CN100575332C - 加盐复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水混合液的方法 - Google Patents

Abstract

加盐复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水混合液的方法，步骤如下：乙酸乙酯、乙醇、水混合液加盐，所述的加盐为：加入10～20的%NaAc；复合萃取剂萃取分离，塔顶得乙酸乙酯，塔顶温度控制在77～78℃；塔釜流出含盐混合萃取剂经再生塔处理，再生塔塔顶部分馏分经乙醇回收塔处理，其余馏分返还使用，含盐萃取剂循环使用。本发明与传统工艺相比工艺步骤比较简单，用水量减少并可循环利用。原料液经加盐复合萃取后，可一次得到99.5%以上的乙酸乙酯，得率可达97%以上，同时得到95%以上乙醇，用水量减少并可以循环利用，无废水排放。该工艺过程简单，能耗低。

Description

加盐复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水混合液的方法

技术领域

本发明涉及一种加盐复合萃取精馏工艺，具体涉及一种加盐复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水及乙酸乙酯-乙醇体系的工艺方法，特别是一种乙酸乙酯的复合萃取精馏分离的复合萃取剂及加盐复合萃取精馏工艺。

背景技术

乙酸乙酯是重要的化工原料和溶剂，广泛用作硝化纤维、醋酸纤维、樟脑、油脂、腊、树胶、各种天然树脂的溶剂，在化工产品生产过程中，主要作为醋酐、香料、药物、及燃料的原料；也用于安全玻璃、纺织品印刷、青霉素精制、荧光灯内部涂料、飞机涂料等工业。还可作为萃取剂。目前，我国生产乙酸乙酯大中型企业达十五家之多，年产品约170000吨，随着助剂、药物及制药工业的发展，乙酸乙酯仍满足不了市场需求。2002年我国仍从外国引进大量的乙酸乙酯。根据市场情况分析，2003～2005年乙酸乙酯系列产品仍有较好的市场。乙酸乙酯可由乙酸、乙酸酐或乙烯酮与乙醇反应制得；也可在乙酸铝催化下，由两分子乙醛反应生成。此外，工业上由丁烷氧化制乙酸时也副产乙酸乙酯。用乙酸和乙醇酯化制乙酸乙酯及乙醇脱氢一步合成乙酸乙酯是目前主要采用的方法。酯化反应或乙醇脱氢一步法合成乙酸乙酯，生成产物均为乙酸乙酯、乙醇、水及微量乙醛、乙醚混合溶液。上述混合溶液中，乙醛、乙醚采用精馏较为容易脱除，但其中乙酸乙酯、乙醇、水形成二元、三元共沸物，组成之间采用精馏难以分离。传统工业采用加水共沸精馏形成含乙酸乙酯83％(wt％)的共沸物，然后加入近两倍水与共沸物混合，混合后进入沉降器，上层进入精馏塔进行精馏，可得99％以上的乙酸乙酯，下层返回共沸塔处理，该过程废水排放较大，废水排放量是成品量的3.45倍，生产过程中水循环量过大加之共沸蒸馏回流比亦需5∶1以上，能耗高，而且在生产过程中采用共沸、混合、沉降分层及精馏工艺，工艺较复杂；目前，国内开发了加水萃取、共沸蒸馏工艺，该工艺萃取分离(加两倍水萃取)、水洗后含乙酸乙酯89％、水5％左右、乙醇6％，上述溶液经水洗塔洗涤需加入2倍水，乙醇可降低至0.5％左右，水洗后溶液再经共沸蒸馏可得99％以上乙酸乙酯，该分离工艺仍比较复杂，用水量为原料液量的4倍之多，故能耗大。清华大学提出的乙酸乙酯加盐(KAc)萃取恒沸精馏联合流程，乙酸乙酯、乙醇和水混合液经加盐萃取，再经共沸蒸馏，工艺仍比较复杂，分离过程仍有一定的废水排放。

