CN101389584A - 共沸蒸馏方法 - Google Patents

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Abstract

一种共沸蒸馏方法，包括：反应步骤、用来分离和精炼反应产物的蒸馏步骤和用来收集蒸馏步骤后的反应物的回收步骤，其中组成反应步骤中反应物的至少一种组分能够作为蒸馏步骤中共沸蒸馏的夹带剂，并且能够作为夹带剂部分反应物被加入到蒸馏步骤中。

Description

共沸蒸馏方法
技术领域
本发明涉及一种共沸蒸馏方法。更具体地，本发明涉及共沸蒸馏方法，所述方法包括反应步骤和用来分离和精制(或纯化)反应产物的蒸馏步骤，其中部分反应物被添加到蒸馏步骤以改进在反应物(或反应的原料)作为蒸馏步骤中共沸蒸馏的夹带剂(或助剂)的系统中的共沸蒸馏的分离性能，因此可以减少分离所需的能量。
背景技术
共沸现象发生在可以提供最大共沸点或最小共沸点的两种或多种组分的组合中。在利用共沸现象的“共沸蒸馏”中，当能够与任意至少两种物质中的至少一种形成共沸混合物的物质(通常称作“夹带剂”或“助剂”)被添加到含有上述很难通过简单蒸馏或分馏彼此分开的至少两种物质的混合物中，蒸馏的分离性能可以得到改进。共沸蒸馏在工业领域应用的例子可以包括：通过乙酸烯丙酯的水解反应生产烯丙醇的步骤(专利文件1和专利文件2)，或纯化2，3-二氯-1-丙醇的步骤(专利文件3)。
专利文件1公开了通过萃取操作从含有乙酸烯丙酯(水解反应的一个反应物组分)、水和烯丙醇(反应产物)的共沸混合物中收集乙酸烯丙酯的方法。然而，在此专利文件1中，收集到的全部乙酸烯丙酯都被添加到反应步骤中，并且专利文件1没有指出或暗示将乙酸烯丙酯作为夹带剂添加到蒸馏塔的作用。
专利文件2公开了一种共沸蒸馏方法，其中乙酸烯丙酯作为水解反应的一个反应物组分被用作水分离的共沸夹带剂。然而，与专利文件1一样，专利文件2也没有指出或暗示将乙酸烯丙酯作为夹带剂添加到蒸馏塔的作用。
另一方面，专利文件3公开了一种共沸蒸馏方法，其中反应的副产物被浓缩，且所得浓缩物被用作夹带剂。然而，在此专利文件3中，所用的夹带剂不是反应物，因此该夹带剂也没有被循环进入反应步骤中。
下文中更加详细地描述了每篇专利文件。
图1是用来说明专利文件1过程的流程图。参照图1，在此过程中，将反应物(103)引入到水解反应器(11)中，反应物(103)包含反应物(101)和已经与反应物(101)混合的、收集到的(或循环的)乙酸烯丙酯(102)，所述反应物(101)主要包含乙酸烯丙酯和水。将已经从水解反应器(11)得到的反应产物液体(104)引入到第一蒸馏塔(12)中，并在此蒸馏，从蒸馏塔中排出含有乙酸水溶液等的塔底液体(105)，并且将排出的液体循环进入乙酸烯丙酯的生产步骤。
另一方面，从蒸馏塔(12)的顶部排出含有烯丙醇、乙酸烯丙酯和水的蒸馏的共沸混合物(106)，并将其引入倾析器(13)。在倾析器中，上述混合物(106)被分离成为两层：富乙酸烯丙酯的油层(110)和贫乙酸烯丙酯的水层(109)。将油层(110)引入萃取塔(14)。在此萃取塔(14)中，通过在萃取操作中使用主要含有水的萃取剂(112)来除去乙酸烯丙酯。塔底液体(111)主要含有烯丙醇和水，并且塔底液体在后蒸馏操作中被精制成含有很少量水的烯丙醇。另一方面，从萃取塔(14)的顶部得到基本不含烯丙醇的含有水和乙酸烯丙酯的液体(113)，并将其作为上述循环液体(102)加入到反应器(11)中。
图2是用来说明专利文件2过程的流程图。参照图2，使主要含有乙酸烯丙酯和水的反应物液体(201)、含有乙酸烯丙酯作为循环反应物组分的循环液体(202)和水一起通过水解反应器(21)来引发乙酸烯丙酯的水解，从而得到烯丙醇和乙酸。由反应器(21)生产的反应产物液体(204)含有乙酸烯丙酯、烯丙醇、水和乙酸，并且此液体被加入到第一蒸馏塔(22)。从第一蒸馏塔(22)的顶部收集部分未反应的乙酸烯丙酯作为乙酸烯丙酯、水和烯丙醇的共沸混合物，并且循环蒸馏液(208)进入上述水解反应器(21)。
