CN101172941B - 回收稀醋酸溶液中醋酸的方法 - Google Patents

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本发明涉及一种回收稀醋酸溶液中醋酸的方法，主要解决糠醛、醋酸甲酯水解和费托合成产生的稀醋酸中回收醋酸困难的问题。本发明通过采用包括以下步骤：a)稀醋酸经脉冲填料萃取塔萃取，塔顶得到含萃取剂、醋酸和少量水的萃取相，塔釜得到的萃余相为含微量醋酸的水；b)萃取相进入萃取剂回收塔，塔顶得到以重量百分计含5％～15％水的醋酸I，塔釜得到萃取剂，萃取剂冷却后返回萃取塔；c)醋酸I进入以苯、环己烷、醋酸乙酯、醋酸异丙酯以及醋酸正丁酯中的一种为共沸剂的共沸精馏塔，在其塔顶分相器得到共沸剂和水的两相混合物，水从塔顶采出，共沸剂返回塔内，在塔釜得到纯醋酸的技术方案较好地解决了该问题，可用于糠醛、醋酸甲酯水解和费托合成产生的稀醋酸中回收醋酸的工业生产中。

Description

回收稀醋酸溶液中醋酸的方法 
技术领域
本发明涉及一种回收稀醋酸溶液中醋酸的方法。 
背景技术
醋酸-水混合物通常采用精馏、萃取精馏、共沸精馏等方法进行分离，但这些方法用于稀醋酸的分离时，能耗过大。因此，稀醋酸水溶液的处理常采用的方法如下： 
一、醋酸钠法：采用氢氧化钠中和稀酸溶液中的醋酸生成醋酸钠，然后将其作为低压锅炉供水，使其浓度蒸发至15％～25％，最后将其浓缩盐通过加入浓硫酸转化成醋酸。 
该方法的弊端在于回收的醋酸钠的质量低劣，而氢氧化钠价格昂贵，不经济。目前，该方法已被淘汰。 
二、电渗析法：采用新兴的膜分离技术从稀酸水溶液中回收醋酸。稀酸水溶液用电渗析(ED)回收醋酸以控制排放水的水质，再以电渗析浓缩醋酸，经萃取、精馏制得副产物醋酸。在试验过程中发现，膜易被污染或堵塞，悬浮物的沉积结垢易使水流分布不均，电阻增加，导致极化，被迫停止试生产。 
三、厌氧法：厌氧处理技术是一种生物法，它能有效去除有机污染物并使其通过微生物作用，将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。该法投资大、运行费用高，工艺控制条件要求严格。 
四、间歇式活性污泥法：间歇式活性污泥法是近十几年来活性污泥处理系统中较引人注目的一种废水处理工艺。但该处理工艺的自动控制技术要求较高、工程运行操作管理较为复杂，投资较大，影响其推广应用。并且一般只适用于含有多微量有机物的废水处理，而对于稀酸溶液则应采用回收醋酸的方法。 
五、中国专利文献CN1141302C中介绍了一种以萃取法回收稀酸水溶液中的醋酸，采用三烷基胺类为萃取剂的萃取法。该方法存在萃取效率低，萃取相中水含量比较高的问题。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术在回收稀醋酸溶液中醋酸的过程中存在分离效率低的问题，提供了一种新的回收稀醋酸溶液中醋酸的方法。该方法具有分离效率高的 特点。 
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种回收稀醋酸溶液中醋酸的方法，依次包括以下步骤： 
A)稀醋酸经脉冲填料萃取塔萃取，塔顶得到含萃取剂、醋酸和少量水的萃取相，塔釜得到的萃余相为含微量醋酸的水； 
B)萃取相进入萃取剂回收塔，塔顶得到以重量百分计含5～15％水的醋酸I，塔釜得到萃取剂，萃取剂冷却后返回萃取塔； 
C)醋酸I进入以苯、环己烷、醋酸乙酯、醋酸异丙酯以及醋酸正丁酯中的一种为共沸剂的共沸精馏塔，在其塔顶分相器得到共沸剂和水的两相混合物，水从塔顶采出，共沸剂返回塔内，在塔釜得到纯醋酸； 
其中，萃取塔中的萃取剂为选自12～16个碳原子叔胺中的至少二种的混胺、正烷醇和煤油的组合物，其中混胺的重量百分组成为5～70％，正烷醇的重量百分组成为10～80％，煤油的重量百分组成为5～60％；脉冲填料萃取塔的填料高度相当于2～18块理论塔板，萃取塔的操作条件为：常压操作，萃取温度为10～80℃，稀醋酸与萃取剂进料重量比为0.1～2∶1，脉冲频率为0.01～10秒-1，脉冲压力为100～500kPa。 
上述技术方案中，萃取剂回收塔的塔内有8～50块理论板，操作压力为2～80kPa，回流比为0.1～5，塔顶温度为30～100℃，塔釜温度为70～200℃。共沸精馏塔的工艺条件为常压操作，塔板数5～40块，共沸剂与原料进料重量比0.05～2∶1，塔顶温度为64～98℃，塔釜温度为100～118℃；共沸剂优选方案为选自醋酸异丙酯或醋酸正丁酯。 
本发明中，通过采用脉冲填料萃取塔萃取稀醋酸，同时萃取剂选自12～16个碳原子叔胺中的至少二种的混胺、正烷醇和煤油的组合物的技术方案，本发明人惊奇地发现萃取相中的醋酸含量大大提高了，萃取相中的水含量大大降低了，萃余相中的醋酸量大大降低了，使醋酸的分离效率得到了较大提高，分离水的能耗大大降低，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为回收稀醋酸溶液中醋酸的工艺流程示意图。 
图1中1为萃取塔，2为萃取剂回收塔，3为共沸精馏塔，4为冷却器，5为稀醋酸，6为脉冲空气，7为萃余相，8为萃取相，9为萃取剂，10为醋酸I，11为萃取剂I，12为水相，13为纯醋酸。 
