CN100425587C

CN100425587C - 共沸蒸馏方法

Info

Publication number: CN100425587C
Application number: CNB200580003772XA
Authority: CN
Inventors: 沼田元千; 矶贝隆行; 渡边隆文
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: WO2005075404A1; CN1914146A

Abstract

提供了一种使用与水共沸的共沸剂将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏方法。一种用于将水、乙酸和乙酸甲酯蒸馏分离为单独组分的共沸蒸馏方法，包含下列步骤(1)～(5)：(1)在比大气压更高的塔顶压力下和有共沸剂存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成含有乙酸的塔底回收馏分和含有水、乙酸甲酯和共沸剂的塔顶馏出物蒸气；(2)冷凝步骤(1)中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；(3)通过减压使乙酸甲酯从步骤(2)中获得的冷凝液中蒸发的步骤，从而回收乙酸甲酯；(4)将步骤(3)中获得的残余液体经液液分离为水相和油相的步骤；以及(5)将步骤(4)中获得的油相作为共沸剂提供给步骤(1)的步骤。

Description

共沸蒸馏方法

技术领域

本发明涉及一种使用与水共沸的共沸剂将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏的方法。

发明背景

在以乙酸为溶剂氧化对二甲苯合成对苯二酸的过程中形成的蒸气中，和对其冷凝液、反应产物浆液等进行固液分离获得的母液及其蒸气中，含有由水、乙酸经过歧化反应形成的乙酸甲酯等。

通常采用脱水蒸馏的方法从该混合物中回收乙酸溶剂。在这种蒸馏方法中，由于相对挥发度接近于1，所以水和乙酸的可分离性较差，因此采用使用与水共沸的共沸剂共沸蒸馏的方法。在这种共沸蒸馏方法中，如果在上述混合物中含有的乙酸甲酯积累在循环使用的共沸剂中，会有使分离性能变差的问题，并且在专利文献1中公开了一种解决该问题的方法。

此外，例如在专利文献2和3中公开了一种通过蒸馏形成的馏出物蒸气的冷凝热产生低压蒸气的回收能量的方法。特别地，与不采用共沸剂的普通蒸馏方法相比，如果馏出物蒸气的温度下降，共沸蒸馏法不利于产生低压蒸气。因此，在专利文献3中公开了一种通过向共沸蒸馏塔顶加压以提高馏出物蒸气温度的方法。

在专利文献3中，至少一部分循环使用的共沸剂需要进行蒸馏处理从而除去积累在循环使用的共沸剂中的乙酸甲酯。

专利文献1：JP-A-2002-326001

专利文献2：JP-A-5-213816

专利文献3：美国专利申请2003-0150706

发明内容

本发明要解决的问题

然而在共沸蒸馏时，由于需要能量，无法高效率地通过对循环使用的共沸剂进行蒸馏处理除去乙酸甲酯。此外，从装置考虑，需要用于处理的蒸馏塔及其附加设备。

在这种情况下，本发明的目的在于提供一种回收乙酸甲酯的新方法，在高压下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏时，能够简化装置并且减少能量消耗。

解决问题的方法

根据本发明，通过采用经过下列步骤(1)～(4)将水、乙酸和乙酸甲酯共沸蒸馏为单独组分的共沸蒸馏方法，能够解决上述问题。即，本发明的要点在于下列1～8。

1.一种用于将水、乙酸和乙酸甲酯蒸馏分离为单独组分的共沸蒸馏方法，其包含下列步骤(1)～(5)：

(1)在比大气压更高的塔顶压力下和有共沸剂的存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成含有乙酸的塔底回收馏分和含有水、乙酸甲酯和共沸剂的塔顶馏出物蒸气；