另一方面，从第一蒸馏塔(22)的底部得到由此生产的乙酸、烯丙醇、未反应的水和部分未反应的乙酸烯丙酯。将从第一蒸馏塔(22)底部得到的液体(205)加入到第二蒸馏塔(23)。通过使用液体(205)中的乙酸烯丙酯作为共沸夹带剂，从塔的顶部得到烯丙醇、水和乙酸烯丙酯的共沸混合液体(212)，并且从塔的底部得到主要含有乙酸或乙酸和水的液体(209)。将在第二蒸馏塔(23)顶部的蒸馏物(212)的馏分加入到第三蒸馏塔(24)。
从第三蒸馏塔(24)的顶部排出水、乙酸烯丙酯和烯丙醇，并且浓缩此混合物后，将该混合物在倾析器(25)中分离成两层(称为油层和水层)。油层主要含有乙酸烯丙酯。部分或全部此有机相作为共沸夹带剂被循环进入塔(24)以纯化烯丙醇。水层含有少量烯丙醇和乙酸烯丙酯，并与部分上述油层一起返回到水解反应器(21)。
图3是用来说明专利文件3过程的流程图。参照图3，此过程中的液体(301)主要含有在使用烯丙醇作为反应物的环氧氯丙烷生产过程中产生的中间产物(称为2，3-二氯-1-丙醇(下文中被称为“DCH”))，并且还含有作为副产物的1，2，3-三氯丙烷(下文中被称为“TCP”)，以及其它低沸点物质。向第一蒸馏塔(31)中加入液体(301)，并且从第一蒸馏塔(31)顶部加入主要含有TCP的液体(307)作为夹带剂。由于存在有从塔顶部加入的作为夹带剂的TCP，液体(301)中的水形成沸点比DCH-水共沸混合物低的TCP-水共沸混合物，其经过蒸馏并向塔顶部移动，以便提供来自第一蒸馏塔(31)的塔顶蒸馏物(303)。因此，大部分的水在蒸馏中形成TCP-水共沸混合物，并由此抑制了塔顶部蒸馏的DCH的产生。将塔底部的液体(302)加入到在随后过程中使用的精炼设备。将塔顶蒸馏物(303)浓缩、冷却并在倾析器(32)中分离成水层(304)和油层(305)。将水层(304)加入到单独提供的加工设备。将油层(305)加入到第二蒸馏塔(33)中，并作为主要含有TCP的液体(307)第一蒸馏塔(31)。将塔顶蒸馏物(306)引入单独提供的加工设备。
近些年，考虑到对减少二氧化碳排放与节约燃料的需要，在基本不降低分离性能的前提下，人们强烈要求减少共沸蒸馏中分离所需的能量。
[专利文件1]JP-A(未审专利公开；Kokai)第62-149637号
[专利文件2]JP-A第1-85940号
[专利文件3]JP-A第7-25796号
发明内容
本发明的目的在于提供能够减少共沸蒸馏中分离所需的能量而基本不降低分离性能的共沸蒸馏方法。
作为认真研究的结果，本发明人已经发现当在蒸馏步骤中加入部分反应步骤中的反应物组分以便积极地利用部分反应物作为共沸夹带剂时，与反应步骤中反应物有关的蒸馏步骤的分离性能可以得到相当的改进，因而能够减少全部的或总的能量消耗。
根据本发明的共沸蒸馏方法正是基于上述发现。更具体地，本发明的共沸蒸馏方法至少包括：反应步骤、用来分离和精炼(或纯化)反应产物的蒸馏步骤和用来收集蒸馏步骤后的反应物的回收步骤，其中组成反应步骤中反应物的至少一种组分能够作为蒸馏步骤中共沸蒸馏的夹带剂，并且部分能够作为夹带剂的反应物被加入到蒸馏步骤中。
根据具有上述组成的本发明的共沸蒸馏方法中，有可能获得以下优点，即能够通过向蒸馏步骤中加入作为共沸蒸馏夹带剂的部分反应物来改进共沸蒸馏的分离性能。在这种情况中，将要被循环或被循环的未反应反应物的量的增加是不利的因素，但是本发明人已经发现由于本发明中混入蒸馏物液体中高沸点组分的减少、水排放负荷的减少等，这种不利基本可以被忽略。
在本发明中，在反应物也作为共沸夹带剂的情况下，通过向蒸馏步骤中(而不向反应体系中加入部分反应物)加入作为共沸夹带剂的至少部分反应物，可以提高蒸馏步骤的分离性能，因而能够减少蒸馏步骤所需的能量。
本发明可以包括，例如，以下实施方案[1]至[4]。
[1]一种共沸蒸馏方法，至少包括：反应步骤、用来分离和精制反应产物的蒸馏步骤和用来收集蒸馏步骤后的反应物的回收步骤，其中组成反应步骤中反应物的至少一种组分能够作为蒸馏步骤中共沸蒸馏的夹带剂，并且部分能够作为夹带剂的反应物被加入到蒸馏步骤中。
[2]根据[1]的共沸蒸馏方法，其中将部分液体和/或气体加入到蒸馏步骤中，所述液体和/或气体回收自蒸馏步骤后的后续步骤，并含有80质量％或更多作为夹带剂的未反应的反应物。
