CN101854989A - 共沸剂再生的共沸蒸馏 - Google Patents

共沸剂再生的共沸蒸馏 Download PDF

Info

Publication number
CN101854989A
CN101854989A CN200880108239A CN200880108239A CN101854989A CN 101854989 A CN101854989 A CN 101854989A CN 200880108239 A CN200880108239 A CN 200880108239A CN 200880108239 A CN200880108239 A CN 200880108239A CN 101854989 A CN101854989 A CN 101854989A
Authority
CN
China
Prior art keywords
organic
organic entrainer
entrainer
water
accessory substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200880108239A
Other languages
English (en)
Inventor
G·R·埃尔德
A·布罗亚德本特
D·吉亚西
A·P·J·林巴赫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Invista Technologies SARL Switzerland
Original Assignee
Invista Technologies SARL Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Invista Technologies SARL Switzerland filed Critical Invista Technologies SARL Switzerland
Publication of CN101854989A publication Critical patent/CN101854989A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/36—Azeotropic distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C51/44—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • C07C51/46—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation by azeotropic distillation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及原料(1)的共沸蒸馏(D1)方法，其中原料(1)包含脂族羧酸和水，该方法包括在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏(D1)，以产生液相组分(2)和气相组分(3)，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料(1)中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；和(i)使含有机共沸剂副产物的流返回至在原料进料处(9)下面共沸蒸馏中的点，其中有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂，或(ii)使有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂，然后使有机共沸剂返回至共沸蒸馏。