(2)冷凝步骤(1)中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；

(3)通过减压使乙酸甲酯从步骤(2)中获得的冷凝液中蒸发的步骤，从而回收乙酸甲酯；

(4)将步骤(3)中获得的残余液体经液液分离为水相和油相的步骤；以及

(5)将步骤(4)中获得的油相作为共沸剂提供给步骤(1)的步骤。

2.如上述1所述的共沸蒸馏方法，其中塔顶馏出物蒸气的温度为95～130℃。

3.如上述1或2所述的共沸蒸馏方法，其中将步骤(3)中获得的蒸发物质进行蒸馏，从而回收上述蒸发物质中含有的乙酸甲酯。

4.如上述1或2所述的共沸蒸馏方法，其中将步骤(3)中获得的蒸发物质与步骤(4)中获得的水相一起进行蒸馏，从而回收蒸发物质和水相中含有的乙酸甲酯。

5.如上述1～4中任何一项所述的共沸蒸馏方法，其中待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物为在以乙酸为溶剂氧化对二甲苯合成对苯二酸的过程中获得的水、乙酸和乙酸甲酯的混合物，并且将回收的乙酸甲酯重新返回氧化步骤中。

6.如上述1～5中任何一项所述的共沸蒸馏方法，其中在共沸蒸馏中使用的共沸剂为具有5或6个碳原子的乙酸酯。

7.如上述1～5中任何一项所述的共沸蒸馏方法，其中在共沸蒸馏中使用的共沸剂为选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯和乙酸异丁酯中的至少一种化合物。8.如上述1～7中任何一项所述的共沸蒸馏方法，其中步骤(2)中产生的冷凝热被用于热交换以产生蒸气。

本发明的效果

根据本发明，能够提供一种回收乙酸甲酯的新方法，其在高压下将待蒸馏的含有乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏时，能够简化装置并且减少能量消耗。

附图说明

图1所示为用于本发明的共沸蒸馏方法的流程的示意图；以及

图2所示为用于传统共沸蒸馏方法(对照例)的流程的示意图。

符号的意义

1：共沸蒸馏塔

2：冷凝器

3：冷凝液槽

4：减压槽

5：第二蒸馏塔

6：冷却器

7：油水分离器

A：待蒸馏的混合物

B：塔底回收馏分

C：塔顶馏出物蒸气

D：冷凝液

D1：水

D2：蒸气

E：蒸发物质

F：液体组分

G：油相

H：水相

I：气体管道

具体实施方式

本发明的共沸蒸馏的方法为使用与水共沸的共沸剂将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏的方法。

上述待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物为，例如，在以乙酸为溶剂将对二甲苯氧化为对苯二酸的合成对苯二酸的过程中形成的，通过将反应蒸气或其冷凝液固液分离获得的母液或其蒸气，或反应产物浆液。在这种情况下，该混合物含有由氧化反应形成的水、作为溶剂的乙酸、以及由乙酸的歧化反应形成的乙酸甲酯。

将上述待蒸馏的混合物经过下列步骤(1)共沸蒸馏为单独组分。

(1)在比大气压更高的塔顶压力下，并在共沸剂的存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成塔底回收馏分，其中含有乙酸，以及塔顶馏出物蒸气，其中含有水、乙酸甲酯和共沸剂。

上述共沸剂为能够与水形成共沸混合物的化合物。通过使用这种共沸剂，能够有效地进行水和乙酸的共沸蒸馏。而共沸剂可以使用多相共沸剂。特别可以使用具有5或6个碳原子的乙酸酯，例如乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯或乙酸异丁酯。其中特别优选使用乙酸正丁酯。可以使用一种或多种该共沸剂，但优选只使用一种。

在大气压下(1atm)水与乙酸正丙酯的最小共沸点为85℃，与乙酸异丙酯为77℃，与乙酸正丁酯为91℃，并且与乙酸异丁酯为88℃。因此，在最小共沸点会随着加压而升高的情况下，与其他共沸剂相比，乙酸正丁酯能够在较低的压力水平下达到指定的温度。压力水平越高，蒸馏塔中蒸气的总量越小，这样从小型塔考虑是有利的。然而，如果压力过高，在塔底的乙酸回收部分中，由于压力水平较高而温度升高，这与共沸剂种类无关，并且需要特别注意防止腐蚀例如高等级材料的使用，这是不希望有的。