稀醋酸5和萃取剂9分别从塔顶和塔底进入脉冲萃取填料塔1，塔底有脉冲空气6鼓入，经萃取分离后，萃取相8和萃余相7在沉降段分相后分别从塔顶和塔底采出，萃余相 可作锅炉给水；萃取相8进入萃取剂回收塔2，塔顶得到含少量水的醋酸I 10，塔底为萃取剂I 11，经冷却器4冷却后返回萃取塔1；醋酸I10进入共沸精馏塔3，并向塔内一次性加入共沸剂，塔顶蒸汽经冷凝后进入分相器，油相共沸剂返回塔内，水相12采出，塔底得到纯醋酸。 
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但是，本发明的范围并不只限于实施例所覆盖的范围。 
具体实施方式
【实施例1】 
萃取塔内装填3毫米×毫米θ环丝网填料，有效高度1.2米，相当于11块理论板，稀醋酸溶液中醋酸的重量百分含量6.8％、水的百分含量93.2％，萃取剂的重量百分含量：混胺(其中三丁胺和三戊胺重量百分含量分别占35％和65％，以下同)为32.5％、正辛醇为48.7％、160℃以上煤油馏分为18.8％，稀醋酸溶液和萃取剂都以流量0.70千克/小时进入萃取塔的顶部和底部，萃取温度为35℃，空压机压力为150kPa，电磁阀脉冲频率0.05秒 -1，操作稳定后，萃取相和萃余相的温度分别为40℃和37℃，分析得到萃取相和萃余相的组成见下表；以流量0.5千克/小时的萃取相进入理论板数为27块的板式塔，进料位置第12块塔板，操作压力为21kPa，回流比为0.75，采出率为6.54％，操作稳定后，塔顶和塔釜温度分别为70.5℃和118.9℃，分析得塔顶含水5.66％的醋酸I，塔釜得到萃取剂I，萃取剂I经冷却后返回萃取塔；以流量0.2千克/小时的含水5.66％的浓醋酸进入理论板数为18块的板式塔，一次性加入共沸剂环己烷15克，进料位置第6块塔板，常压操作，分相器温度25℃，水相采出量10.5克/小时，操作稳定后，塔顶和塔釜温度分别为100℃和117.6℃，塔顶采出为纯水，塔釜得到含水0.40％的醋酸。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为97％。 
萃取塔萃取结果 
Figure G061B7869X20061124D000031
【实施例2】 
保持萃取塔的其它条件如实施例1，改变萃取剂的组成，混胺重量含量为21.2％、正辛醇重量含量为42.6％、煤油重量含量为36.2％，分析得萃取相和萃余相的组成见下表。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为92％。 
萃取塔萃取结果 
【实施例3】 
保持萃取塔的其它条件如实施例1，改变萃取温度为60℃，分析得萃取相和萃余相的组成见下表。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为85％。 
萃取塔萃取结果 
Figure G061B7869X20061124D000042
【实施例4】 
保持萃取塔的其它条件如实施例1，萃取剂流量变为0.50千克/小时，系统稳定后，分析得萃取相和萃余相的组成见下表。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为83％。 
萃取塔萃取结果 
【实施例5】 
保持萃取塔的其它条件如实施例1，仅改变电磁阀脉冲频率为0.03秒-1，操作稳定后，分析得到萃取相和萃余相的组成见下表。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为98％。 
萃取塔萃取结果 
Figure G061B7869X20061124D000051
【实施例6】 
保持萃取塔的其它条件如实施例1，仅改变空压机压力使脉冲压力为400KPa，操作稳定后，分析得到萃取相和萃余相的组成见下表。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为98％。 
萃取塔萃取结果 
Figure G061B7869X20061124D000052
【实施例7】 
萃取塔和萃取剂回收塔操作也如实施例1；改变共沸精馏塔的共沸剂，以流量0.2千克/小时的含水5.66％的醋酸I进入理论板数为18块的板式塔，一次性加入共沸剂醋酸异丙酯15克，同时每小时向分相器内补充1克醋酸异丙酯，进料位置第6块塔板，常压操作，分相器温度25℃，水相采出量11.6克/小时，操作稳定后，塔顶和塔釜的温度分别为72.6℃和117.7℃，塔顶采出水相分析后得：醋酸异丙酯质量含量为8.62％、水质量含量为91.38％，塔釜分析得到含水0.31％的醋酸。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为97％。 
【比较例1】 
取出萃取塔中的填料，并且不采用空气脉冲，萃取塔其它操作条件如实施例1不变，操作稳定后，分析得到萃取相和萃余相的组成见下表。经整个工艺流程分离后，醋酸的回收率为75％。 
萃取塔萃取结果 
Figure G061B7869X20061124D000061