[3]根据[2]的共沸蒸馏方法，其中蒸馏步骤使用多个蒸馏塔，并且在用于蒸馏步骤的第一塔中加入部分含有80质量％或更多作为夹带剂的未反应的反应物的液体和/或气体。
[4]根据[1]到[3]中任一项的共沸蒸馏方法，其中作为夹带剂的反应物是乙酸烯丙酯，并且反应产物含有烯丙醇和乙酸。
[5]一种生产烯丙醇的方法，包括作为该方法一部分的根据[4]的共沸蒸馏方法。
如上所述，根据本发明，共沸蒸馏的分离性能能够得到改进，因此能够减少蒸馏步骤的能量消耗，并且能够降低蒸馏步骤中所用塔顶部的蒸馏物馏分中高沸点组分的浓度。
附图说明
图1是用来说明专利文件1过程的流程图。
图2是用来说明专利文件2过程的流程图。
图3是用来说明专利文件3过程的流程图。
图4是用来说明本发明实施方案过程的流程图。
图5是用来说明实施例1和3过程的流程图。
图6是用来说明实施例2过程的流程图。
图7是用来说明比较例1和比较例2过程的流程图。
参考数字说明
11：水解反应器
12：蒸馏塔
13：倾析器
14：萃取塔
21：水解反应器
22：第一蒸馏塔
23：第二蒸馏塔
24：第三蒸馏塔
25：倾析器
31：第一蒸馏塔
32：倾析器
33：第二蒸馏塔
41：反应步骤
42：共沸蒸馏塔
43：共沸蒸馏塔(42)用的再沸器
44：反应物回收步骤
51：水解反应器
52：共沸蒸馏塔
53：共沸蒸馏塔(52)用的再沸器
54：倾析器
55：萃取塔
101：水解反应物液体
102：收集的反应物液体
103：加入到水解反应器(11)的液体
104：水解反应器(11)的反应产物液体
105：第一蒸馏塔(12)的塔底排出液体
106：第一蒸馏塔(12)的塔顶蒸气
107：第一蒸馏塔(12)的循环液体
108：倾析器(13)的排出油层液体
109：倾析器(13)的排出水层液体
110：萃取塔(14)的水萃取物
111：萃取塔(14)的液体萃取物
112：萃取塔(14)中萃取后的残留液
201：水解反应物液体
202：收集的反应物液体
203：加入到水解反应器(21)的液体
204：水解反应器(21)的反应产物液体
205：第一蒸馏塔(22)的塔底排出液体
206：第一蒸馏塔(22)的塔顶蒸气
207：第一蒸馏塔(22)的回流
208：第一蒸馏塔(22)的液体蒸馏物
209：第二蒸馏塔(23)的塔底排出液体
210：第二蒸馏塔(23)的塔顶蒸气
211：第二蒸馏塔(23)的循环液体
212：第二蒸馏塔(23)的液体蒸馏物
213：第三蒸馏塔(24)的塔底排出液体
214：第三蒸馏塔(24)的塔顶蒸气
215：第三蒸馏柱(24)的回流
216：倾析器(25)的排出水层液体
217：倾析器(26)的排出油层液体
301：第一蒸馏塔(31)的进料液体
302：第一蒸馏塔(31)的塔底排出液体
303：第一蒸馏塔(31)的塔顶蒸气
304：倾析器(32)的排出水层液体
305：倾析器(32)的排出油层液体
306：第二蒸馏塔(33)的液体蒸馏物
307：从第二蒸馏塔(33)收集的夹带剂液体
401：反应物液体
402：收集的未反应的反应物液体
403：加入到反应步骤(41)的液体
404：反应步骤(41)的反应产物液体
405：共沸蒸馏塔(42)的塔底排出液体
406：共沸蒸馏塔(42)的塔顶蒸气
407：共沸蒸馏塔(42)的循环液体
408：共沸蒸馏塔(42)的液体蒸馏物
409：从反应物回收步骤(44)收集未反应的反应物后的残留液
410：从反应物回收步骤(44)收集的未反应的反应物液体
420：作为夹带剂加入到共沸蒸馏塔(42)的反应物液体
501：水解反应物液体
502：收集的反应物液体
503：加入到水解反应器(51)的液体
504：水解反应器(51)的反应产物液体
505：共沸蒸馏塔(52)的进料液体
506：共沸蒸馏塔(52)的塔底排出液体
507：共沸蒸馏塔(52)的塔顶蒸气
508：倾析器(54)的排出水层液体
509：共沸蒸馏塔(52)的循环液体
510：倾析器(54)的排出油层液体
511：萃取塔(55)的水萃取物
