CN105381624A - 基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法 - Google Patents

基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法，包含有具有共沸精馏塔（1）的醋酸回收装置本体，在共沸精馏塔（1）的中间部设置有稀醋酸的输入端口、在共沸精馏塔（1）的顶部设置有共沸剂的输入端口并且在共沸精馏塔（1）的塔底侧面部设置有醋酸的输出端口，通过在共沸精馏塔（1）中间部进入稀醋酸、在共沸精馏塔（1）的顶部进入共沸剂，可以使稀醋酸中的水与共沸剂混合形成与醋酸沸点差距很大的混合液，不再直接从共沸精馏塔（1）顶部进入稀醋酸，因此优化了精馏塔塔径、所需要的塔板数和回流比参数，节约了热蒸汽量。

Description

基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法
一、技术领域
本发明涉及一种醋酸回收装置及方法，尤其是一种基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法。
二、背景技术
醋酸是一种重要的有机化工原料，也是甲醇主要下游衍生产物之一，广泛用于基本有机合成、医药、农药、印染、轻纺、食品、造漆、粘合剂等诸多技术领域中，因此醋酸回收装置及方法是一种重要的轻工工艺方法和装置，现在对于醋酸回收的方法主要有精馏法、萃取法、吸附法、膜分离法以及酯化法，主要采用的是精馏法，塔底得到醋酸，但由于醋酸和水二者沸点接近,相对挥发度不大,属于高度非理想物系，要得到高纯的醋酸,采用普通精馏需要很大的塔径和很多的塔板和很大的回流比一般为回流比高达20-30,这将耗费大量蒸汽增加，浪费了能源，如图1所示，11-精馏塔、12-初级冷却器、13-回流罐、14-初级再沸器、15-回流泵。
三、发明内容
为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法，因此优化了精馏塔塔径、所需要的塔板数和回流比参数，节约了热蒸汽量。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：包含有具有共沸精馏塔的醋酸回收装置本体，在共沸精馏塔的中间部设置有稀醋酸的输入端口、在共沸精馏塔的顶部设置有共沸剂的输入端口并且在共沸精馏塔的塔底侧面部设置有醋酸的输出端口。
由于设计了醋酸回收装置本体，通过在共沸精馏塔中间部进入稀醋酸、在共沸精馏塔的顶部进入共沸剂，可以使稀醋酸中的水与共沸剂混合形成与醋酸沸点差距很大的混合液，不再直接从共沸精馏塔顶部进入稀醋酸，因此优化了精馏塔塔径、所需要的塔板数和回流比参数，节约了热蒸汽量。
本发明设计了，按照使稀醋酸中的水与共沸剂混合形成与醋酸沸点差距很大的混合液的方式把醋酸回收装置本体的共沸精馏塔的物料输入端口进行分布排列。
本发明设计了，醋酸回收装置本体设置为还包含有蒸汽预热器、冷却器、分相器、汽凝水预热器、再沸器、共沸剂罐和泵体，
稀醋酸的输入端口设置为与蒸汽预热器的被加热输入端口连通并且蒸汽预热器的被加热输出端口设置为与汽凝水预热器的被加热输入端口连通，汽凝水预热器的被加热输出端口设置为与共沸精馏塔的中部输入端口连通并且共沸精馏塔的顶部输入端口设置为通过泵体与共沸剂罐的输出端口连通，共沸精馏塔的顶部输出端口设置为蒸汽预热器的加热输入端口连通，蒸汽预热器的加热输出端口设置为与冷却器的输入端口连通并且冷却器的输出端口设置为与分相器的输入端口连通，分相器的输出端口分别设置为通过泵体与共沸精馏塔的顶部输入端口、共沸剂罐的输入端口连通，共沸精馏塔的底部输出端口设置为与再沸器的加热端口连通并且再沸器的被加热端口设置为与汽凝水预热器的加热端口连通。