在上述步骤(1)中的“在比大气压更高的塔顶压力下”指的是在上述步骤(1)中使用的蒸馏塔的塔顶压力超过大气压，具体说，是指塔顶馏出物蒸气的温度为95℃～130℃时的压力，优选为塔顶馏出物蒸气的温度为95℃～110℃时的压力。当蒸馏操作的压力以这样的方式增大时，塔中的蒸气量减少，因此可以减小蒸馏塔的尺寸。特别当化工装置的生产能力正在提高时该效果特别有价值。此外，共沸组合物的沸点基本高于大气压下的沸点，因此产生馏出物蒸气冷凝热的低压蒸气的压力水平也能增大。例如，可以在0.07MPa(绝对压力)下回收蒸气(90℃)，从而通过蒸气涡轮高效率地回收能量。

如果上述压力太低，难以充分获得上述效果(增大低压蒸气的压力水平)。另一方面，如果上述压力过高，从乙酸的腐蚀性环境考虑，蒸馏塔的塔底有成为恶劣温度区域的趋势，并且此外，需要高压设备，因此设备的成本有增大的趋势。

通过上述步骤(1)的蒸馏，含有水和共沸剂的共沸组合物、以及乙酸甲酯被蒸馏，并且上述乙酸从塔底被回收。因此，在塔底回收了含有乙酸作为主要组分并且水的含量比加入蒸馏塔的混合物更小的混合物，例如，水的含量至多为10wt％而加入的混合物中水的含量为20～30wt％。并且，在待蒸馏的混合物为在以乙酸为溶剂将对二甲苯氧化为对苯二酸的合成对苯二酸的过程中形成的，通过将例如反应蒸气或其冷凝液固液分离获得的母液或其蒸气，或反应产物浆液的情况下，可以将回收的乙酸作为溶剂或清洁液重新返回合成对苯二酸的过程中使用。

此外，由上述蒸馏塔蒸馏出的塔顶馏出物蒸气含有水、乙酸甲酯和共沸剂作为主要组分(通常含有至少50％，优选至少70％的水、乙酸甲酯和共沸剂)，并且含有至多1wt％的含量较小的乙酸。这里，乙酸甲酯是乙酸的歧化反应形成的产物。

在本发明中，“塔顶部分”指的是对应于从蒸馏塔塔顶开始其高度至少为整个塔的1/3的部分。通常由塔顶回收馏出物蒸气，但可以由对应于从塔顶开始其高度至少为整个塔子的1/3的部分进行回收，优选由对应于从塔顶开始其高度至少为整个塔子的1/10的部分进行回收。

而上述塔顶馏出物蒸气的处理方法，可以采用下列步骤(2)～(5)。

(2)冷凝步骤(1)中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；

(4)将步骤(3)中获得的残余液体液液分离为水相和油相的步骤；以及

(5)将步骤(4)中获得的油相作为共沸剂提供给步骤(1)的步骤。

上述步骤(2)是在95～130℃的温度下冷凝塔顶馏出物蒸气的步骤。在步骤(3)中，通过冷凝液的减压使乙酸甲酯蒸发。因此，在步骤(2)中，优选保持压力高于大气压的状态(压力与蒸馏塔内的操作压力基本相同)。

上述步骤(2)是冷凝上述塔顶馏出物蒸气的步骤，并且这种冷凝通常在冷凝器中进行。而该冷凝器可以使用例如釜式热交换器或薄膜蒸发器，从而可以利用在上述塔顶馏出物蒸气的冷凝过程中形成的冷凝热产生低压蒸气，例如，0.07atm(绝对压力)的蒸气(90℃)。从能量效率考虑优选用这种方法，能够有效地利用冷凝热。这里，低压蒸气指的是当在上述冷凝器中具有冷却介质功能的水在该冷凝器中通过热交换被加热时获得的低压蒸气。

如上所述，蒸馏塔塔顶的温度通常为95～130℃。因此，通过利用冷凝热，可以产生压力水平为0.05～0.20MPa、温度在80～120℃范围内的低压蒸气。如果在上述冷凝器中产生的蒸气温度在上述范围内，可以将其例如提供给蒸气涡轮从而有效地回收能量，由于应用范围增大而优选使用。蒸气的压力水平越高，每单位质量回收的能量越大，因此优选使用。