512：萃取塔(55)的液体萃取物
513：萃取塔(55)中萃取后的残留液
514：从高沸点废液中收集的乙酸
515：从下一步收集的乙酸烯丙酯
520：加入到(51)的反应产物液体(504)中的收集的反应物液体
521：加入到共沸蒸馏塔(52)的回流(509)中的收集的反应物液体
实施本发明的最佳模式
下文中，通过参考所需附图来详细描述本发明。
共沸蒸馏方法
根据本发明的共沸蒸馏方法，包括反应步骤以及用来分离和精制(或纯化)反应产物的蒸馏步骤。在本发明中，部分反应物被添加到蒸馏步骤以改进在反应物(或反应的原料)作为蒸馏步骤中共沸蒸馏的夹带剂(或助剂)的系统中的共沸蒸馏的分离性能。
共沸
共沸现象发生在可以提供最大共沸点或最小共沸点(下文中的最大共沸点和最小共沸点均用“共沸点”表示)的至少两种组分的组合(即共沸混合物)中。在共沸点处，源自液体的蒸气组成与该液体组成相同。本发明中的共沸蒸馏操作正是利用了这种共沸现象。
提供共沸混合物的组合
用于提供共沸混合物组分的组合在本发明中没有具体的限制，只要该组合提供一个体系，其中构成反应物的至少一个组分在蒸馏步骤中作为共沸蒸馏夹带剂。例如，在本发明中，可以使用如下合适的组合。
(1)水-乙酸烯丙酯-烯丙醇
夹带剂
在本发明中，“夹带剂”(或在一些情况下称为“共沸剂”)是指这样的组分，即当将组分加入到含有两种或多种不倾向于通过简单蒸馏或分馏彼此分离的物质的混合物中，条件是此组分可以与所述两种或多种物质中的至少一种形成共沸混合物，可以改进蒸馏的分离性能。在本发明中，构成反应物的至少一种组分作为蒸馏步骤中共沸蒸馏的夹带剂。某一组分是否可作为夹带剂的评价标准是，确定用于提供共沸的任一组分的加入是否造成所得共沸点向该组合物提供的最大或最小共沸点移动。
本发明的实施方案
图4是用来说明本发明实施方案过程的流程图。参照图4，含有反应物的液体(401)流向含有在下文反应物回收步骤(44)中循环的反应物的循环液体(402)并与之汇合，并且将所得到的液体混合物作为反应物(403)加入到反应步骤(41)。从反应步骤(41)排出的反应产物液体(404)流向包括作为夹带剂的反应物的流(420)并与之汇合，并且将所得到的液体混合物加入共沸蒸馏塔(42)。
通过对加入到共沸蒸馏塔(42)的反应产物液体(404)的蒸馏操作从塔底得到主要含有高沸点组分的塔底液体(405)，并且从塔顶得到含有共沸混合物的蒸馏物(406)的塔顶馏分，所述共沸混合物包含夹带剂。将蒸馏物(406)的部分塔顶馏分作为回流(407)返回共沸蒸馏塔(42)，并且将残余液体(408)加入到反应物回收步骤(44)。在反应物回收步骤(44)中，除蒸馏与萃取外，还可以使用任何能够收集反应物的分离操作。可以通过例如收集原料所需的费用或收集的循环率等标准为基础来确定所用的具体分离操作。将从反应物回收步骤(44)中收集的反应物(410)作为反应物(402)加入到反应步骤(41)。
此外，包含反应物的流(420)加入的位置不限于反应产物液体(404)加入的位置。例如，可以将包含反应物的流(420)加入到回流(407)。另外，反应物(420)可以是含有收集的反应物的至少部分循环液体(410)或部分新加入的反应物组分。
包含反应物的流(420)中作为夹带剂的反应物浓度优选为80质量％或更高，更有选为90质量％或更高。当反应物浓度低于80质量％，提高加入到蒸馏步骤中流(420)的量以提供所需的共沸组成物，并且再沸器负荷的增加倾向于造成能耗的增加。
共沸夹带剂的加入
向共沸蒸馏塔(42)中加入作为共沸夹带剂液体(420)的合理性与加入的量由以下(I)到(II)的标准所决定。
(I)共沸蒸馏塔(42)效率改进所带来的优点多于反应物回收步骤(44)所造成的缺点。
上述优点是指由共沸蒸馏塔(42)分离性能改进所产生的经济效果。通常，在实施回流操作以减少蒸馏物塔顶馏分中高沸点组分浓度的蒸馏步骤中，共沸蒸馏塔(42)用的再沸器中所需的能量由作为回流加入到蒸馏塔的量增加了。然而，作为实施本发明的结果，当蒸馏物(406)塔顶馏分的组成接近具有最低沸点的共沸组分的组成时，可以获得具有较少回流的预设分离性能，并且可以减少共沸蒸馏塔(42)用的再沸器(43)中所需的能量。或者，由于高沸点组分浓度降低所导致的从蒸馏塔顶部流出的高沸点组分量的降低，所以能够降低随后步骤中的处理费用。
