一种碳酸二甲酯生产用辅助装置

技术领域

本发明涉及碳酸二甲酯化生产设备领域，具体为一种碳酸二甲酯生产用辅助装置。

背景技术

碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的有机合成中间体，其合成方法有多种，其中以二氧化碳、甲醇、环氧乙烷为原料的酯交换法因为原料经济效益好、投资小，成为一种更有投资价值的合成方法。

在酯交换法生产碳酸二甲酯的工艺中，产物中会有乙二醇、碳酸二甲酯等物，因此产生的废气中就包括二氧化碳、水蒸气、气态甲醇、乙二醇等物质，对于废气还需要进行额外气液分离等处理才能进行排放，而对于废气中的甲醇、碳酸二甲酯、乙二醇等物质，出于成本的考虑，还需要进行回收，特别是作为原料的二氧化碳，作为产物的乙二醇以及碳酸二甲酯，都需回收，才能有效降低成本，但是回收到的甲醇、乙二醇以及碳酸二甲酯，因为碳酸二甲酯不溶于水，甲醇、乙二醇溶于水的原因，碳酸二甲酯与水就会出现分层，由于废弃的处理过程比较粗糙，常出现水-碳酸二甲酯-水-碳酸二甲酯这样在同一罐体中多层分层的情况，而不是所有的水在上层，所有的碳酸二甲酯在下层的情况，这样对于回收十分不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳酸二甲酯生产用辅助装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳酸二甲酯生产用辅助装置，包括储存罐、回收罐以及分离装置，所述储存罐用于储存废气，所述储存罐通过管道连接在回收罐上，所述回收罐内设有冷却仓以及回收管，所述冷却仓内设有冷凝管，所述冷凝管的底部连接在分隔板上，所述分离装置的安装在分隔板的下方，所述分离装置内设有储液盘、球头收集结构以及密封隔板，所述储液盘的外圈与回收罐的侧壁滑动且密封接触，所述球头收集结构安装在储液盘的圆心位置并且底部固定连接在密封隔板上，所述分隔板、储液盘与密封隔板将整个回收罐分隔成冷却区、存储区、分层液区以及支撑区，废气在经过冷却区的冷却后完成气液分离并且其中的二氧化碳暂时存储在存储区内，等待回收。

优选的，所述冷却仓内能够形成低温环境，所述冷凝管为螺旋结构。

优选的，所述回收管上设有压力阀。

优选的，所述储液盘的外圈上设有密封圈，所述储液盘的底面结构为从外圈向内圈逐渐向下倾斜的斜面结构。

优选的，所述储液盘与密封隔板之间设有对称设置的多个氮气弹簧，所述密封隔板固定安装在回收罐上，所述密封隔板上设有若干个拉杆，所述拉杆穿过储液盘并且底部固定在密封隔板上，所述拉杆的头部设置的挡圈位于储液盘的上方。

优选的，所述拉杆内设有排液管路，所述排液管路的最高处位于拉杆的头部下表面上，所述排液管路的最低处位于密封隔板的上表面处。

优选的，所述磁球头收集结构包括吸水罩、球头、连通管、活塞以及支架，所述吸水罩包裹在球头上，所述球头的底部连接在连通管上，所述连通管的底部固定连接在密封隔板上，所述活塞活动连接在连通管内并且能够在连通管内自由滑动，所述支架的一端连接在活塞的活塞杆上，另一端连接在储液盘的底部。

优选的，所述球头为中空结构，所述球头上设有若干个通孔。

优选的，所述连通管的内壁上设有凹槽，所述凹槽的最低处位于活塞移动到最高处时活塞片的下方。

优选的，所述存储区与支撑区之间通过管路连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该发明针对碳酸二甲酯生产过程中产生的废气，通过设置的冷凝管完成气液分离，能够除去混杂在二氧化碳气体中的甲醇、乙二醇、碳酸二甲酯蒸汽或雾化颗粒，实现二氧化碳的单独回收；

2.该发明设置的分离装置能够将混合在一起的水、乙二醇、甲醇与不溶于水的碳酸二甲酯分离，便于后续分开回收；

3.该发明设置的储液盘与球头收集结构配合，能够使水、碳酸二甲酯之间实现整体分层，消除现有技术中多层分层的现象。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为图2内A-A处剖面图；