发明内容

为了克服传统工艺步骤复杂、废水排放量大、能耗大等不足，本发明将提供一种新的加盐复合萃取溶剂和分离工艺，与传统工艺相比，新工艺比较简单：原料液经加盐复合萃取后，可一次得到99.5％以上的乙酸乙酯，得率可达97％以上，同时得到95％以上乙醇，用水量减少并可循环利用，所以无废水排放。

加盐复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水混合液的工艺是一个复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水体系，工艺如下：

乙酸乙酯、乙醇、水混合液经加盐复合萃取剂萃取分离，塔顶得99.5％以上的乙酸乙酯，塔顶温度控制在77～78℃，塔釜流出含盐混合萃取剂经再生塔处理，再生塔塔顶部分馏分经乙醇回收塔处理，可得95％乙醇，其余馏分分别返还使用(未分离的部分返还到原料；水返还到复合萃取剂)，含盐萃取剂循环使用。

以上所述的加盐为：加入10～20的％NaAc。

具体地说，加盐复合萃取步骤如下：酯化反应精馏后溶液(馏分①)进入复合萃取塔，控制塔顶温度在77.0～78.0℃，萃取剂S2水⑥及萃取剂S1⑤乙二醇和醋酸钠(或醋酸钾)分别在原料上方NS2、NS1位置进料，塔顶为99.5％以上的乙酸乙酯④；复合萃取塔釜含盐混合液经再生塔处理，再生塔顶分别馏出含乙酸乙酯馏分⑧和馏分⑨，馏分⑧送至馏分①，馏分⑨送至稀酒精回收塔处理，馏分②为95％以上乙醇，再生塔底处理后溶剂送至馏分⑤循环使用。

更具体地说：酯化反应精馏后溶液(馏分①：乙酸乙酯20％，水10％，乙醇70％)进入加盐复合萃取塔，控制塔顶温度在77.0～78.0℃，塔顶为99.5％以上的乙酸乙酯，萃取剂S2水及萃取剂S1乙二醇和10～20％醋酸钠(或醋酸钾)在原料上方NS2、NS1位置进料。复合萃取塔釜混合液经再生塔处理，再生塔顶分别馏出馏分⑧(10～15％乙酸乙酯、乙醇、水)和馏分⑨，馏分⑧送至馏分①，再生塔底处理后溶剂送至馏分⑤循环使用，馏分⑨送至乙醇回收塔，经处理馏分②为95％以上乙醇。

复合萃取剂的组成是：萃取剂S2为水；萃取剂S1为乙二醇、醋酸钠(或醋酸钾)，S2∶S1＝0.5～2∶1。可以根据原料的组成不同而调整比例使用。

分离过程的工艺条件：分离过程中各塔釜温度控制、回流比、进料位置及塔板数见表1所示。

表1分离过程工艺条件

本发明提供的加盐复合萃取溶剂和分离工艺，与传统工艺相比工艺步骤比较简单，用水量减少并可循环利用，所以无废水排放。原料液经加盐复合萃取后，可一次得到99.5％以上的乙酸乙酯，得率可达97％以上，同时得到95％以上乙醇。该工艺过程简单，能耗低。