Description

共沸剂再生的共沸蒸馏
相关申请的交叉参考
本申请要求2007年7月18日提交的临时申请第60/950,426号的优先权。
发明领域
本发明涉及从含水和至少一种有机组分的液相介质分离水，更特别是，从含水和脂族羧酸的进料流分离水。
发明背景
在例如，通过对二甲苯在脂族羧酸溶剂例如醋酸中的液相氧化来制备对苯二甲酸中，水和溶剂通常作为塔顶蒸汽流从氧化反应器中除去，作为控制反应温度的一种方法。使蒸汽流冷凝以回收冷凝物，其中一些可以回流形式再循环至氧化反应器，而使其它冷凝物进入分离过程，该分离过程又允许回收水含量降低的脂族羧酸溶剂例如醋酸。
一种便利形式的分离方法包括共沸蒸馏，该共沸蒸馏与分馏相比是优选的，因为其改善的能量效率操作。然而，为完成共沸蒸馏，共沸剂的存在导致共沸剂副产物例如醇的形成。副产物通常在存在于蒸馏塔中的条件下，通过共沸剂的分解，尤其是通过水解形成。在共沸蒸馏期间，这些副产物趋向于停留在溶解更多水的蒸馏塔顶部区域，这又增加能量消耗和需要的塔直径。此外，当共沸剂降解并形成副产物时，必须将更多的共沸剂添加至共沸蒸馏塔，以实现分离，这增加了操作的成本。
因此，在本领域中，需要处理共沸剂副产物的方法，以确保用于脂族羧酸溶剂脱水的廉价和有效的共沸蒸馏塔的操作。
发明概述
按照本发明，发现了处理并因此减少共沸剂副产物的方法，该共沸剂副产物在用于脂族羧酸溶剂脱水的共沸蒸馏塔内产生。在该方法中，共沸剂副产物的减少导致通过共沸剂副产物的转化在共沸蒸馏***内或在外部容器内共沸剂再生。本发明的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；和
或者
(b)使含有机共沸剂副产物的流返回至在所述原料进料处下面共沸蒸馏中的点，其中所述有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂。
或者
(c)将有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂；和
(d)使有机共沸剂返回至共沸蒸馏。
附图简述
图1是举例说明本发明的一个实施方案的方法流程图，其中经共沸蒸馏从脂族羧酸分离水，并使有机共沸剂副产物再循环。
图2是本发明的备用实施方案的流程图。
图3是本发明的另一个备用实施方案的流程图。
图4是本发明的另一个备用实施方案的流程图，其中共沸剂副产物的酯化发生在外部反应器容器内。
图5是如比较实施例1所述中试规模布置(configuration)的流程图。
图6是本发明的另一个备用实施方案的流程图，其中共沸剂副产物的酯化发生在外部反应器容器内。
图7是本发明的另一个备用实施方案的流程图，其中共沸剂副产物的酯化发生在外部反应器容器内。
图8是本发明的另一个备用实施方案的流程图，其中共沸剂副产物的酯化发生在外部反应器容器内。
图9是本发明的另一个备用实施方案的流程图，其中共沸剂副产物的酯化发生在外部反应器容器内。
详述
本发明的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；和
(b)使含有机共沸剂副产物的流返回至在原料进料处下面共沸蒸馏中的点，其中有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂。
本发明的另一个实施方案的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)使有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂；和
(c)使有机共沸剂返回至共沸蒸馏。
在本发明的所有上述实施方案中，步骤(a)还可以包括(i)除去蒸馏方法的步骤(a)的气相组分；(ii)将其冷凝，形成有机液相和含水液相；(iii)使有机相再循环至蒸馏方法；(iv)汽提(stripping)水相，以回收有机共沸剂和有机共沸剂副产物，并形成第二气相。此外，在所有上述实施方案中，步骤(a)还可以包括(v)将第二气相冷凝；和(vi)使至少一些步骤(v)的冷凝物再循环至所述汽提步骤(iv)。
本发明的另一个实施方案的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝并形成有机相和水相的条件下，将所述气相组分冷凝；
(c)使步骤(b)的有机相以回流的形式返回至共沸蒸馏的顶部。
(d)进行步骤(b)水相的纯化，以从水中除去有机共沸剂和有机共沸剂副产物；和
(e)使有机共沸剂和有机共沸剂副产物返回至在原料进料处下面共沸蒸馏中的点，其中有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂。
在本发明的上述实施方案中，步骤(b)可还包括(i)使有机相与水相分离；且进行步骤(d)的纯化可以包括(i)形成含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的流，和(ii)将流分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和含水的水相。或者，进行步骤(d)的纯化可以包括(i)汽提步骤(b)的水相，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的气相，(ii)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将气相冷凝，和(iii)将有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和含水的水相。
