體與所述第一蒸餾塔的塔頂氣體在所述第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至所述第一反應蒸餾塔的塔底與所述第一蒸餾塔的塔頂。
11. 如申請專利範圍第8項所述的碳酸丙烯酯的製造裝置，其中所述第一反應蒸餾塔的塔底液體與所述上段塔的塔頂氣體在所述第一熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至所述第一反應蒸餾塔的塔底與所述第一蒸餾塔的所述上段塔的塔頂。
12. 如申請專利範圍第8項所述的碳酸丙烯酯的製造裝置，更包括第二熱交換裝置，其中所述上段塔的塔頂中的部分氣體與所述下段塔的塔底液體在所述第二熱交換裝置中進行熱交換後，分別回流至所述上段塔的塔頂與所述下段塔的塔底。
13. 一種碳酸二甲酯的製造裝置，包括：如申請專利範圍第8項至第12項中任一項所述的蒸餾系統；第二反應蒸餾塔，其中甲醇以及如申請專利範圍第8項至第12項中任一項所述的第四產物中的碳酸丙烯酯在所述第二反應蒸餾塔中進行反應與分離，而在所述第二反應蒸餾塔的頂部形成包括甲醇與碳酸二甲酯的第五產物；以及第二蒸餾塔，其中所述第五產物與萃取劑在所述第二蒸餾塔中分離而形成包括甲醇的第六產物以及包括碳酸二甲酯的第七產物。
14. 如申請專利範圍第13項所述的碳酸二甲酯的製造裝置，其中所述第七產物更包括所述萃取劑，且所述碳酸二甲酯的製造裝置更包括第三蒸餾塔，所述第七產物中的碳酸二甲酯與所述萃取劑在所述第三蒸餾塔中分離而形成包括碳酸二甲酯的第八產物與包括所述萃取劑的第九產物。