在上述步骤(3)中，通过减压使压力状态高于大气压的上述冷凝液进流蒸发(flushevaporation)，由此进行气液分离。具体说，将在上述步骤(2)中获得的冷凝液导入设置在指定压力下的减压槽进行气液分离。该指定压力优选为大气压，但可以通过例如排出器将其设为小于大气压的压力。在这种情况下，作为低沸点组分的乙酸甲酯会被蒸发并回收。这里，为了通过减压蒸馏蒸发乙酸甲酯，在上述冷凝步骤(2)中的冷凝温度变得十分重要。在减压设置的压力为大气压的情况下，冷凝温度被设为最低的“比大气压下乙酸甲酯的沸点56℃更高的温度”。这样进流蒸发的结果是在上述步骤(3)中的残余液体中乙酸甲酯的浓度会下降，并且在油水分离步骤(4)中的油相中乙酸甲酯的含量也会下降，从而能够抑制乙酸甲酯在蒸馏系统中的积累。通过抑制乙酸甲酯在油相(共沸剂)中的积累，能够提高乙酸的脱水效率，并且进一步能够降低蒸馏塔的负载。从这点考虑，油相中乙酸甲酯的浓度至多保持(被抑制)为20wt％，优选至多为15wt％。

在这种情况下，上述步骤(3)中获得的蒸发物质不但含有乙酸甲酯，还含有包含水和共沸剂的共沸组合物。因此，优选蒸馏该蒸发物质以蒸馏并回收上述乙酸甲酯。例如，为了在大气压下蒸馏并分离乙酸甲酯(b.p.＝56℃)以及水和乙酸正丁酯的共沸混合物(b.p.＝91℃)，可以使用采用板式塔或填料塔的普通蒸馏方法。

在上述步骤(3)中通过减压使压力降低的冷凝液主要由共沸剂和水组成，并且因此被导入上述步骤(4)中的油水分离。在油水分离前，需要时可以将步骤(3)中获得的冷凝液先冷却，由此不但可以提高油水分离的效率，而且由于温度变低，在油水分离时冷凝液中的乙酸甲酯会被分离至水相中，并且能够进一步抑制乙酸甲酯在循环使用的共沸剂中的积累。油相含有上述共沸剂作为主要组分，并且分离的油相在上述步骤(1)(上述步骤(5))中作为共沸剂被循环用于共沸蒸馏塔。另一方面，水相主要为水，但含有少量的乙酸甲酯和共沸剂，并且因此优选通过蒸馏处理将乙酸甲酯和共沸剂蒸馏并回收。

在这时，进一步优选将上述步骤(3)中蒸发的蒸发物质导入蒸馏步骤，以蒸馏上述步骤(4)中获得的部分或全部水相，由此能够在分离并回收上述步骤(4)中通过油水分离获得的水相中的乙酸甲酯和共沸剂的同时，对上述步骤(3)中获得的蒸发物质中的乙酸甲酯和共沸剂进行分离并回收。

而上述待蒸馏的混合物为，当使用在以乙酸为溶剂将对二甲苯氧化为对苯二酸的合成对苯二酸的过程中形成的，通过将反应蒸气或其冷凝液固液分离获得的母液或其蒸气，或反应产物浆液的情况下，可以将回收的乙酸甲酯通过例如水解将其转换为其他化合物例如甲醇而有效地利用，但优选将其直接返回上述氧化反应步骤。如果将其返回上述氧化反应步骤，可以抑制在氧化反应步骤中作为溶剂使用的乙酸通过歧化反应形成乙酸甲酯，从而能够减少乙酸的损失。

现在，将参考如图1所示的流程具体描述本发明的共沸蒸馏方法的一个实施方式，其中上述待蒸馏的混合物A是在以乙酸为溶剂将对二甲苯氧化形成对苯二酸的合成对苯二酸的过程中形成的。这里，通过上述氧化会形成水，并且通过乙酸的歧化反应会形成乙酸甲酯。共沸剂为乙酸正丁酯。并且，待蒸馏的混合物A含有水、乙酸和乙酸甲酯作为主要组分。