本发明的另一个实施方案的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将步骤(a)的气相组分冷凝；
(c)将步骤(b)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝物分离成有机相和水相；
(d)使步骤(c)的有机相以回流的形式返回至共沸蒸馏的顶部；
(e)进行步骤(c)水相的纯化，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的流；
(f)将步骤(e)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水流分离成有机相和水相；和
(g)使步骤(f)的有机相返回至在原料进料处下面共沸蒸馏中的点，其中有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂。
本发明的另一个实施方案的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将步骤(a)的气相组分冷凝；
(c)将步骤(b)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝物分离成有机相和水相；
(d)使步骤(c)的有机相以回流的形式返回至共沸蒸馏的顶部；
(e)汽提步骤(c)的水相，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的气相；
(f)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将步骤(e)的气相冷凝；
(g)将步骤(f)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝物分离成有机相和水相；和
(h)使步骤(g)的有机相返回至在原料进料处下面共沸蒸馏中的点，其中有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂。
本发明的另一个实施方案的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝并形成有机相和水相的条件下，将所述气相组分冷凝；
(c)使步骤(b)的有机相返回至共沸蒸馏；
(d)进行步骤(b)水相的纯化，以从水中除去有机共沸剂和有机共沸剂副产物；
(e)使有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂；和
(f)使有机共沸剂返回至共沸蒸馏。
在本发明的上述实施方案中，步骤(b)可还包括(i)使有机相与水相分离；且进行步骤(d)的纯化可以包括(i)形成含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的流，和(ii)将流分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和含水的水相。或者，进行步骤(d)的纯化可以包括(i)汽提步骤(b)的水相，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的气相，(ii)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将气相冷凝，和(iii)将有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和含水的水相。
本发明的另一个实施方案的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将步骤(a)的气相组分冷凝；
(c)将步骤(b)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝物分离成有机相和水相；
(d)使步骤(c)的有机相以回流的形式返回至共沸蒸馏的顶部；
(e)进行步骤(c)水相的纯化，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的流；
(f)将步骤(e)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水流分离成有机相和水相；
(g)使有机相中的有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂；和
(h)使有机共沸剂返回至共沸蒸馏。
本发明的另一个实施方案的特征可在于原料的共沸蒸馏方法，其中原料包含脂族羧酸和水，该方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将步骤(a)的气相组分冷凝；
(c)将步骤(b)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝物分离成有机相和水相；
(d)使步骤(c)的有机相以回流的形式返回至共沸蒸馏的顶部；
(e)汽提步骤(c)的水相，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的气相；
(f)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将步骤(e)的气相冷凝；
