CN102627556B - 一种萃取精馏分离甲酸乙酯-乙醇-水的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于萃取精馏工艺,具体为一种萃取精馏分离甲酸乙酯-乙醇-水的工艺。该工艺选择的乙二醇作为萃取剂,采用了脱水塔、甲酸乙酯回收塔、乙二醇回收塔三塔模型联合作业,使得三种物质得以分离。本发明能保证萃取剂的循环利用。甲酸乙酯回收塔2塔顶得到90.7%甲酸乙酯,收率接近100%,甲酸乙酯回收塔2塔釜得到99.6%的乙醇,都能够回收利用,节约了资源,减少了环境污染,可以产生巨大的经济效益。
Description
技术领域:
本发明属于萃取精馏工艺,具体为一种萃取精馏分离甲酸乙酯-乙醇-水的工艺。
背景技术
甲酸乙酯,又名蚁酸乙酯。无色低粘度液体。用作硝酸纤维素、乙酸纤维素等的溶剂。还作为食品、香烟、谷类、干燥果品等的杀菌剂、杀幼虫剂和熏蒸剂。有香味,可作食品香精。也是有机合成的中间体。乙醇是重要的工业溶剂,广泛用于医药、涂料、化妆品、油脂等工业。同时,也是重要的有机化工原料,用于合成乙醛、***、醋酸乙酯等。也可用作清洗剂、萃取剂、抗冻剂和消毒剂。
乙醇与水、甲酸乙酯与水共沸,共沸点及组成如下表所示。
物质 | 共沸温度(℃) | 共沸组成 |
乙醇+水 | 78.17(101.3KPa) | 乙醇96%、水4% |
甲酸乙酯+水 | 52.6(101.3KPa) | 甲酸乙酯95%、水5% |
制药行业中产生的大量中间产物有甲酸乙酯、乙醇、水的混合物,但是因它们之间形成共沸物(乙醇与水共沸,甲酸乙酯与水共沸),无法采用普通精馏的方法对两者进行分离,不仅浪费了资源,还容易造成环境污染。查询国家专利及文献并未发现相关的报道。本文提供一种工艺方法实现了甲酸乙酯、乙醇、水的混合物的回收再利用,降低了成本。
发明内容
本发明的目的为针对当前无甲酸乙酯、乙醇与水混合液分离的相关报道,且制药厂对此问题迫在眉睫的情况下,提供了一种萃取精馏分离甲酸乙酯、乙醇与水混合液的方法,且选择的萃取剂乙二醇可以循环利用。具体工艺方法是采用了萃取精馏塔、甲酸乙酯回收塔、萃取剂回收塔三塔模型联合作业,能有效的分离甲酸乙酯与乙醇。其中回收乙醇的含量可达99%以上,回收甲酸乙酯的含量可达90%以上,均达到回用标准。
本发明的技术方案为:
一种萃取精馏分离甲酸乙酯-乙醇-水的工艺,包括以下步骤:
(1)将萃取剂连续加入萃取精馏塔1上半部,原料液连续加入萃取精馏塔1中部,萃取精馏塔1塔顶蒸汽经冷凝,回流液由萃取精馏塔1的塔顶回流,采出液12进入甲酸乙酯回收塔2的中部,萃取精馏塔1的塔釜采出液13进入萃取剂回收塔3中部;
(2)萃取精馏塔1的塔顶采出液进入甲酸乙酯回收塔2后,经过普通精馏,甲酸乙酯回收塔2塔顶上升蒸汽经冷凝,得到甲酸乙酯可回收,甲酸乙酯回收塔2塔釜得到乙醇可回收;
(3)萃取精馏塔1的塔釜采出液进入萃取剂回收塔3后,经过普通精馏,塔顶蒸汽经冷凝,得到乙醇水溶液;塔釜得到纯的乙二醇,从而实现了萃取剂的回收再利用。
所述的萃取剂为乙二醇。
所述的原料液组成为质量分数甲酸乙酯40~70%,乙醇30~60%,水30%以下,温度30℃;
所述的萃取精馏塔1的塔顶温度为57℃,塔釜温度为127℃,塔板数为30~50块,操作压力为101.325KPa,操作回流比为1~3,萃取剂由萃取精馏塔1上半部进料,原料液由萃取精馏塔1中部进料;
所述的甲酸乙酯回收塔2为普通精馏塔,塔顶温度在57.5℃,塔釜温度为81℃,塔板数为30~50块,操作压力为101.325KPa,操作回流比为1~3,萃取精馏塔1的塔顶采出液12由甲酸乙酯回收塔2中部进料;
萃取剂回收塔3为普通精馏塔,塔顶温度为41℃,萃取剂回收塔3塔釜温度为142℃,塔板数为30~50块,操作压力为12.5KPa,操作回流比为1~3,萃取精馏塔1的塔釜采出液13由萃取剂回收塔3中部进料;