本发明设计了，一种基于共沸精馏法的醋酸回收方法，其步骤是：
稀醋酸经过蒸汽预热器和汽凝水预热器两级预热后从共沸精馏塔的中部输入端口进入到共沸精馏塔中，共沸剂由共沸精馏塔的顶部输入端口进入到共沸精馏塔中，在共沸精馏塔中水和共沸剂混合后从共沸精馏塔的顶部输出端口排出，再经蒸汽预热器和冷却器冷却后进入分相器，静止分层后，水由分相器底部排出处理，共沸剂由分相器上部采出由泵体回流至共沸精馏塔的顶部输入端口，循环使用，在共沸精馏塔的塔底侧面以气相状态排出醋酸。
本发明设计了，共沸剂设置为醋酸丁酯并且以重量比按照共沸剂和稀醋酸的0.9-1:1比例把共沸剂加入到稀醋酸中。
本发明设计了，精馏塔塔径设置为φ900-1100、塔板数设置为70-74和回流比设置为3-4。
本发明的技术效果在于：来自前工段的稀醋酸经过精馏塔顶蒸汽以及蒸汽冷凝水预热器两级预热后从精馏塔中部进入共沸精馏塔中，经两级预热后提高了入塔温度，节约了蒸汽的消耗量。共沸剂由精馏塔塔顶加入，在塔中水随共沸剂从塔顶蒸出，经冷凝器冷却后进入分相器，静止分层后，水由分相器底部排出处理，共沸剂由分相器上部采出由泵回流至精馏塔中，循环使用。在精馏塔的塔底侧面、气相采出高浓度、高品质成品醋酸。采用共沸精馏法，可使精馏塔塔径、所需要的塔板数和回流比降低，能耗也能随之降低。通过该装置，从塔底气相采出醋酸，可显著提高醋酸的浓度以及品质。可将醋酸的浓度提高到95%以上。提高企业的产品竞争力，提高企业的竞争实力。采用加入共沸剂回收醋酸，可减小塔径，减少塔板数，显著降低企业的投资，同时降低塔顶蒸汽中醋酸的携带量，提高醋酸的回收率。采用塔顶蒸汽和冷凝水预热器预热含水醋酸，两级预热后提高进料温度，降低蒸汽的消耗量，吨成品可降低蒸汽消耗0.5吨，节省企业的生产成本。采用塔顶水蒸气预热原料液，可显著降低循环水的使用量，节省循环水10%。
在本技术方案中，使稀醋酸中的水与共沸剂混合形成与醋酸沸点差距很大的混合液的醋酸回收装置本体为重要技术特征，在基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法的技术领域中，具有新颖性、创造性和实用性，在本技术方案中的术语都是可以用本技术领域中的专利文献进行解释和理解。
四、附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的背景技术的示意图：
图2为本发明的示意图。
1-共沸精馏塔、2-蒸汽预热器、3-冷却器、4-分相器、5-汽凝水预热器、6-再沸器、7-共沸剂罐、8-泵体。
五、具体实施方式
一种基于共沸精馏法的醋酸回收装置，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、完整地描述，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。
图1为本发明的一个实施例，结合附图具体说明本实施例，包含有共沸精馏塔1、蒸汽预热器2、冷却器3、分相器4、汽凝水预热器5、再沸器6、共沸剂罐7和泵体8，
稀醋酸的输入端口设置为与蒸汽预热器2的被加热输入端口连通并且蒸汽预热器2的被加热输出端口设置为与汽凝水预热器5的被加热输入端口连通，汽凝水预热器5的被加热输出端口设置为与共沸精馏塔1的中部输入端口连通并且共沸精馏塔1的顶部输入端口设置为通过泵体8与共沸剂罐7的输出端口连通，共沸精馏塔1的顶部输出端口设置为蒸汽预热器2的加热输入端口连通，蒸汽预热器2的加热输出端口设置为与冷却器3的输入端口连通并且冷却器3的输出端口设置为与分相器4的输入端口连通，分相器4的输出端口分别设置为通过泵体8与共沸精馏塔1的顶部输入端口、共沸剂罐7的输入端口连通，共沸精馏塔1的底部输出端口设置为与再沸器6的加热端口连通并且再沸器6的被加热端口设置为与汽凝水预热器5的加热端口连通。