另一方面，作为实施本发明的结果，将要循环的未反应的反应物的量因其被用作夹带剂的量而增加，因此上述缺点是指反应物回收步骤(44)中处理量增加的经济劣势。
(II)此外，还需满足例如操作条件等的限制。通常可以依据所要生产的目标化合物或其生产所用的设备来变换操作条件。因此，应该在下列约束条件等的基础上确定操作条件，即流速(或流量)的目的值、组成等、从塔顶部或/和底部得到的液体之一或全部等。
例如，在下文实施例1的具体过程中，后处理中萃取剂回收步骤(与专利文件1中描述的萃取过程相同)中用到的加热蒸汽的量增加了0.2质量份/小时。另一方面，由于共沸蒸馏塔顶部乙酸(高沸点组分)浓度的显著降低，乙酸在废水中的流速减少了0.04质量份/小时。
因此，实施例1中的情况满足随后的不等式。
乙酸(废水处理与乙酸损失的花费)以0.04质量份/小时减少的优点(每年约为一千万日元)>蒸汽以0.2质量份/小时增加的缺点。(花费每年约为二百万日元)
实施例
在下文中，通过参考具体实施例来更加详细地描述本发明，但是本发明决不局限于这些具体实施例。
实施例1
作为实施例1，通过参照专利文件1的烯丙醇生产过程来实施本发明。
CH3COOCH2CH＝CH2+H2O → CH2＝CHCH2OH+CH3COOH
在下文中，通过参照用来说明实施例1的流程图(图5)来阐释此实施例。
参照图5，将含有已经通过乙酸烯丙酯合成步骤生产的反应物(501)与已经从下文出现的萃取塔(55)中收集的乙酸烯丙酯反应物(502)混合，并将得到的混合物加入到水解反应器(51)。
使用强酸型离子交换树脂作为在水解反应(51)中的催化剂，并且在0.6MPa、78℃和50分钟的停留时间下进行此反应。将混合了反应产物液体(504)和已经从蒸馏塔(55)收集的部分乙酸烯丙酯(520)的流(505)加入蒸馏塔(52)。在0.15MPa的压力下操作蒸馏塔，同时塔顶部的温度范围约为90℃，塔底部的温度范围约为115℃。从塔底部得到主要是包含乙酸和水的液体(506)。将液体(506)返回到乙酸烯丙酯合成步骤并再次使用。将来自于塔顶部的蒸馏物馏分(507)冷却至约50℃，并加入到倾析器(54)。其在倾析器(54)被分为两层，即具有高浓度乙酸烯丙酯的油层，和具有低浓度乙酸烯丙酯的水层。将部分油层液体作为回流(509)返回以改进共沸蒸馏塔(52)的分离性能，并且将剩余油层液体(510)加入到萃取塔(55)。
另一方面，将水层(508)与下文出现的液体(512)一起加入到烯丙醇精炼步骤中。在萃取塔(55)中，在0.110MPa压力与40℃温度的条件下，使从共沸蒸馏塔(52)顶部得到的液体(510)与主要含有水的液体(511)彼此逆流接触，并以(液体510质量流速):(液体511质量流速)＝1:1.4的比例提供所得的流；从塔顶部得到已经除去烯丙醇的乙酸烯丙酯(513)，并且从塔底部得到含有少量乙酸烯丙酯的烯丙醇水溶液(512)。另外，将水层(508)与烯丙醇水溶液(512)混合，并且在下一蒸馏塔中，当从得到的混合液体中除去乙酸烯丙酯后，通过烯丙醇水溶液的蒸馏操作可以从塔顶部得到含有烯丙醇和水的共沸组合物。将已经以此种方式收集的浓度为97.3％的乙酸烯丙酯(513)作为水解反应器(51)中的共沸蒸馏夹带剂(520)和反应物(502)循环。
在此处，水解反应器(51)和倾析器(54)的操作条件如上所述，并且根据操作原则进行8小时测试以便共沸蒸馏塔(52)底部排出物流速为62.9质量份/小时，来自倾析器(54)的油层的回流(509)的流速为52.5质量份/小时，并且这些流速保持恒定。下表1中显示了每个流的组成和流速的平均值。在此期间，共沸蒸馏塔(52)顶部的温度为92.7℃，再沸器(53)中所用蒸汽的量为38.3质量份/小时。此外，生产的烯丙醇的量(即其被转移到下步(508)+(512)中的量)为12.4质量份/小时。
下表1中显示了在此期间实施例1中每个流的流速和组成数据。
表1
 