原料液之所以难分离,是因为甲酸乙酯与水,乙醇与水形成共沸物。本发明利用乙二醇作为萃取剂,原料经过萃取精馏塔1时可将原料液含水量降到0.1%以下。再经过甲酸乙酯回收塔2进一步分离,塔顶与塔釜分别得到甲酸乙酯与乙醇,其含量均达到回用标准。萃取剂回收塔3得到纯的乙二醇,实现了乙二醇的循环利用。
本发明的有益效果为
经过查阅文献,尚未发现萃取精馏分离甲酸乙酯、乙醇和水的混合液的方法,所以本发明提供了一种分离甲酸乙酯、乙醇和水的工艺方法。在此工艺中,选择了合适的萃取剂乙二醇将甲酸乙酯、乙醇和水的混合液中的水脱去,使得三种物质得以分离。且萃取剂乙二醇可以循环利用。在此工艺下,可以得到含量接近100%的乙醇,也可得到含量为90%以上的甲酸乙酯,且含量达到回用标准。
附图说明
图1是本发明萃取精馏法分离甲酸乙酯-乙醇-水混合体系的工艺流程图。
图1中,1-萃取精馏塔,2-甲酸乙酯回收塔,3-萃取剂回收塔,4、5、6-冷凝器,7、8、9-再沸器,10-原料液,11-乙二醇,12-甲酸乙酯和乙醇,13-含杂质的乙二醇。
具体实施方式
本发明参照附图1详细说明如下,但仅作说明并不是限制本发明。
本发明提供的萃取精馏法分离甲酸乙酯、乙醇与水混合液的工艺包括的步骤详细描述如下:
萃取精馏塔1的塔板数为45,塔径为600~800mm,操作压力为101.325KPa,甲酸乙酯回收塔2的塔板数为45,塔径为400~600mm,操作压力为101.325KPa,萃取剂回收塔3的塔板数为40,塔径为400~600mm,操作压力为12.5KPa。
将萃取剂11(温度为30℃)以500~1000kg/h的流量由第9块塔板连续加入萃取精馏塔1,原料液10(甲酸乙酯40~70%,乙醇30~60%,水30%以下,温度30℃)以1000~2000kg/h的流量由第27块塔板连续加入萃取精馏塔1,萃取精馏塔1塔顶上升蒸汽由萃取精馏塔1塔顶冷凝器5冷凝,操作回流比为1~3,萃取精馏塔1塔顶温度为57~58℃,萃取精馏塔1塔釜温度为127~128℃,回流液进入萃取精馏塔1的塔顶回流,萃取精馏塔1塔顶采出液12(含水量将为0.1%以下)进入甲酸乙酯回收塔2的第25块塔板,萃取精馏塔1的塔釜采出液13(含杂质的乙二醇,乙二醇含量为81~82%)进入萃取剂回收塔3的第28块塔板。
萃取精馏塔1塔顶采出液12进入甲酸乙酯回收塔2后,经过普通精馏,甲酸乙酯回收塔2塔顶上升蒸汽由塔顶冷凝器4冷凝,操作回流比为1~3,甲酸乙酯回收塔2塔顶温度控制在57~58℃,甲酸乙酯回收塔2塔釜温度为81~82℃,甲酸乙酯回收塔2塔顶得到90%以上的甲酸乙酯,甲酸乙酯回收塔2塔釜得到99%以上的乙醇。
萃取精馏塔1的塔釜采出液13进入萃取剂回收塔3后,经过普通精馏,萃取剂回收塔3塔顶上升蒸汽由萃取剂回收塔3塔顶冷凝器6冷凝,操作回流比为1~3,萃取剂回收塔3塔顶温度为41~42℃,萃取剂回收塔3塔釜温度为142~143℃,萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,从而实现了萃取剂的回收再利用。
萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,能保证萃取剂的循环利用。甲酸乙酯回收塔2塔顶得到90%以上甲酸乙酯,收率接近100%,甲酸乙酯回收塔2塔釜得到99%以上的乙醇,都能够回收利用,节约了资源,减少了环境污染。
实施例1:萃取精馏塔1的塔板数为45,塔径为600mm,操作压力为101.325KPa,甲酸乙酯回收塔2的塔板数为45,塔径为400mm,操作压力为101.325KPa,萃取剂回收塔3的塔板数为40,塔径为400mm,操作压力为12.5KPa。
将萃取剂11(温度为30℃)以500kg/h的流量由第9块塔板连续加入萃取精馏塔1,原料液10(甲酸乙酯50%(质量分数、下同),乙醇40%,水10%,温度30℃)以1000kg/h的流量由第27块塔板连续加入萃取精馏塔1,萃取精馏塔1塔顶上升蒸汽由萃取精馏塔1塔顶冷凝器5冷凝,操作回流比为2,萃取精馏塔1塔顶温度为57℃,塔釜温度为127℃,回流液由萃取精馏塔1的塔顶回流,萃取精馏塔1塔顶采出液12(含水量将为0.1%以下)进入甲酸乙酯回收塔2的第25块塔板,萃取精馏塔1的塔釜采出液13(含杂质的乙二醇,乙二醇含量为81.9%)进入萃取剂回收塔3的第28块塔板。