(g)将步骤(f)的有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝物分离成有机相和水相；
(h)使有机相中的有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂；和
(i)使有机共沸剂返回至共沸蒸馏。
在所有实施方案中，步骤(a)的包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的气相组分作为顶部产物，例如作为蒸馏塔的塔顶蒸汽流从蒸馏过程除去，并可以冷凝成液流和第一蒸汽流。第一蒸汽流可以传递到第二蒸馏塔，其中包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的第一蒸汽流进入到塔内并经过进一步的蒸馏，因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝，并作为液相从塔回收，而任何其它杂质保留在气相中。回收的有机共沸剂/有机共沸剂副产物/水的液相然后可以允许相分离成有机相和水相。
在本发明的所有实施方案中，有机共沸剂可以是选自以下的至少一种酯：醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯或其混合物，例如醋酸异丁酯、醋酸正丙酯或醋酸异丙酯；醋酸正丙酯或醋酸异丙酯；或醋酸正丙酯。有机共沸剂可以是沸点在约醋酸异丙酯的沸点至约醋酸正丁酯的沸点的范围，例如约88℃-约126℃的共沸剂。有机共沸剂副产物可以是选自以下的至少一个成员：丙醇、丁醇、对应于有机酯共沸剂的醇或其混合物。
在本发明的所有实施方案中，有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂可以包括有机共沸剂副产物与脂族羧酸的酯化。为了该目的，脂族羧酸应该是相对高的浓度，以利于酯化反应而不是水解。脂族羧酸以这样的浓度存在于蒸馏塔进料点下面。酯化可以使用所存在的脂族羧酸发生在蒸馏塔内，否则在塔外面的分开的反应器容器内。反应物脂族羧酸可以是新鲜的或得自塔底部产物。待反应的流可以是易于其酯化的相对高浓度的共沸剂副产物。
在本发明的所有实施方案中，再循环至共沸蒸馏塔的有机相或回流可以包含以下浓度的有机共沸剂副产物：以总组合物计，约1％重量-约15％重量，例如约2％重量-约15％重量、或约1％重量-约10％重量、或约2％重量-约10％重量、或约2％重量-约8％重量、或约2％重量-约6％重量。
其中本发明可最适用的芳族羧酸制备方法是商业规模上制备对苯二甲酸和间苯二甲酸所使用的那些方法，其中脂族羧酸溶剂通常为醋酸。
可以通过参考图1、2、3、4、6、7、8和9，更好地理解本发明，这些图举例说明分离脂族羧酸和水的共沸蒸馏方法。
参考图1，进料管线1至脱水塔D1(其可以是填充或塔盘(tray)类型的蒸馏塔)包含从氧化反应器塔顶冷凝器***获得的脱水，该塔顶冷凝器***与制备对苯二甲酸的氧化反应器相连接。例如但不限于，进料管线1的组合物可以包含1％重量-40％重量水和99％重量-60％重量醋酸。其它进料也可以供应给塔，例如结晶器蒸汽流。至塔D1的热量经再沸器E1提供。低沸点有机共沸剂，例如醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸异丁酯或醋酸正丁酯可以经回流管线5供应给塔，且操作塔，以确保共沸剂渗透至低于进料1的水平，因此进料1在富含共沸剂的区域进入塔。
经管线2从塔D1的底部取出的底部产物包含例如相对于进来的进料管线1具有相对低水含量的醋酸，并适用于再循环至氧化反应。例如但不限于，底部产物可以包含1％重量-20％重量水和99％重量-80％重量醋酸。在塔塔顶冷凝器***E2内，采用合适的介质例如但不限于冷却水、蒸汽或热传递流体，冷却在塔D1头部的顶部产物。将冷凝物供应至初级倾析器F1，其中将冷凝物分离成有机相(主要是含有少量有机共沸剂副产物、水和一些醋酸甲酯、对二甲苯和其它有机物的有机共沸剂)和含有机共沸剂副产物和少量有机共沸剂的水相。将主要包含有机共沸剂的有机相经管线5再导入蒸馏塔。为了经管线8回收有机共沸剂和有机共沸剂副产物至再循环倾析器F2，将水相经管线6传送到回收塔D2。初级倾析器F1也可以用于引入在***中所需的任何另外共沸剂。通过蒸汽(通过直接喷射或穿过再沸器)加热回收塔D2，且蒸汽管线8离开塔进入冷凝器E3。回收塔D2包含填充或塔盘部分。经管线7从回收塔D2底部取出的底部产物包含相对于进来的进料流6具有相对低的有机物含量(例如但不限于低于约1％重量)的水。
再循环倾析器F2经管线8进料，该管线8来自回收塔D2穿过冷凝器E3。进料流8主要包含有机共沸剂和有机共沸剂副产物。进料流8中的任何水可以在再循环倾析器F2中分离出去，并经管线10进料回至初级倾析器F1或至回收塔D2。有机共沸剂和有机共沸剂副产物经管线9进料至进料管线1下面的脱水塔D1。有机共沸剂副产物在脱水塔D1内通过酯化转化回到有机共沸剂。
图2举例说明图1的备用布置，其中冷凝器E3在回收塔D2内部。不可冷凝的轻物质可以经管线11进料至回收塔D2，该管线11来自E2至塔D2中的上部和下部填充或塔盘部分之间的进料点。分离器装置可以在回收塔D2内在上部和下部填充或塔盘部分上方提供。来自初级倾析器F1的进料管线6在下部分离器装置和下部填充或塔盘部分之间的点进料至回收塔D2。进料至再循环倾析器F2的管线8在恰好在下部分离器装置上方和上部填充或塔盘部分下方的点离开回收塔D2。
图3举例说明图2的备用布置，其中再循环倾析器F2在回收塔D2内部。