待蒸馏的混合物A和共沸剂(乙酸正丁酯)被引入蒸馏塔1，通过共沸蒸馏进行水和乙酸的分离。并且，乙酸会作为塔底回收馏分B从蒸馏塔1的塔底被回收。另一方面，通过蒸馏被蒸馏出的塔顶馏出物蒸气D(应为C)可以由塔顶被蒸馏。上述塔顶馏出物蒸气C含有水、乙酸正丁酯和乙酸甲酯作为主要组分，并且进一步含有低浓度的乙酸和惰性气体例如氮气。在这时，含有惰性气体例如氮气作为主要组分的不凝气体从塔顶排出。通过气体管道1的阀控制压力，从而使塔顶温度在95～130℃的范围内。

然后，将上述塔顶馏出物蒸气C导入冷凝器2进行冷凝。在这时，水D₁接受来自上述塔顶馏出物蒸气C的冷凝热，并且会产生蒸气D₂。

通过上述冷凝器2冷凝的冷凝液D和不凝气体被储存在槽3中，并且进行气液分离后，被导入减压槽4。该减压槽4是其中压力被设为低于冷凝液D压力的槽，并且随着压力的下降，部分冷凝液D会蒸发。当时减压槽4的压力只要低于在冷凝液D的温度下乙酸甲酯的蒸气压就可以了，但优选为大气压或低于大气压。

上述蒸发物质E主要由乙酸甲酯组成，但含有水和乙酸正丁酯的共沸组合物。该蒸发物质E会被导入第二蒸馏塔5，并且进行共沸蒸馏。

在上述减压槽5中剩余的液体组分F需要时进一步由冷却器6进行冷却，并且然后导入油水分离器7，从而被分离为油相G和水相H。油相G主要由乙酸正丁酯组成，并且水相H主要由水组成。并且，液体组分F中剩余的乙酸甲酯被包含在油相G中，但也有部分被包含在水相H中。

上述油相G会作为共沸剂被循环用于蒸馏塔1，并且上述水相H会被导入上述第二蒸馏塔5进行共沸蒸馏。

在第二蒸馏塔5中，上述蒸发物质E和水相H被蒸馏，由此可以从塔顶回收乙酸甲酯，从塔中部回收乙酸正丁酯，并且从塔底回收水。

回收的乙酸正丁酯能够作为共沸剂重新使用。此外，回收的乙酸甲酯优选返回上述氧化反应步骤中，因此可以抑制乙酸在该氧化反应中通过歧化反应被转化为乙酸甲酯，从而降低作为溶剂的乙酸的损失。

实施例

现在本发明将参考实施例进一步进行详细描述。然而应理解为本发明并不仅限于下列实施例。

实施例1

将含有对二甲苯和催化剂(乙酸钴和乙酸锰的乙酸溶液，以及溴化氢)的乙酸溶液、由下一阶段的固液分离步骤循环的分离出的母液、以及空气持续提供给搅拌槽，并且通过调整液面进行氧化反应，从而在190℃的操作温度和1.23MPa(绝对压力)的操作压力下滞留时间为1小时。此外，通过多级冷凝器将馏出物蒸气最后冷却至40℃，并且通过将废气中的氧气浓度调整为2.5vol％进行操作。此外，由各个冷凝器获得的冷凝液集合到一起并回流到氧化反应器，并且其一部分被回收，从而使由反应器中回收的浆液的母液中水的浓度为10wt％。由氧化反应器中回收的浆液的浆液浓度为35wt％，并且在反应母液中钴/锰/溴的浓度为300/300/1000wtppm。

将由氧化反应器中回收的浆液与空气一起持续提供给搅拌槽，并且通过调整液面进行低温加成氧化反应，从而在181℃的操作温度和1.15MPa(绝对压力)的操作压力下滞留时间为15分钟。此外，最后通过多级冷凝器将馏出物蒸气最后冷却至40℃，并且通过将废气中的氧气浓度调整为6vol％进行操作。此外，由各个冷凝器获得的冷凝液集合到一起并回流到低温加成氧化反应器。