萃取精馏塔1塔顶采出液12以890kg/h的流量进入甲酸乙酯回收塔2的第25块塔板后,经过普通精馏,甲酸乙酯回收塔2塔顶上升蒸汽由塔顶冷凝器4冷凝,操作回流比为2,甲酸乙酯回收塔2塔顶温度控制在57.5℃,甲酸乙酯回收塔2塔釜温度为81℃,甲酸乙酯回收塔2塔顶采出液流量为580kg/h,,甲酸乙酯含量为90.7%,甲酸乙酯回收塔2塔釜采出液流量为310kg/h,乙醇含量为99.6%。
萃取精馏塔1的塔釜采出液13以610kg/h的流量进入萃取剂回收塔3的第28块塔板后,经过普通精馏,萃取剂回收塔3塔顶上升蒸汽由萃取剂回收塔3塔顶冷凝器6冷凝,操作回流比为2,萃取剂回收塔3塔顶温度为41℃,萃取剂回收塔3塔釜温度为142℃,萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,流量为500kg/h,从而实现了萃取剂的回收再利用。
萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,能保证萃取剂的循环利用。甲酸乙酯回收塔2塔顶得到90.7%甲酸乙酯,收率接近100%,甲酸乙酯回收塔2塔釜得到99.6%的乙醇,都能够回收利用,节约了资源,减少了环境污染。经核算,处理一吨原料液可获得效益为8643元。如果某一个制药厂家年产生原料液8000吨的话,可以产生经济效益6914万元。
实施例2:萃取精馏塔1的塔板数为45,塔径为800mm,操作压力为101.325KPa,甲酸乙酯回收塔2的塔板数为45,塔径为600mm,操作压力为101.325KPa,萃取剂回收塔3的塔板数为40,塔径为600mm,操作压力为12.5KPa。
将萃取剂11(温度为30℃)以1000kg/h的流量由第9块塔板连续加入萃取精馏塔1,原料液10(甲酸乙酯50%(质量分数、下同),乙醇40%,水10%,温度30℃)以2000kg/h的流量由第27块塔板连续加入萃取精馏塔1,萃取精馏塔1塔顶上升蒸汽由萃取精馏塔1塔顶冷凝器5冷凝,操作回流比为2,萃取精馏塔1塔顶温度为57℃,塔釜温度为127℃,回流液由萃取精馏塔1的塔顶回流,萃取精馏塔1塔顶采出液12(含水量将为0.1%以下)进入甲酸乙酯回收塔2的第25块塔板,萃取精馏塔1的塔釜采出液13(含杂质的乙二醇,乙二醇含量为81.3%)进入萃取剂回收塔3的第28块塔板。
萃取精馏塔1塔顶采出液12以1780kg/h的流量进入甲酸乙酯回收塔2的第25块塔板后,经过普通精馏,甲酸乙酯回收塔2塔顶上升蒸汽由塔顶冷凝器4冷凝,操作回流比为2,甲酸乙酯回收塔2塔顶温度为57.5℃,甲酸乙酯回收塔2塔釜温度为81℃,甲酸乙酯回收塔2塔顶采出液流量为1160kg/h,,甲酸乙酯含量为90.2%,甲酸乙酯回收塔2塔釜采出液流量为620kg/h,乙醇含量为99.1%。
萃取精馏塔1的塔釜采出液13以1220kg/h的流量进入萃取剂回收塔3的第28块塔板后,经过普通精馏,萃取剂回收塔3塔顶上升蒸汽由萃取剂回收塔3塔顶冷凝器6冷凝,操作回流比为2,萃取剂回收塔3塔顶温度为41℃,萃取剂回收塔3塔釜温度为142℃,萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,流量为1000kg/h,从而实现了萃取剂的回收再利用。
萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,能保证萃取剂的循环利用。甲酸乙酯回收塔2塔顶得到90.2%甲酸乙酯,收率接近100%,甲酸乙酯回收塔2塔釜得到99.4%的乙醇,都能够回收利用,节约了资源,减少了环境污染。经核算,处理一吨原料液可获得效益为8643元,如果某一个制药厂家年产生原料液8000吨的话,可以产生经济效益6914万元。。