图4举例说明图1-3的备用布置，其中共沸剂副产物的酯化可以发生在酯化反应器R1内，而不是在共沸蒸馏塔D1内。图3的内部倾析器也可以用于该布置，以进行相分离功能。
图6举例说明图4的备用布置，其中管线8可以通过另外的热交换器E4冷却。
图7举例说明图4的备用布置，其中进料至再循环倾析器F2的管线8在上部填充或塔盘部分内的点离开回收塔D2。此外，进料至初级倾析器F1的管线15在塔D2的上部与下部填充或塔盘部分之间的点离开回收塔D2。
图8举例说明图7的备用布置，其中管线8通过另外的热交换器E4冷却。
图9举例说明图4的备用布置，其中管线16可以将共沸剂副产物进料至在酯化反应器R1前面的管线9内。
以下实施例进一步举例说明本发明。
比较实施例1
中试规模的脱水塔***在图5的布置中运行，以证明有机共沸剂副产物在塔顶成问题的积聚。中试***在4巴的塔顶压力下操作几天时间。取来自SP1，进入脱水塔D1的样品，以证明有机共沸剂副产物在塔顶增加。使用的有机共沸剂是具有低于1％丙醇杂质的99％纯醋酸正丙酯。结果在下面的表1中。
表1
  天   在SP1的丙醇(％重量)
  1   2.3
  2   4.6
  3   6.5
  4   5.3
  5   7.2
  6   9.2
实施例2
多次运行实验室规模的分批高压釜，证明有机共沸剂副产物转化回到有机共沸剂。高压釜内的条件设计成与共沸蒸馏塔的下部部分相似。为了证明转化，在至分批高压釜中的进料中，将醋酸正丙酯(nPA)用作共沸剂，丙醇(PrOH)用作共沸剂副产物。如表2详述，水和醋酸也进料至分批高压釜。通过在每次运行之后从高压釜的液体取样，检测丙醇的浓度。记录***中的进料组合物、丙醇减少的百分比、停留时间和分批高压釜的温度。结果在下面的表2中。
表2
Figure GPA00001066788400121
实施例3
使用Aspen模拟和动力学模型证明酯化反应器R1的有效性。酯化器进料浓度通过Aspen模拟产生，并应用至醋酸正丙酯水解/酯化的动力学模型。根据该模型，测定正丙醇转化的速率。如图4所示，用于产生酯化反应器R1进料组合物的Aspen模拟的布置范围很宽，具有以下差异：
·按两个分开的部分(顶部和底部)，建立醋酸甲酯回收塔D2的模型。
·仅一部分来自再循环倾析器(管线9)的有机物进入酯化器。剩余部分在以回流的形式回到塔之前与管线5混合。
·在ASPEN模型中有PX净化塔(purge column)。
·有在各种位置模拟共沸剂水解的水解模块。通过在酯化器模块中规定的分级转化的值，控制丙醇在回流(管线5)中的静置浓度。
Aspen模拟由以下主要单元操作组成：
·脱水塔D1和再沸器E1：规范：顶部P＝3.8巴，底部P＝4巴，通过″设计规范″控制底部产物
·脱水塔冷凝器E2：规范：T＝115-116C
·醋酸甲酯回收塔：P＝3.65-4巴
·酯化器R1：规范：P＝7巴，T＝160C
使用下式计算酯化速率：
d [ PrOH ] dt = 0.23 ( [ nPA ] [ H 2 O ] 5 - [ PrOH ] [ HOAC ] )
模拟和动力学模型的结果在下面的表3中。
表3
Figure GPA00001066788400132
实施例4
使用Aspen模拟和动力学模型证明酯化反应器R1的有效性。在图6的布置中运行Aspen模拟，并产生用于如实施例3的动力学模型的酯化器进料浓度。模拟布置差异、单元操作描述和速率计算与实施例3相同。结果在下面的表4中。
表4
Figure GPA00001066788400141
实施例5
使用Aspen模拟和动力学模型证明酯化反应器R1的有效性。在图7的布置中运行Aspen模拟，并产生用于如实施例3的动力学模型的酯化器进料浓度。模拟布置差异、单元操作描述和速率计算与实施例3相同。结果在下面的表5中。
表5
实施例6
使用Aspen模拟和动力学模型证明酯化反应器R1的有效性。在图8的布置中运行Aspen模拟，并产生用于如实施例3的动力学模型的酯化器进料浓度。模拟布置差异、单元操作描述和速率计算与实施例3相同。结果在下面的表6中。
表6
Figure GPA00001066788400151
实施例7
运行实验室规模的管式反应器***，证明酯化反应器R1的有效性，并验证实施例3-6Aspen模拟和动力学模型的结果。实验室规模的管式反应器***具有10ml头部的泵，将进料组合物泵入1/16″O.D.预热器盘管，然后至配有HITRAN***物的1/2″O.D.管状反应器，然后至1/16″O.D.冷却器盘管，最后进入样品容器内。预热器盘管和管状反应器在设定在约160℃的油浴内。冷却器盘管在设定在约20℃
的冷却浴内。该***具有恰好位于样品容器之前的反压调节器，压力设定在约11巴(抑制沸腾)。反应器停留时间是约25分钟。
在各试验的开始，将水泵送穿过***，并将油浴设定至所需的温度。当达到设定温度时，用进料液替代水。在取样之前，运行单元足够的时间，以确保流过单元的液体是进料液的代表，且所有的水已被泵出。收集各实验的3个样品，每个7-8ml。在气相色谱仪上分析进料和产物的样品。基于10□l注射样品，通过Karl Fischer试验，使用标准KF滴定溶液测量水浓度。丙醇(PrOH)转化率的结果在下面的表7中。
表7
Figure GPA00001066788400152
虽然，本发明已经结合其具体的实施方案进行了描述，但是显然，根据前面的描述，许多替代、修改和变化对本领域的技术人员来讲将是显而易见的。因此，本发明将包含落在权利要求的精神和范围内的所有此类替代、修改和变化。