Claims (4)

1.一种回收稀醋酸溶液中醋酸的方法，依次包括以下步骤：
A)稀醋酸经脉冲填料萃取塔萃取，塔顶得到含萃取剂、醋酸和少量水的萃取相，塔釜得到的萃余相为含微量醋酸的水；
B)萃取相进入萃取剂回收塔，塔顶得到以重量百分计含5～15％水的醋酸I，塔釜得到萃取剂，萃取剂冷却后返回萃取塔；
C)醋酸I进入以苯、环己烷、醋酸乙酯、醋酸异丙酯以及醋酸正丁酯中的一种为共沸剂的共沸精馏塔，在其塔顶分相器得到共沸剂和水的两相混合物，水从塔顶采出，共沸剂返回塔内，在塔釜得到纯醋酸；
其中，萃取塔中的萃取剂为选自12～16个碳原子叔胺中的至少二种的混胺、正烷醇和煤油的组合物，其中混胺的重量百分组成为5～70％，正烷醇的重量百分组成为10～80％，煤油的重量百分组成为5～60％；脉冲填料萃取塔的填料高度相当于2～18块理论塔板，萃取塔的操作条件为：常压操作，萃取温度为10～80℃，稀醋酸与萃取剂进料重量比为0.1～2∶1，脉冲频率为0.01～10秒-1，脉冲压力为100～500kPa。
2.根据权利1所述回收稀醋酸溶液中醋酸的方法，其特征在于萃取剂回收塔的塔内有8～50块理论板，操作压力为2～80kPa，回流比为0.1～5，塔顶温度为30～100℃，塔釜温度为70～200℃。
3.根据权利1所述回收稀醋酸溶液中醋酸的方法，其特征在于共沸精馏塔的工艺条件为：常压操作，塔板数5～40块，共沸剂与原料进料重量比为0.05～2∶1，塔顶温度为64～98℃，塔釜温度为100～118℃。
4.根据权利1所述回收稀醋酸溶液中醋酸的方法，其特征在于共沸精馏塔的共沸剂为选自环己烷、醋酸异丙酯或醋酸正丁酯。
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