一种基于共沸精馏法的醋酸回收方法，下面结合实施例，对本发明进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
本发明的第一个实施例，其步骤是：
稀醋酸经过蒸汽预热器2和汽凝水预热器5两级预热后从共沸精馏塔1的中部输入端口进入到共沸精馏塔1中，共沸剂由共沸精馏塔1的顶部输入端口进入到共沸精馏塔1中，在共沸精馏塔1中水和共沸剂混合后从共沸精馏塔1的顶部输出端口排出，再经蒸汽预热器2和冷却器3冷却后进入分相器4，静止分层后，水由分相器4底部排出处理，共沸剂由分相器4上部采出由泵体8回流至共沸精馏塔1的顶部输入端口，循环使用，在共沸精馏塔1的塔底侧面以气相状态排出醋酸。
在本实施例中，共沸剂设置为醋酸丁酯并且以重量比按照共沸剂和稀醋酸的0.9:1比例把共沸剂加入到稀醋酸中。
在本实施例中，精馏塔塔径设置为φ1000、塔板数设置为72和回流比设置为3.5。
对于日产30吨的醋酸回收装置，按照现有的如图1的方法，精馏塔塔径为φ1600、所需要的塔板数为85和回流比为23-30，使用本实施例，精馏塔塔径为φ1000、所需要的塔板数为72和回流比为3.5，同时需要热蒸汽量节约了30-40%。
通过如图1的方法得到的醋酸，醋酸颜色达到国家优质要求，满足众多行业的要求。同时，塔底醋酸含量达到95%，符合要求。
本实施的技术要点还在于：使用醋酸丁酯作为共沸剂，通过与精馏塔的参数的结合，对稀醋酸的水处理效果最好，不但优化了精馏塔的小型化的参数也提高了醋酸的处理效率。
本发明的第二个实施例，共沸剂设置为醋酸丁酯并且以重量比按照共沸剂和稀醋酸的1:1比例把共沸剂加入到稀醋酸中。
精馏塔塔径设置为φ900、塔板数设置为70和回流比设置为3。
本发明的第三个实施例，共沸剂设置为醋酸丁酯并且以重量比按照共沸剂和稀醋酸的0.95:1比例把共沸剂加入到稀醋酸中。
精馏塔塔径设置为1100、塔板数设置为74和回流比设置为4。
本发明的第四个实施例，共沸剂设置为醋酸丁酯并且以重量比按照共沸剂和稀醋酸的0.91:1比例把共沸剂加入到稀醋酸中。
精馏塔塔径设置为φ910、塔板数设置为73和回流比设置为4。
醋酸丁脂即乙酸丁酯是无色有果香气味的液体。乙酸丁酯微溶于水，能与醇、醚等一般有机溶剂混溶。乙酸丁酯与低级同系物相比，乙酸丁酯难溶于水，也较难水解。但在酸或碱的作用下，水解生成乙酸和丁醇。
本发明具有下特点：
1、由于设计了醋酸回收装置本体，通过在共沸精馏塔1中间部进入稀醋酸、在共沸精馏塔1的顶部进入共沸剂，可以使稀醋酸中的水与共沸剂混合形成与醋酸沸点差距很大的混合液，不再直接从共沸精馏塔1顶部进入稀醋酸，因此优化了精馏塔塔径、所需要的塔板数和回流比参数，节约了热蒸汽量。
2、由于设计了蒸汽预热器2、冷却器3、分相器4、汽凝水预热器5、再沸器6、共沸剂罐7和泵体8，稀醋酸经两级预热后提高了入共沸精馏塔1温度，节约了蒸汽的消耗量。
3、由于设计了醋酸丁酯，通过稀醋酸中的水与醋酸丁酯混合形成的混合液，。
4、由于设计了对结构形状进行了数值范围的限定，使数值范围为本发明的技术方案中的技术特征，不是通过公式计算或通过有限次试验得出的技术特征，试验表明该数值范围的技术特征取得了很好的技术效果。
5、由于设计了本发明的技术特征，在技术特征的单独和相互之间的集合的作用，通过试验表明，本发明的各项性能指标为现有的各项性能指标的至少为1.7倍，通过评估具有很好的市场价值。
还有其它的与使稀醋酸中的水与共沸剂混合形成与醋酸沸点差距很大的混合液的醋酸回收装置本体联接的其它技术特征都是本发明的实施例之一，并且以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为满足专利法、专利实施细则和审查指南的要求，不再对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合的实施例都进行描述。