流的编号 501 502 503 504 505 506 507 508
流速[质量份/小时] 90.0 10.0 100.0 100.0 103.0 62.9 88.5 4.0
质量浓度[％]
烯丙醇 1.0 0.1 0.9 12.5 12.1 0.0 32.5 18.3
水 42.9 2.5 38.8 35.2 34.3 41.5 16.9 75.6
乙酸烯丙酯 28.6 97.3 35.4 15.5 17.9 0.0 50.5 6.0
乙酸 27.6 0.1 24.9 36.8 35.8 58.5 0.1 0.1
 
流的编号 509 510 511 512 513 520
流速[质量份/小时] 52.5 36.0 50.0 73.0 13.0 3.0
质量浓度[％]
烯丙醇 32.6 32.6 0.0 16.0 0.1 0.1
水 17.0 17.0 99.9 76.4 2.5 2.5
乙酸烯丙酯 50.4 50.4 0.0 7.5 97.3 97.3
乙酸 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
实施例2
图6中显示的流程图用来说明实施例2。在图6的说明中，用与图5中相同的参考数字标注显示在图5中的那些相关部件或部分，并省略其说明(即不再重复)。
如图6所示，就水解反应器(51)和倾析器(54)的操作条件和共沸蒸馏塔(52)底部排出物(506)的流速来说，实验进行的条件与实施例1相同，但将从萃取塔收集的乙酸烯丙酯(用流(521)表示)加入到共沸蒸馏塔(52)的回流(509)中，并将流(509)和(521)的流速之和设定成与实施例1相应值(即509)相等或接近相等的值。在此期间，共沸塔(52)塔顶部温度是92.2℃，再沸器(53)中所用蒸汽的量为37.3质量份/小时。此外，此实施例中生产的烯丙醇的量(即其被转移到下步(508)+(512)中的量)为12.4质量份/小时。
下表2中显示了在此期间实施例2中每个流的流速和组成数据。
表2
 