将由低温加成氧化反应器中回收的浆液进行结晶化至90℃，并且然后，将由该结晶化获得的浆液导入旋转真空过滤器，并且进行固液分离和洗涤。这里的操作压力为大气压。通过蒸气旋转干燥器将分离的粗制对苯二酸团块干燥，从而制得粗制对苯二酸晶体。

使用含有乙酸的水作为待蒸馏混合物和乙酸正丁酯作为共沸剂的混合物，根据如图1所示的方法进行持续的蒸馏过程。而进行共沸蒸馏的共沸蒸馏塔1，使用具有70块板的蒸馏塔。

提供的待蒸馏混合物为每单位时间38.2重量份的混合物1(其含有88wt％乙酸以及12wt％水)、每单位时间70.9重量份的混合物2(其含有19wt％乙酸、3wt％乙酸甲酯以及78wt％水)、以及每单位时间5.7重量份的混合物3(其含有64.8wt％乙酸、0.1wt％乙酸甲酯以及35.1wt％水)。将混合物1提供给离塔顶第70块塔板(最低的板)，将混合物2提供给离塔顶第60块塔板，并且将混合物3提供给离塔顶第40块塔板。

通过安装用于对将塔顶馏出物蒸气冷凝处理后的物质进行气液分离获得的不凝气体的阀，将共沸蒸馏塔1塔顶的操作压力控制在0.16MPa。当时塔顶馏出物蒸气的温度为98℃。在共沸蒸馏塔1中，每单位时间101.0重量份的含有8wt％水的回收的乙酸B作为塔底物从塔底被回收。该回收的乙酸被导入乙酸槽，并且作为待使用的乙酸被重新用于各种对苯二酸的合成过程中，例如氧化反应溶液、清洁液、吸收液等。

从共沸蒸馏塔1的塔顶可以获得含有水和乙酸正丁酯的共沸组合物、乙酸甲酯、以及非常少量的乙酸的馏出物蒸气，并且在保持共沸蒸馏塔1塔顶的操作压力的状态下，通过冷凝器2对该蒸气进行冷凝处理。这里，使用水作为冷却介质，并且依靠冷凝热获得的蒸气实现能量回收。该蒸气是温度为90℃并且压力为0.07MPa下的饱和蒸气，并且每单位时间产生的量为30.0重量份。

冷凝处理后的混合物被导入槽3并进行气液分离。不凝物质进一步进行冷却处理(未标出)，从而获得含有惰性气体作为主要组分的气体。在气体管道1上安装控制阀从而将该惰性气体从系统中排出，并且由此将蒸馏塔塔顶的压力控制为0.16MPa(绝对压力)。因此，在与塔顶压力基本相同的压力下进行上述冷凝处理。

将槽3中获得的冷凝液在减压槽4中进行进流蒸发处理。当时减压槽的操作温度为85℃。通过进流蒸发，可以获得每单位时间4.0重量份的含有37wt％乙酸甲酯的蒸发物质。将该蒸发物质导入第二蒸馏塔5进行蒸馏操作。另一方面，在通过油水分离器7进行液液分离为油相和水相之前，将在减压槽4中获得的液体通过冷却器冷却至50℃。这样冷却不但提高了油水分离的效率，而且由于温度变低，在油水分离时冷凝液中的乙酸甲酯会被分离至水相一侧中，由此能够进一步抑制乙酸甲酯在循环使用的共沸剂中的积累。

在油水分离器7中进行油水分离，并且含有乙酸正丁酯作为主要组分的油相被循环返回共沸蒸馏塔1的塔顶(每单位时间65重量份)。此外，将水相导入第二蒸馏塔，并且与减压槽4中获得的蒸发物质一起进行蒸馏操作，从而由塔顶获得含有90wt％乙酸甲酯的馏出液(每单位时间2.1重量份)，由中部获得含有24wt％乙酸正丁酯的侧取馏出液(每单位时间4.2重量份)，并且由塔底获得含有非常少量乙酸的作为塔底物的水(每单位时间20.4重量份)。