因此在基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法技术领域内，凡是包含有具有共沸精馏塔1的醋酸回收装置本体，在共沸精馏塔1的中间部设置有稀醋酸的输入端口、在共沸精馏塔1的顶部设置有共沸剂的输入端口并且在共沸精馏塔1的塔底侧面部设置有醋酸的输出端口的技术内容都在本发明的保护范围内。
上述实施例只是本发明所提供的基于共沸精馏法的醋酸回收装置及方法的一种实现形式，根据本发明所提供的方案的其他变形，增加或者减少其中的成份或步骤，或者将本发明用于其他的与本发明接近的技术领域，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于共沸精馏法的醋酸回收装置，其特征是：包含有具有共沸精馏塔（1）的醋酸回收装置本体，在共沸精馏塔（1）的中间部设置有稀醋酸的输入端口、在共沸精馏塔（1）的顶部设置有共沸剂的输入端口并且在共沸精馏塔（1）的塔底侧面部设置有醋酸的输出端口。
2.根据权利要求1所述的基于共沸精馏法的醋酸回收装置，其特征是：按照使稀醋酸中的水与共沸剂混合形成与醋酸沸点差距很大的混合液的方式把醋酸回收装置本体的共沸精馏塔（1）的物料输入端口进行分布排列。
3.根据权利要求1所述的基于共沸精馏法的醋酸回收装置，其特征是：醋酸回收装置本体设置为还包含有蒸汽预热器（2）、冷却器（3）、分相器（4）、汽凝水预热器（5）、再沸器（6）、共沸剂罐（7）和泵体（8），稀醋酸的输入端口设置为与蒸汽预热器（2）的被加热输入端口连通并且蒸汽预热器（2）的被加热输出端口设置为与汽凝水预热器（5）的被加热输入端口连通，汽凝水预热器（5）的被加热输出端口设置为与共沸精馏塔（1）的中部输入端口连通并且共沸精馏塔（1）的顶部输入端口设置为通过泵体（8）与共沸剂罐（7）的输出端口连通，共沸精馏塔（1）的顶部输出端口设置为蒸汽预热器（2）的加热输入端口连通，蒸汽预热器（2）的加热输出端口设置为与冷却器（3）的输入端口连通并且冷却器（3）的输出端口设置为与分相器（4）的输入端口连通，分相器（4）的输出端口分别设置为通过泵体（8）与共沸精馏塔（1）的顶部输入端口、共沸剂罐（7）的输入端口连通，共沸精馏塔（1）的底部输出端口设置为与再沸器（6）的加热端口连通并且再沸器（6）的被加热端口设置为与汽凝水预热器（5）的加热端口连通。
4.根据权利要求1所述的基于共沸精馏法的醋酸回收装置的一种基于共沸精馏法的醋酸回收方法，其特征是：其步骤是：
稀醋酸经过蒸汽预热器（2）和汽凝水预热器（5）两级预热后从共沸精馏塔（1）的中部输入端口进入到共沸精馏塔（1）中，共沸剂由共沸精馏塔（1）的顶部输入端口进入到共沸精馏塔（1）中，在共沸精馏塔（1）中水和共沸剂混合后从共沸精馏塔（1）的顶部输出端口排出，再经蒸汽预热器（2）和冷却器（3）冷却后进入分相器（4），静止分层后，水由分相器（4）底部排出处理，共沸剂由分相器（4）上部采出由泵体（8）回流至共沸精馏塔（1）的顶部输入端口，循环使用，在共沸精馏塔（1）的塔底侧面以气相状态排出醋酸。
5.根据权利要求4所述的基于共沸精馏法的醋酸回收方法，其特征是：共沸剂设置为醋酸丁酯并且以重量比按照共沸剂和稀醋酸的0.9-1:1比例把共沸剂加入到稀醋酸中。
6.根据权利要求4所述的基于共沸精馏法的醋酸回收方法，其特征是：精馏塔塔径设置为φ900-1100、塔板数设置为70-74和回流比设置为3-4。
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