附图说明

图1为加盐复合萃取分离乙酸乙酯-乙醇-水体系的工艺流程图；

图2为加盐复合萃取分离乙酸乙酯-乙醇体系的工艺；

图3为加盐复合萃取实验装置；

图4为加盐复合萃取装置：复合萃取分离结果测定图；

图5为溶剂再生装置：再生塔分离结果测定图。

具体实施方式

实施例1，复合萃取实验装置参照图1、图3，其中1为原料贮槽，2为泵，3为玻璃转子流量计，4为塔釜取样器，5为电热套，6为塔釜，7为塔釜温度计，8为溶剂2贮槽，9为泵，10为溶剂1贮槽，11为泵，12为玻璃转子流量计，13为玻璃转子流量计，14为玻璃纤维棉及夹套，15为填料，16为塔顶取样器，17为回流口，18为塔顶温度计，19为电磁棒，20为冷凝器。采用江苏索普化工公司提供的乙酸乙酯-乙醇-水混合液为原料，经HP色谱仪分析，组成见图4所示，为：：乙酸乙酯0.2327；水0.1014；乙醇0.6659。图中组成均为质量含量。原料液经加盐15％NaAc、复合萃取塔萃取分离，塔顶温度为77～78℃，可得99.5％以上的乙酸乙酯，乙酸乙酯收率达97％以上，塔底得含0.1～0.3％左右的乙酸乙酯、乙醇、水溶液(不计萃取剂S1)。实验在常压下进行，塔内径为22mm，内装φ3*3θ型不锈钢填料，经用标准体系测定，该填料等板高度HETP＝27mm。塔釜用电热套加热，塔顶产品出料及原料、溶剂、进料均用玻璃转子流量计计量，塔顶回流用电磁棒调节，塔釜用真空泵抽出，塔底组成见图4所示，为w＝6916g/h(不计溶剂S1)；Xw乙酸乙酯0.0012；水0.7584；乙醇0.2404。塔底流出液返至溶剂再生塔，再生塔操作条件如表1所示，溶剂经脱酯、脱醇、脱水后循环使用，再生塔处理后，塔顶、塔底组成如图5所示，为塔顶送至乙醇回收塔处理，可得95％乙醇，其它馏分均可循环使用。

实施例2，参考图1、图2，采用南京铜井化工厂产品(10～15％乙酸乙酯，85～90％乙醇)为原料，原料加盐20％NaAc，经图2中精馏塔分离，塔顶可得含乙酸乙酯的乙醇溶液，塔底可得95％以上乙醇，塔顶馏分经加盐复合萃取塔萃取分离，顶部可得99.5％以上乙酸乙酯，得率达97％以上，塔底流出液经再生塔处理，再生塔顶送至乙醇回收塔处理，可得95％乙醇，其余馏分可循环使用。萃取剂S2(水)与萃取剂S1(乙二醇、醋酸钠)的比例为1∶1。

实施例3，与实施例1、2基本相同，但加盐改为10％NaAc。萃取剂S2(水)与萃取剂S1(乙二醇、或醋酸钾)的比例为2∶1。

实施例4，与实施例1、2基本相同，但萃取剂S2(水)与萃取剂S1(乙二醇、醋酸钠)的比例为0.5∶1。

Claims (1)

1、一种加盐复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水混合液的方法，步骤如下：

乙酸乙酯、乙醇、水混合液加盐，所述的加盐为：加入重量百分比10～20％的NaAc；

复合萃取剂萃取分离，塔顶得乙酸乙酯，塔顶温度控制在77～78℃；

塔釜流出含盐混合萃取剂经再生塔处理，再生塔塔顶部分馏分经乙醇回收塔处理，其余馏分返还使用，含盐萃取剂循环使用；

具体步骤是：

酯化反应精馏后溶液-馏分(①)进入加盐复合萃取塔，控制塔顶温度在77.0～78.0℃；

萃取剂(S2)水及萃取剂(S1)乙二醇+盐分别在原料上方(NS2、NS1)位置进料，塔顶为重量百分比99.5％以上的乙酸乙酯；

复合萃取塔釜混合液经再生塔处理，再生塔顶分别馏出馏分(⑧)和馏分(⑨)；

馏分(⑨)送至乙醇回收塔处理，馏分(⑧)为含乙酸乙酯的溶液；

馏分(⑧)送至馏分(①)，再生塔底处理后溶剂送至馏分(⑤)循环使用；

工艺参数如下：复合萃取塔塔顶温度77～78℃，塔底温度95～102℃，回流比3～4，再生塔塔顶温度64～101℃，塔底温度～235℃，回流比1～3；所述的萃取剂(S2)为水；萃取剂(S1)为乙二醇+盐，(S2)∶(S1)的重量百分比＝0.5～2∶1。

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