图4为图3内B处结构放大图；

图5为分离装置结构装配图。

图中：1-储存罐；

2-回收罐；21-冷却仓；22-回收管；221-压力阀；23-冷凝管；

3-分离装置；31-储液盘；32-球头收集结构；321-吸水罩；322-球头；323-连通管；324-活塞；325-支架；326-凹槽；33-密封隔板；34-氮气弹簧；35-拉杆；351-排液管路；

4-密封隔板；5-冷却区；6-存储区；7-分层液区；8-支撑区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种碳酸二甲酯生产用辅助装置，包括储存罐1、回收罐2以及分离装置3，所述储存罐1用于储存废气，所述储存罐1通过管道连接在回收罐2上，所述回收罐2内设有冷却仓21以及回收管22，所述冷却仓21内设有冷凝管23，所述冷凝管23的底部连接在分隔板4上，所述分离装置3的安装在分隔板4的下方，所述分离装置3内设有储液盘31、球头收集结构32以及密封隔板33，所述储液盘31的外圈与回收罐2的侧壁滑动且密封接触，所述球头收集结构32安装在储液盘31的圆心位置并且底部固定连接在密封隔板33上，所述分隔板4、储液盘31与密封隔板4将整个回收罐2分隔成冷却区5、存储区6、分层液区7以及支撑区8，废弃在经过冷却区5的冷却后完成气液分离并且其中的二氧化碳暂时存储在存储区6内，等待回收，通过设置的冷凝管23，能将混合在二氧化碳气体中的甲醇、乙二醇、碳酸二甲酯蒸汽或雾化颗粒液化，回收。

在本实施例中，所述冷却仓21内能够形成低温环境，所述冷凝管23为螺旋结构，螺旋结构能够延长废气在冷却仓21以及冷凝管23中的停留时间，保证废气得到充分的冷却。

在本实施例中，所述回收管22上设有压力阀221，回收管22的顶部伸出回收罐2,并外接在外部的存储设备上，在存储区6内的二氧化碳气体压力达到设定的值时，打开压力阀221，使气体统一排出，由外部的存储设备进行回收并存储。

在本实施例中，所述储液盘31的外圈上设有密封圈311，所述储液盘31的底面结构为从外圈向内圈逐渐向下倾斜的斜面结构，斜面结构能够使冷凝的液态物质尽可能的汇集在储液盘31的中心位置。

在本实施例中，所述储液盘31与密封隔板33之间设有对称设置的多个氮气弹簧34，所述密封隔板33固定安装在回收罐2上，所述密封隔板33上设有若干个拉杆35，所述拉杆35穿过储液盘31并且底部固定在密封隔板33上，所述拉杆35的头部设置的挡圈位于储液盘31的上方，氮气弹簧34内充入所需压强值x的氮气量，在存储区6内的二氧化碳气体产生的压强超过x时，就会将储液盘31向下压，直到压力达到压力阀221的设定值时，将二氧化碳气体通过回收管22向外排出，储液盘31在氮气弹簧34的作用下重新弹起，并且在拉杆35的限位作用下，回到原来的位置。

在本实施例中，所述拉杆35内设有排液管路351，所述排液管路351的最高处位于拉杆的头部下表面上，所述排液管路351的最低处位于密封隔板33的上表面处，排液管路351在储液盘31上存在分层的水、碳酸二甲酯液体时，位于下层的碳酸二甲酯就能通过排液管路351流入到分层液区7内，同时因为排液管路351的位置高于储液盘31的最低处，因此不会将所有的碳酸二甲酯全部排出，样就能在储液盘31上留存部分碳酸二甲酯，避免全部排空，使得下一次冷凝的水占据储液盘31的内空间的下层，使水与碳酸二甲酯不能正确分层。