实施例3:萃取精馏塔1的塔板数为45,塔径为600mm,操作压力为101.325KPa,甲酸乙酯回收塔2的塔板数为45,塔径为400mm,操作压力为101.325KPa,萃取剂回收塔3的塔板数为40,塔径为400mm,操作压力为12.5KPa。
将萃取剂11(温度为30℃)以500kg/h的流量由第9块塔板连续加入萃取精馏塔1,原料液10(甲酸乙酯50%(质量分数、下同),乙醇30%,水20%,温度30℃)以1000kg/h的流量由第27块塔板连续加入萃取精馏塔1,萃取精馏塔1塔顶上升蒸汽由萃取精馏塔1塔顶冷凝器5冷凝,操作回流比为2,萃取精馏塔1塔顶温度为57℃,塔釜温度为127℃,回流液由萃取精馏塔1的塔顶回流,萃取精馏塔1塔顶采出液12(含水量将为0.1%以下)进入甲酸乙酯回收塔2的第25块塔板,萃取精馏塔1的塔釜采出液13(含杂质的乙二醇,乙二醇含量为71.4%)进入萃取剂回收塔3的第28块塔板。
萃取精馏塔1塔顶采出液12以800kg/h的流量进入甲酸乙酯回收塔2的第25块塔板后,经过普通精馏,甲酸乙酯回收塔2塔顶上升蒸汽由塔顶冷凝器4冷凝,操作回流比为2,甲酸乙酯回收塔2塔顶温度控制在57.5℃,甲酸乙酯回收塔2塔釜温度为81℃,甲酸乙酯回收塔2塔顶采出液流量为551kg/h,,甲酸乙酯含量为90.7%,甲酸乙酯回收塔2塔釜采出液流量为249kg/h,乙醇含量为99.6%。
萃取精馏塔1的塔釜采出液13以700kg/h的流量进入萃取剂回收塔3的第28块塔板后,经过普通精馏,萃取剂回收塔3塔顶上升蒸汽由萃取剂回收塔3塔顶冷凝器6冷凝,操作回流比为2,萃取剂回收塔3塔顶温度为41℃,萃取剂回收塔3塔釜温度为142℃,萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,流量为500kg/h,从而实现了萃取剂的回收再利用。
萃取剂回收塔3塔釜得到纯的乙二醇,能保证萃取剂的循环利用。甲酸乙酯回收塔2塔顶得到90.7%甲酸乙酯,收率接近100%,甲酸乙酯回收塔2塔釜得到99.6%的乙醇,都能够回收利用,节约了资源,减少了环境污染。经核算,处理一吨原料液可获得效益为7879元。如果某一个制药厂家年产生原料液8000吨的话,可以产生经济效益6303万元。
Claims (1)
1.一种萃取精馏分离甲酸乙酯-乙醇-水的工艺,其特征为包括以下步骤:
(1)将萃取剂连续加入萃取精馏塔(1)上半部,原料液连续加入萃取精馏塔(1)中部,萃取精馏塔(1)塔顶蒸汽经冷凝,回流液由萃取精馏塔(1)的塔顶回流,采出液进入甲酸乙酯回收塔(2)的中部,萃取精馏塔(1)的塔釜采出液进入萃取剂回收塔(3)中部;
(2)萃取精馏塔(1)的塔顶采出液进入甲酸乙酯回收塔(2)后,经过普通精馏,甲酸乙酯回收塔(2)塔顶上升蒸汽经冷凝,得到甲酸乙酯回收,甲酸乙酯回收塔(2)塔釜得到乙醇,回收;
(3)萃取精馏塔(1)的塔釜采出液进入萃取剂回收塔(3)后,经过普通精馏,塔顶蒸汽经冷凝,得到乙醇水溶液;塔釜得到纯的乙二醇,从而实现了萃取剂的回收再利用;
所述的萃取剂为乙二醇;
所述的原料液组成为质量分数甲酸乙酯40~70%,乙醇30~60%,水30%以下,温度30℃;
所述的萃取精馏塔(1)的塔顶温度为57℃,塔釜温度为127℃,塔板数为30~50块,操作压力为101.325KPa,操作回流比为1~3,萃取剂由萃取精馏塔(1)上半部进料,原料液由萃取精馏塔(1)中部进料;
所述的甲酸乙酯回收塔(2)为普通精馏塔,塔顶温度在57.5℃,塔釜温度为81℃,塔板数为30~50块,操作压力为12.5KPa,操作回流比为1~3,萃取精馏塔(1)的塔顶采出液12由甲酸乙酯回收塔(2)中部进料;
所述的萃取剂回收塔(3)为普通精馏塔,塔顶温度为41℃,萃取剂回收塔(3)塔釜温度为142℃,塔板数为30~50块,操作压力为12.5KPa,操作回流比为1~3,萃取精馏塔(1)的塔釜采出液由萃取剂回收塔(3)中部进料。
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