大连理工大学鲁金明获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种提高二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯转化率的反应系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116747799B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310413510.0,技术领域涉及:B01J8/06;该发明授权一种提高二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯转化率的反应系统是由鲁金明;王睿琳;左喜悦设计研发完成,并于2023-04-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种提高二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯转化率的反应系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种提高二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯转化率的反应系统,包括膜催化反应系统和萃取剂回收系统。所述膜催化反应系统包括进料系统、混合升温增压系统、介孔膜与萃取相结合分离产物中DMC膜组件、3A分子筛膜分离产物中水膜组件、物料循环系统、保温系统和储存系统。本发明针对二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯反应过程,提供了一种新的反应体系,具有提高二氧化碳转化率、增加DMC产率的优势。
本发明授权一种提高二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯转化率的反应系统在权利要求书中公布了:1.一种提高二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯转化率的反应系统,其特征在于,该反应系统包括膜催化反应系统和萃取剂回收系统; 膜催化反应系统,包括进料系统、混合升温增压系统、分离DMC膜组件26、分离水的膜组件、物料循环系统、保温系统和储存系统; 进料系统包括二氧化碳进料系统及甲醇进料系统;二氧化碳进料系统包括CO2储罐13、CO2流量调节阀14和CO2流量计15,CO2储罐13提供CO2原料,并通过CO2流量调节阀14和CO2流量计15精确控制CO2的流量;甲醇进料系统包括甲醇储罐16、甲醇进料泵17、甲醇流量调节阀18、甲醇汽化器19和甲醇流量计20,甲醇储罐16、甲醇进料泵17、甲醇汽化器19和甲醇流量计20依次连接,甲醇流量调节阀18采用旁路调节的形式,通过甲醇流量计20设定的参数控制甲醇流量调节阀18的开度,从而精确控制甲醇的进料量; 混合升温增压系统主要由原料气预热器21、蒸汽调节阀42及疏水阀43组成,原料气预热器21出气的管路上设置热电偶,通过控制管路上的温度来调节蒸汽调节阀42的开度,从而调节混合后气体的温度;蒸汽加热后经疏水阀43排出体系;从二氧化碳进料系统来的二氧化碳、甲醇进料系统来的甲醇蒸汽和从分离水的膜组件流出的已经完成或部分完成脱除水的循环物料均送入原料气预热器21的管程,在里面完成混合、加热及升压,然后,送入惰性膜催化反应器; 分离DMC膜组件26即为惰性膜催化反应器,其中孔径为2-4nm的介孔膜作为分离膜;惰性膜催化反应器的外壳4与膜管7之间、两端装有填料3,用于促进物料均匀分布;中间装填催化剂8,用于催化二氧化碳与甲醇直接反应生成DMC及水;由原料气预热器21出来的混合气体,通过进气口(2)进入到分离DMC膜组件26中,在催化剂床层发生反应,反应体系中的原料及产品与膜管7接触;分离DMC膜组件26的出料口12和进料口10分别通过管路与萃取剂储罐22连通,在进料口10的管路上设有萃取剂进料泵23,通过萃取剂进料泵23将萃取剂送入惰性膜催化反应器的管程;在出料口12和进料口10之间连接有管路,管路上设置有萃取剂流量计25及萃取剂流量调节阀24,用于对惰性膜催化反应器流出的含DMC的萃取液进行调节; 分离水的膜组件为脱水膜反应器35,其中选择膜孔径不大于0.3nm的3A分子筛膜;在惰性膜催化反应器中的原料、水及少量未渗透通过分离膜的DMC从分离DMC膜组件26的出气口11流出,经压缩机34送入脱水膜反应器35中,脱水膜反应器35与分离DMC膜组件26的区别是壳体与膜管之间无催化剂,脱水膜反应器35的管程一端封闭,另一端依次连接第二冷凝器37、真空缓冲罐38、真空泵39,第二冷凝器37还连接有水储罐40; 物料循环系统,包含萃取剂循环利用系统及反应物料循环系统;萃取剂循环利用系统是利用泵将萃取剂回收系统得到的萃取剂重新送入惰性膜催化反应器;反应物料循环系统为分离水的膜组件在脱除水后渗余侧的物料利用压缩机重新送回原料气预热器21进行反应; 保温系统是在循环物料及加热后的反应原料管线设计保温或伴热,维持反应体系的反应温度,确保反应顺利进行; 储存系统包括原料罐及产品储罐,其中,原料罐包括CO2储罐13、甲醇储罐16及萃取剂储罐22;产品储罐包括碳酸二甲酯储罐41及水储罐40; 萃取剂回收系统包括换热器33、冷凝液流量计28、冷凝液流量调节阀29、第一冷凝器30、精馏塔31和再沸器32;从惰性膜催化反应器流出的溶解DMC的萃取剂经换热器33与精馏塔31塔釜得到的高温萃取剂进行换热,预热后进入精馏塔31,在精馏塔31塔内进行精馏分离,塔顶产品为DMC,DMC经第一冷凝器30冷凝后分为两股物流,一股物料作为回流返回精馏塔31,通过冷凝液流量计28及冷凝液调剂阀(29)来控制精馏塔31的回流比;另一股物料作为产品送入DMC储罐(41)中储存;萃取剂在换热器33中与精馏塔31的原料进行换热,换热后的萃取剂被送入萃取剂储罐22,重复使用。
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