流的编号 501 502 503 504 505 506 507 508
流速[质量份/小时] 90.0 10.0 100.0 100.0 100.0 62.9 89.6 4.1
质量浓度[％]
烯丙醇 1.0 0.1 0.9 12.5 12.5 0.0 31.9 18.4
水 42.9 2.5 38.8 35.2 35.2 41.5 19.7 75.4
乙酸烯丙酯 28.6 97.3 35.4 15.5 15.5 0.0 48.3 6.0
乙酸 27.6 0.1 24.9 36.8 36.8 58.5 0.1 0.1
 
流的编号 509 510 511 512 513 521
流速[质量份/小时] 49.6 35.9 50.0 72.9 13.0 3.0
质量浓度[％]
烯丙醇 32.6 32.6 0.0 16.0 0.1 0.1
水 17.0 17.0 99.9 76.4 2.5 2.5
乙酸烯丙酯 50.3 50.3 0.0 7.4 97.3 97.3
乙酸 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
比较例1
图7中显示的流程图用来说明比较例1。在图7的说明中，用与图5中相同的参考数字标注显示在图5中的那些相关部件或部分，并省略其说明。
如图7所示，就水解反应器(51)和倾析器(54)的操作条件和(506)的流速来说，实验进行的条件与实施例1相同，但将回流(509)的流速增至54.9质量份/小时以抑制乙酸在蒸馏物塔顶部馏分中的浓缩，条件是不将反应物作为夹带剂加入(以便图5中流(520)的流速为0)。在此期间，共沸塔(52)塔顶部温度是93.2℃，再沸器(53)中所用蒸汽的量为41.2质量份/小时。此外，生产的烯丙醇的量(即其被转移到下步(508)+(512)中的量)为12.4质量份/小时。
下表3中显示了在此期间比较例1中每个流的流速和组成数据。
表3
 
流的编号 501 502 503 504 505 506 507 508
流速[质量份/小时] 90.0 10.0 100.0 100.0 100.0 63.0 89.6 2.4
质量浓度[％]
烯丙醇 1.0 0.1 0.9 12.5 12.5 0.0 34.5 19.5
水 42.9 2.5 38.8 35.2 35.2 41.7 21.0 76.0
乙酸烯丙酯 28.6 97.1 35.4 15.5 15.5 0.0 44.1 4.3
乙酸 27.6 0.3 24.9 36.8 36.8 58.5 0.4 0.3
 
流的编号 509 510 511 512 513
流速[质量份/小时] 54.9 34.7 48.6 73.3 10.0
质量浓度[％]
烯丙醇 34.5 34.5 0.0 16.3 0.1
水 21.0 21.0 99.4 75.5 2.5
乙酸烯丙酯 44.1 44.1 0.0 7.6 97.1
乙酸 0.4 0.4 0.6 0.5 0.3
如上所述，实施例1、实施例2和比较例1中所生产的烯丙醇的量彼此几乎相同，但是在实施例1和实施例2中，可以减少再沸器(53)中所用蒸汽的量。
实施例3
在与实施例1相同的条件下进行实验223天，以便将从蒸馏塔收集的乙酸烯丙酯(例如流(520)，浓度:97.3％)作为共沸夹带剂加到水解反应器(51)的出口(504)。在此期间所生产产物的平均量为100.0质量份/小时。
共沸塔(52)塔顶部温度是91.4℃，其塔底部温度是116.9℃，其中压力是0.110MPa。萃取塔(55)顶部压力是0.110MPa。再沸器(53)中所用蒸气的平均量为316质量份/小时，并且烯丙醇生产过程中(包括后处理)用到的蒸汽总量平均为356质量份/小时。此外，基于已经加入到共沸塔(52)中的乙酸总量，来自共沸塔(52)塔底部的乙酸的回收系数是99.9％。
下表4中显示了在此期间实施例3中每个流的流速和组成数据。
表4
 