Claims (43)

1.一种原料的共沸蒸馏方法，其中所述原料包含脂族羧酸和水，所述方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；和
(b)使含有机共沸剂副产物的流返回至在所述原料进料处下面共沸蒸馏中的点，其中所述有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂。
2.权利要求1的方法，其中所述有机共沸剂具有在约醋酸异丙酯的沸点至约醋酸正丁酯的沸点范围内的沸点。
3.权利要求1的方法，其中所述有机共沸剂具有在约88℃-约126℃范围内的沸点。
4.权利要求1的方法，其中所述有机共沸剂是选自以下的至少一种酯：醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯及其混合物。
5.权利要求1的方法，其中所述有机共沸剂副产物是选自以下的至少一个成员：丙醇、丁醇、对应于所述有机共沸剂的醇及其混合物。
6.权利要求1的方法，所述方法包括以下的另外步骤：(i)除去蒸馏方法的步骤(a)的气相组分；(ii)将其冷凝，形成有机相和水相；(iii)使所述有机相再循环至蒸馏方法；(iv)汽提所述水相，以回收有机共沸剂和有机共沸剂副产物，并形成第二气相。
7.权利要求6的方法，其中步骤(iii)的有机相包含浓度为约1％重量-约15％重量的有机共沸剂副产物。
8.权利要求6的方法，所述方法包括以下的另外步骤：(v)将第二气相冷凝；和(vi)使至少一些步骤(v)的冷凝物再循环至所述汽提步骤(iv)。
9.权利要求1的方法，其中步骤(b)的转化包括有机共沸剂副产物的酯化。
10.一种原料的共沸蒸馏方法，其中所述原料包含脂族羧酸和水，所述方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)使有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂；和
(c)使所述有机共沸剂返回至共沸蒸馏。
11.权利要求10的方法，其中所述有机共沸剂具有在约醋酸异丙酯的沸点至约醋酸正丁酯的沸点范围内的沸点。
12.权利要求10的方法，其中所述有机共沸剂具有在约88℃-约126℃范围内的沸点。
13.权利要求10的方法，其中所述有机共沸剂是选自以下的至少一种酯：醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯及其混合物。
14.权利要求10的方法，其中所述有机共沸剂副产物是选自以下的至少一个成员：丙醇、丁醇、对应于所述有机共沸剂的醇及其混合物。
15.权利要求10的方法，所述方法包括以下的另外步骤：(i)除去蒸馏方法的步骤(a)的气相组分；(ii)将其冷凝，形成有机相和水相；(iii)使所述有机相再循环至蒸馏方法；(iv)汽提水相，以回收有机共沸剂和有机共沸剂副产物，并形成第二气相。
16.权利要求15的方法，其中步骤(iii)的有机相包含浓度为约2％重量-约15％重量的有机共沸剂副产物。
17.权利要求15的方法，所述方法包括以下的另外步骤：(v)将第二气相冷凝；和(vi)使至少一些步骤(v)的冷凝物再循环至所述汽提步骤(iv)。
18.权利要求10的方法，其中步骤(b)的转化包括所述有机共沸剂副产物的酯化。
19.一种原料的共沸蒸馏方法，其中所述原料包含脂族羧酸和水，所述方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝并形成有机相和水相的条件下，将所述气相组分冷凝；
(c)使步骤(b)的有机相返回至共沸蒸馏。
(d)进行步骤(b)水相的纯化，以从水中除去有机共沸剂和有机共沸剂副产物；和
(e)使所述有机共沸剂和有机共沸剂副产物返回至在所述原料进料处下面共沸蒸馏中的点，其中有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂。
20.权利要求19的方法，其中所述有机共沸剂具有在约醋酸异丙酯的沸点至约醋酸正丁酯的沸点范围内的沸点。
21.权利要求19的方法，其中所述有机共沸剂具有在约88℃-约126℃范围内的沸点。
22.权利要求19的方法，其中所述有机共沸剂是选自以下的至少一种酯：醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯及其混合物。
23.权利要求19的方法，其中所述有机共沸剂副产物是选自以下的至少一个成员：丙醇、丁醇、对应于所述有机共沸剂的醇及其混合物。
24.权利要求19的方法，其中步骤(e)的转化包括所述有机共沸剂副产物的酯化。
25.权利要求19的方法，其中步骤(c)的有机相包含浓度为约1％重量-约15％重量的有机共沸剂副产物。
26.权利要求19的方法，其中步骤(b)还包括(i)使所述有机相与水相分离；且其中所述进行步骤(d)的纯化包括(i)形成含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的流，和(ii)将所述流分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和水相。
27.权利要求19的方法，其中步骤(b)还包括(i)使所述有机相与水相分离；且其中所述进行步骤(d)的纯化包括(i)汽提步骤(b)的水相，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的气相，(ii)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将气相冷凝，和(iii)将所述有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和水相。
28.一种原料的共沸蒸馏方法，其中所述原料包含脂族羧酸和水，所述方法包括：
(a)在有机共沸剂的存在下进行共沸蒸馏，以产生液相组分和气相组分，所述液相组分包含所述脂族羧酸，相对于原料中的水含量具有降低的水含量，所述气相组分包含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水；
(b)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝并形成有机相和水相的条件下，将所述气相组分冷凝；
(c)使步骤(b)的有机相返回至共沸蒸馏。
(d)进行步骤(b)水相的纯化，以从水中除去有机共沸剂和有机共沸剂副产物；
(e)使所述有机共沸剂副产物转化成有机共沸剂；和
(f)使所述有机共沸剂返回至共沸蒸馏。
29.权利要求28的方法，其中所述有机共沸剂具有在约醋酸异丙酯的沸点至约醋酸正丁酯的沸点范围内的沸点。
30.权利要求28的方法，其中所述有机共沸剂具有在约88℃-约126℃范围内的沸点。
31.权利要求28的方法，其中所述有机共沸剂是选自以下的至少一种酯：醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯及其混合物。
32.权利要求28的方法，其中所述有机共沸剂副产物是选自以下的至少一个成员：丙醇、丁醇、对应于所述有机共沸剂的醇及其混合物。
33.权利要求28的方法，其中步骤(e)的转化包括所述有机共沸剂副产物的酯化。
34.权利要求28的方法，其中步骤(c)的有机相包含浓度为约2％重量-约15％重量的有机共沸剂副产物。
35.权利要求28的方法，其中步骤(b)还包括(i)使有机相与水相分离；且其中所述进行步骤(d)的纯化包括(i)形成含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的流，和(ii)将所述流分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和水相。
36.权利要求35的方法，其中步骤(d)还包括在分离之前，使所述流冷却。
37.权利要求35的方法，其中步骤(d)的所述流在上部填充或塔盘部分内的点离开回收塔。
38.权利要求35的方法，其中将另外的有机共沸剂副产物添加至步骤(d)(ii)的有机相。
39.权利要求28的方法，其中步骤(b)还包括(i)使有机相与水相分离；且其中所述进行步骤(d)的纯化包括(i)汽提步骤(b)的水相，以产生含有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水的气相，(ii)在因此有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷凝的条件下，将气相冷凝，和(iii)将所述有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水分离成含有机共沸剂和有机共沸剂副产物的有机相和水相。
40.权利要求39的方法，其中步骤(d)(ii)还包括在它们冷凝之后，将有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水冷却。
41.权利要求39的方法，其中步骤(d)(ii)的所述有机共沸剂、有机共沸剂副产物和水在上部填充或塔盘部分内的点离开回收塔。
42.权利要求39的方法，其中将另外的有机共沸剂副产物添加至步骤(d)(iii)的有机相。
43.权利要求1、10、19或28中任一项的方法，其中所述脂族羧酸是醋酸。
CN200880108239A 2007-07-18 2008-06-27 共沸剂再生的共沸蒸馏 Pending CN101854989A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US95042607P 2007-07-18 2007-07-18
US60/950426 2007-07-18
PCT/IB2008/002698 WO2009013623A2 (en) 2007-07-18 2008-06-27 Azeotropic distillation with entrainer regeneration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101854989A true CN101854989A (zh) 2010-10-06