在本实施例中，所述磁球头收集结构32包括吸水罩321、球头322、连通管323、活塞324以及支架325，所述吸水罩321包裹在球头322上，所述球头322的底部连接在连通管323上，所述连通管323的底部固定连接在密封隔板33上，所述活塞324活动连接在连通管323内并且能够在连通管323内自由滑动，所述支架325的一端连接在活塞324的活塞杆上，所述球头322为中空结构，所述球头322上设有若干个通孔，另一端连接在储液盘31的底部，由于连通管323的底部固定在密封隔板33上，因此球头322的位置是固定的，在储液盘31向下移动时，会通过支架325拉动活塞324使连通管322内形成负压，这样就能通过负压使球头322产生吸力，将吸水罩321中的水抽吸进入接通管323内，而在储液盘31复位时，只需设定好拉杆35的头部的位置以及球头322的位置，保证在储液盘31复位时，球头322的位置最低处低于拉杆35的头部最低面同时又高于储液盘31的最低面若干距离此距离需要根据废气中碳酸二甲酯的含量计算得出，即可使吸水罩321对储液盘31中汇集的液体物质的上层水进行吸收，同时又不会对碳酸二甲酯产生吸收。

在本实施例中，所述连通管323的内壁上设有凹槽326，所述凹槽326的最低处位于活塞324移动到最高处时活塞片的下方，在活塞324的活塞片移动到高于凹槽326的最高处时，连通管323内的水就会通过凹槽326排出的分层液区6内，由于连通管323的底部出口高于排液管路351的最低处，因此排出的水仍会在碳酸二甲酯的上方，使分层液区7内的分层状态不被破坏。

在本实施例中，所述存储区6与支撑区8之间通过管路连通，存储区6内的冷却后的低温二氧化碳会通过管路进入到支撑区8内，通过低温的二氧化碳的降温作用，防止支撑区8上方的分层液区7内的液体因为设备运行、废气处理时的泄露或是外界温度的影响导致升温汽化。

工作原理：该辅助装置能够完成废气的初步处理，完成气液的分离以及液体物质中不同物质的大致分离，过程分为两个部分：首先是液化以及分层阶段，废气从存储罐1中通过管道进入冷凝管23中，在冷却仓21的低温环境中，将混合在二氧化碳气体中的甲醇、乙二醇、碳酸二甲酯蒸汽或雾化颗粒液化，并通过冷凝管23进入存储区6中，其中的液体物质会落在储液盘31上，同时因为量较少，落在储液盘31上后，会快速完成分层，然后随着存储区6内二氧化碳气体的增多，产生的压强逐渐大于氮气弹簧34的压强值x，储液盘31逐渐下降，既能避免储液盘31中的液体触碰到吸水罩321，也能使排液管路351的顶部开口离开储液盘31，避免液体被提前排出储液盘31，然后随着压强的逐渐增加，达到压力阀221的设定压力值时，阀门打开，储存区6内的二氧化碳气体通过回收管22排出，回收管22的顶部伸出回收罐2,并外接在外部的存储设备上，在存储区6内的二氧化碳气体压力达到设定的值时，打开压力阀221，使气体统一排出，由外部的存储设备进行回收并存储，然后进入排液阶段，储液盘31随着压力减小逐渐上升，直到达拉杆35的限位位置停下，此时位于下层的碳酸二甲酯就能通过排液管路351流入到分层液区7内，而上层的水会被吸水罩321吸收并存储，然后在气体排出结束后，重复上述液化以及分层阶段，储液盘31下降，通过支架325拉动活塞324使连通管322内形成负压，这样就能通过负压使球头322产生吸力，将吸水罩321中的水抽吸进入接通管323内，随着储液盘31复位，在活塞324的活塞片移动到高于凹槽326的最高处时，连通管323内的水就会通过凹槽326排出到分层液区7内，由于碳酸二甲酯是在储液盘31上升阶段进入分层液区7内的，而水是在储液盘31下降阶段进入分层液区7内的，并且碳酸二甲酯是通过排液管路351直接流到分层液区7的底部的，在不断进行排液的过程中，会保持碳酸二甲酯始终在水的下方的状态，不会因为二者不互溶导致的多层分层现象，便于后续对二者的分开回收，重复上述两个阶段，就能辅助废气完成气液以及不同液体的初步回收。

基于上述，该发明针对碳酸二甲酯生产过程中产生的废气，通过设置的冷凝管完成气液分离，能够除去混杂在二氧化碳气体中的甲醇、乙二醇、碳酸二甲酯蒸汽或雾化颗粒，实现二氧化碳的单独回收；该发明设置的分离装置能够将混合在一起的水、乙二醇、甲醇与不溶于水的碳酸二甲酯分离，便于后续分开回收；该发明设置的储液盘与球头收集结构相配合，能够使水、碳酸二甲酯之间实现整体分层，消除现有技术中多层分层的现象。

由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。