大連理工大學(xué)魯金明獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉大連理工大學(xué)申請的專利一種提高二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN116747799B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202310413510.0,技術(shù)領(lǐng)域涉及:B01J8/06;該發(fā)明授權(quán)一種提高二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)系統(tǒng)是由魯金明;王睿琳;左喜悅設(shè)計研發(fā)完成,并于2023-04-18向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種提高二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)系統(tǒng)在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種提高二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)系統(tǒng),包括膜催化反應(yīng)系統(tǒng)和萃取劑回收系統(tǒng)。所述膜催化反應(yīng)系統(tǒng)包括進料系統(tǒng)、混合升溫增壓系統(tǒng)、介孔膜與萃取相結(jié)合分離產(chǎn)物中DMC膜組件、3A分子篩膜分離產(chǎn)物中水膜組件、物料循環(huán)系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)和儲存系統(tǒng)。本發(fā)明針對二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯反應(yīng)過程,提供了一種新的反應(yīng)體系,具有提高二氧化碳轉(zhuǎn)化率、增加DMC產(chǎn)率的優(yōu)勢。
本發(fā)明授權(quán)一種提高二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了:1.一種提高二氧化碳與甲醇直接合成碳酸二甲酯轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,該反應(yīng)系統(tǒng)包括膜催化反應(yīng)系統(tǒng)和萃取劑回收系統(tǒng); 膜催化反應(yīng)系統(tǒng),包括進料系統(tǒng)、混合升溫增壓系統(tǒng)、分離DMC膜組件26、分離水的膜組件、物料循環(huán)系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)和儲存系統(tǒng); 進料系統(tǒng)包括二氧化碳進料系統(tǒng)及甲醇進料系統(tǒng);二氧化碳進料系統(tǒng)包括CO2儲罐13、CO2流量調(diào)節(jié)閥14和CO2流量計15,CO2儲罐13提供CO2原料,并通過CO2流量調(diào)節(jié)閥14和CO2流量計15精確控制CO2的流量;甲醇進料系統(tǒng)包括甲醇儲罐16、甲醇進料泵17、甲醇流量調(diào)節(jié)閥18、甲醇汽化器19和甲醇流量計20,甲醇儲罐16、甲醇進料泵17、甲醇汽化器19和甲醇流量計20依次連接,甲醇流量調(diào)節(jié)閥18采用旁路調(diào)節(jié)的形式,通過甲醇流量計20設(shè)定的參數(shù)控制甲醇流量調(diào)節(jié)閥18的開度,從而精確控制甲醇的進料量; 混合升溫增壓系統(tǒng)主要由原料氣預(yù)熱器21、蒸汽調(diào)節(jié)閥42及疏水閥43組成,原料氣預(yù)熱器21出氣的管路上設(shè)置熱電偶,通過控制管路上的溫度來調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥42的開度,從而調(diào)節(jié)混合后氣體的溫度;蒸汽加熱后經(jīng)疏水閥43排出體系;從二氧化碳進料系統(tǒng)來的二氧化碳、甲醇進料系統(tǒng)來的甲醇蒸汽和從分離水的膜組件流出的已經(jīng)完成或部分完成脫除水的循環(huán)物料均送入原料氣預(yù)熱器21的管程,在里面完成混合、加熱及升壓,然后,送入惰性膜催化反應(yīng)器; 分離DMC膜組件26即為惰性膜催化反應(yīng)器,其中孔徑為2-4nm的介孔膜作為分離膜;惰性膜催化反應(yīng)器的外殼4與膜管7之間、兩端裝有填料3,用于促進物料均勻分布;中間裝填催化劑8,用于催化二氧化碳與甲醇直接反應(yīng)生成DMC及水;由原料氣預(yù)熱器21出來的混合氣體,通過進氣口(2)進入到分離DMC膜組件26中,在催化劑床層發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)體系中的原料及產(chǎn)品與膜管7接觸;分離DMC膜組件26的出料口12和進料口10分別通過管路與萃取劑儲罐22連通,在進料口10的管路上設(shè)有萃取劑進料泵23,通過萃取劑進料泵23將萃取劑送入惰性膜催化反應(yīng)器的管程;在出料口12和進料口10之間連接有管路,管路上設(shè)置有萃取劑流量計25及萃取劑流量調(diào)節(jié)閥24,用于對惰性膜催化反應(yīng)器流出的含DMC的萃取液進行調(diào)節(jié); 分離水的膜組件為脫水膜反應(yīng)器35,其中選擇膜孔徑不大于0.3nm的3A分子篩膜;在惰性膜催化反應(yīng)器中的原料、水及少量未滲透通過分離膜的DMC從分離DMC膜組件26的出氣口11流出,經(jīng)壓縮機34送入脫水膜反應(yīng)器35中,脫水膜反應(yīng)器35與分離DMC膜組件26的區(qū)別是殼體與膜管之間無催化劑,脫水膜反應(yīng)器35的管程一端封閉,另一端依次連接第二冷凝器37、真空緩沖罐38、真空泵39,第二冷凝器37還連接有水儲罐40; 物料循環(huán)系統(tǒng),包含萃取劑循環(huán)利用系統(tǒng)及反應(yīng)物料循環(huán)系統(tǒng);萃取劑循環(huán)利用系統(tǒng)是利用泵將萃取劑回收系統(tǒng)得到的萃取劑重新送入惰性膜催化反應(yīng)器;反應(yīng)物料循環(huán)系統(tǒng)為分離水的膜組件在脫除水后滲余側(cè)的物料利用壓縮機重新送回原料氣預(yù)熱器21進行反應(yīng); 保溫系統(tǒng)是在循環(huán)物料及加熱后的反應(yīng)原料管線設(shè)計保溫或伴熱,維持反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度,確保反應(yīng)順利進行; 儲存系統(tǒng)包括原料罐及產(chǎn)品儲罐,其中,原料罐包括CO2儲罐13、甲醇儲罐16及萃取劑儲罐22;產(chǎn)品儲罐包括碳酸二甲酯儲罐41及水儲罐40; 萃取劑回收系統(tǒng)包括換熱器33、冷凝液流量計28、冷凝液流量調(diào)節(jié)閥29、第一冷凝器30、精餾塔31和再沸器32;從惰性膜催化反應(yīng)器流出的溶解DMC的萃取劑經(jīng)換熱器33與精餾塔31塔釜得到的高溫萃取劑進行換熱,預(yù)熱后進入精餾塔31,在精餾塔31塔內(nèi)進行精餾分離,塔頂產(chǎn)品為DMC,DMC經(jīng)第一冷凝器30冷凝后分為兩股物流,一股物料作為回流返回精餾塔31,通過冷凝液流量計28及冷凝液調(diào)劑閥(29)來控制精餾塔31的回流比;另一股物料作為產(chǎn)品送入DMC儲罐(41)中儲存;萃取劑在換熱器33中與精餾塔31的原料進行換熱,換熱后的萃取劑被送入萃取劑儲罐22,重復(fù)使用。
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