Family

ID=40281906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880108239A Pending CN101854989A (zh) 2007-07-18 2008-06-27 共沸剂再生的共沸蒸馏

Country Status (5)

Country Link
CN (1) CN101854989A (zh)
AR (1) AR067614A1 (zh)
SA (1) SA08290441B1 (zh)
TW (1) TW200909408A (zh)
WO (1) WO2009013623A2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103328432A (zh) * 2010-12-10 2013-09-25 陶氏环球技术有限责任公司 利用硝基烷作为共沸剂从酸的水溶液中共沸除去水的设备和方法
CN103827076A (zh) * 2011-04-18 2014-05-28 陶氏环球技术有限责任公司 通过共沸蒸馏赋予硝化选择性灵活性的设备和方法
CN105381624A (zh) * 2015-11-24 2016-03-09 肥城金威机械有限公司 基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法
CN103827076B (zh) * 2011-04-18 2016-11-30 安格斯化学公司 通过共沸蒸馏赋予硝化选择性灵活性的设备和方法
CN109467501A (zh) * 2018-08-03 2019-03-15 内蒙古蒙维科技有限公司 聚乙烯醇母液回收单元中醋酸精制及共沸剂再生工艺和装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8382961B2 (en) 2010-06-07 2013-02-26 Amt International, Inc. System and method for reduction of water consumption in purified terephthalic acid production
GB201015986D0 (en) 2010-09-23 2010-11-03 Davy Process Techn Ltd Process and apparatus
EP2461613A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-06 Gemalto SA Methods and system for handling UICC data
US9180384B2 (en) 2010-12-10 2015-11-10 Dow Global Technologies Llc Apparatus and process for using olefin as an azeotropic entrainer for isolating 1,3-DICHLORO-2-propanol from a 2,2′-oxybis (1-chloropropane) waste stream