获得的馏出液(乙酸甲酯)被导入合成对苯二酸晶体的过程中的氧化反应步骤中的“含有催化剂的乙酸溶液”，并且侧取馏出液被导入油水分离器7。此外，相应于41wt％塔底物的量的作为回流的水(水的回流比例：0.7)回流到共沸蒸馏塔1的塔顶。并且获得相应于59wt％塔底物的量的蒸馏处理后的水。

这样，在塔顶加压的共沸蒸馏方法中，通过将具有压力的冷凝液进行迸流蒸发，可以将冷凝液中含有的部分乙酸甲酯引入第二蒸馏塔5而不经过油水分离器，因此不但可以降低在冷却器4或在用于第二蒸馏塔5的重沸器的能量消耗，而且可以降低乙酸甲酯在油水分离器中油相一侧积累的量。结果是不需要用于从油相液体中除去乙酸甲酯的蒸馏塔或其外围设备、或蒸馏所需要的能量消耗，而可以在使循环使用的共沸剂中的乙酸甲酯的浓度(13wt％)保持在不使共沸蒸馏的分离性能变差的范围内的情况下，持续进行操作超过7个月。

对照例1

将槽3中获得的冷凝液直接导入冷却器6而不导入减压槽4；在油水分离器7中进行油水分离；将相应于30％的含有乙酸正丁酯作为主要组分的油相G的量提供给第三蒸馏塔8；从油相J蒸馏并回收乙酸甲酯，从而使提供给共沸蒸馏塔1的循环使用的共沸剂中的乙酸甲酯变为13wt％；并且塔底团块与油相G混合并且被回收至共沸蒸馏塔1。此外，以与实施例1相同的方式进行操作。

表1

	第二蒸馏塔	第三蒸馏塔	合计
	第二蒸馏塔	第三蒸馏塔	合计	实施例1	1.00	-	1.00
对照例1	1.07	1.72	2.79	实施例1	1.00	-	1.00

结果是，在实施例1和对照例1中，用于重沸器以回收乙酸甲酯所需要的能量消耗的相对值如表1所示。这样，通过采用本发明的技术，不需要第三蒸馏塔及其外围设备，并且能够进一步显著减少蒸馏系统中回收乙酸甲酯所需要的能量消耗。

而从上述实施例的结果显示，可以持续进行乙酸和水的共沸蒸馏操作，而不需要用于从循环使用的共沸剂中除去乙酸甲酯的蒸馏装置，并且不需要用于这种蒸馏所需要的能量(卡路里)消耗。

日本专利申请No.2004-029483(2004年2月5日)包括说明书、权利要求书、附图和摘要的全部公开通过参考其全部内容合并在这里。

Claims

1. 一种用于将水、乙酸和乙酸甲酯蒸馏分离为单独组分的共沸蒸馏方法，其包含下列步骤(1)～(5)：

(1)在比大气压更高的塔顶压力并有共沸剂存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成含有乙酸的塔底回收馏分和含有水、乙酸甲酯和共沸剂的塔顶馏出物蒸气；

(2)冷凝步骤(1)中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；

(5)将步骤(4)中获得的油相作为共沸剂提供给步骤(1)的步骤。

2. 如权利要求1所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，所述塔顶馏出物蒸气的温度为95～130℃。

3. 如权利要求1或2所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，将步骤(3)中获得的蒸发物质进行蒸馏，从而回收所述蒸发物质中含有的乙酸甲酯。

4. 如权利要求1或2所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，将步骤(3)中获得的蒸发物质与步骤(4)中获得的水相一起进行蒸馏，从而回收所述蒸发物质和水相中含有的乙酸甲酯。

5. 如权利要求1或2所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，所述待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物为在以乙酸为溶剂氧化对二甲苯合成对苯二酸的过程中获得的水、乙酸和乙酸甲酯的混合物，并且将回收的乙酸甲酯重新返回到氧化步骤中。

6. 如权利要求1或2所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，在共沸蒸馏中使用的共沸剂为具有5或6个碳原子的乙酸酯。

7. 如权利要求1或2所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，在共沸蒸馏中使用的共沸剂为选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯和乙酸异丁酯中的至少一种化合物。

8. 如权利要求1或2所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，步骤(2)中产生的冷凝热被用于热交换以产生蒸气。