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1492850A (zh) * 2001-02-27 2004-04-28 三菱化学株式会社 共沸蒸馏方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53116314A (en) * 1977-03-19 1978-10-11 Mitsui Petrochem Ind Ltd Separation of acetic acid and water
JPS61109750A (ja) * 1984-11-02 1986-05-28 Shinetsu Sakusan Vinyl Kk カルボン酸水溶液の脱水蒸留方法
BR9508815A (pt) * 1994-08-23 1997-11-18 Ici Plc Processos para produzir um ácido dicarboxilico aromático e para realizar a separação de água de um veículo de fase líquida contendo pelo menos um corpo componente por destilação azeotrópica
EP0973717B1 (en) * 1997-04-09 2003-10-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Water separation process
US7048835B2 (en) * 2002-02-12 2006-05-23 Amt International, Inc. System and method for acetic acid recovery during terephthalic acid production
CN1867537B (zh) * 2003-08-12 2013-06-05 Amt国际股份有限公司 用于对苯二甲酸生产过程的乙酸回收的***和方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1492850A (zh) * 2001-02-27 2004-04-28 三菱化学株式会社 共沸蒸馏方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103328432A (zh) * 2010-12-10 2013-09-25 陶氏环球技术有限责任公司 利用硝基烷作为共沸剂从酸的水溶液中共沸除去水的设备和方法
CN103328432B (zh) * 2010-12-10 2015-07-22 安格斯化学公司 利用硝基烷作为共沸剂从酸的水溶液中共沸除去水的设备和方法
CN103827076A (zh) * 2011-04-18 2014-05-28 陶氏环球技术有限责任公司 通过共沸蒸馏赋予硝化选择性灵活性的设备和方法
CN103827076B (zh) * 2011-04-18 2016-11-30 安格斯化学公司 通过共沸蒸馏赋予硝化选择性灵活性的设备和方法
CN105381624A (zh) * 2015-11-24 2016-03-09 肥城金威机械有限公司 基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法
CN109467501A (zh) * 2018-08-03 2019-03-15 内蒙古蒙维科技有限公司 聚乙烯醇母液回收单元中醋酸精制及共沸剂再生工艺和装置
CN109467501B (zh) * 2018-08-03 2024-02-20 内蒙古蒙维科技有限公司 聚乙烯醇母液回收单元中醋酸精制及共沸剂再生工艺和装置

Also Published As

Publication number Publication date
AR067614A1 (es) 2009-10-14
WO2009013623A3 (en) 2009-08-06
TW200909408A (en) 2009-03-01
SA08290441B1 (ar) 2012-02-07
WO2009013623A2 (en) 2009-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101854989A (zh) 共沸剂再生的共沸蒸馏
FI80218C (fi) Foerfarande och anlaeggning foer rening av en tvaokomponentvaetskeblandning medelst destillering.
CN102471195B (zh) 从丁醇、水和有机萃取剂的混合物中回收丁醇
CN102666457B (zh) 从丁醇、水和有机萃取剂的混合物中回收丁醇
CA2766498C (en) Recovery of butanol from a mixture of butanol, water, and an organic extractant
CN102666458B (zh) 从丁醇、水和有机萃取剂的混合物中回收丁醇
CN1244856A (zh) 制备乙酸的方法
CN103508847B (zh) 一种丁醇脱水回收高纯丁醇的方法和装置
CN104649862B (zh) 以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备
CN111574375A (zh) 丙烯酸甲酯粗产品气的分离方法及分离设备
WO1998045239A1 (en) Water separation process
EA027520B1 (ru) Способ получения сложного эфира янтарной кислоты
CN100395226C (zh) 以硫酸为催化剂反应精馏法规模化生产乙酸丁酯的方法
JP4271423B2 (ja) ジメチルアミド化合物とカルボン酸を蒸留分離する方法及びその装置
EP3932897B1 (en) Process and apparatus for distillation of methanol
CN108358754B (zh) 一种分离乙醇、乙酸乙酯和水混合物的工艺方法及***
CN102076646B (zh) 具有第一碳链长度的脂肪醇流和具有第二碳链长度的脂肪醇流的联合生产方法
US4229261A (en) Process for separating water from organic multiple component mixtures by distillation
US9126963B2 (en) Method for producing tetrahydrofuran
CN107531610B (zh) 回收琥珀酸二烷基酯或马来酸二烷基酯的方法
CN218989128U (zh) 一种硝基甲烷连续精馏纯化的***
CN204022709U (zh) 一种丁醇脱水回收高纯丁醇的装置
CN1232326C (zh) 共沸蒸馏方法
CN102718652B (zh) 一种精制乙酸乙酯的***及其应用
BR102014025284B1 (pt) sistema integrado para aumento da recuperação de etanol e coprodução de álcool isoamílico, processo integrado para aumento da recuperação de etanol e coprodução de álcool isoamílico e, produtos assim obtidos

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20101006