流的编号 501 502 503 504 505 507
流速[质量份/小时] 697 144 841 841 855 772
质量浓度[％]
烯丙醇 0.2 0.3 0.2 12.1 11.9 31.7
水 48.1 2.2 40.2 36.5 35.9 18.0
乙酸烯丙酯 25.0 97.5 37.4 16.9 18.3 50.3
乙酸 26.6 0.1 22.1 34.4 33.8 0.1
 
流的编号 508 509 510 511 513 520
流速[质量份/小时] 37 439 296 556 159 15
质量浓度[％]
烯丙醇 17.2 32.4 32.4 0.1 0.3 0.2
水 78.9 14.9 14.9 99.8 2.1 1.6
乙酸烯丙酯 3.9 52.6 52.6 0.0 97.5 98.2
乙酸 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.1
 
操作条件 上部温度[℃] 下部温度[℃] 上部压力[kPa]
51 73.3 551.3
52 91.4 116.9 110.2
54 46.8
55 29.9 44.6 110.2
在表4中，按照绝对压力表示压力值。
获得的产物的量：100.0质量份
再沸器(53)中蒸汽的单位消耗：3.16质量份/质量份烯丙醇
蒸馏体系中蒸汽的单位消耗：3.49质量份/质量份烯丙醇
来自共沸塔(52)的乙酸的回收系数：99.9％
比较例2
在与比较例1相同的条件下进行实验167天，以便图5中流(520)的流速为0。在此期间所生产产物的平均量为108.8质量份/小时。
共沸塔(52)塔顶部温度是92.0℃，其塔底部温度是117.4℃，其中压力是0.112MPa。萃取塔(55)上部压力是0.112MPa。再沸器(53)中所用蒸汽的平均量为375质量份/小时，并且烯丙醇生产过程中(包括后处理)用到的蒸汽总量平均为464质量份/小时。此外，基于已经加入到共沸塔(52)中的乙酸总量，来自共沸塔(52)塔底部的乙酸的回收系数是99.6％。
下表5中显示了在此期间比较例2中每个流的流速和组成数据。
表5
 
流的编号 501 502 503 504 505 507
流速[质量份/小时] 633 143 776 776 776 833
质量浓度[％]
烯丙醇 0.8 0.2 0.7 14.7 14.7 36.0
水 48.2 2.2 39.7 35.4 35.4 18.8
乙酸烯丙酯 29.6 97.3 42.1 17.9 17.9 44.9
乙酸 21.4 0.3 17.5 32.0 32.0 0.2
 
流的编号 508 509 510 511 513 520
流速[质量份/小时] 26 508 299 534 143 0
质量浓度[％]
烯丙醇 19.9 36.6 36.6 0.0 0.2 0.0
水 75.7 17.0 17.0 99.5 2.2 0.0
乙酸烯丙酯 4.2 46.2 46.2 0.0 97.3 0.0
乙酸 0.2 0.3 0.3 0.4 0.3 0.0
 
操作条件 上部温度[℃] 下部温度[℃] 上部压力[KPa]
51 77.5 551.3
52 92.0 117.4 112.2
54 44.6
55 29.2 46.8 112.2
在表5中，按照绝对压力表示压力值。
获得的产物的量：108.8质量份
再沸器(53)中蒸气的单位消耗：3.44质量份/质量份烯丙醇
蒸馏体系中蒸气的单位消耗：4.13质量份/质量份烯丙醇
来自共沸塔(52)的乙酸的回收系数：99.6％

Claims (5)

1、一种共沸蒸馏方法，至少包括:反应步骤、用来分离和精炼反应产物的蒸馏步骤和用来收集蒸馏步骤后的反应物的回收步骤，其中组成反应步骤中的反应物的至少一种组分能够作为蒸馏步骤中的共沸蒸馏的夹带剂，并且部分能够作为夹带剂的反应物被加入到蒸馏步骤中。
2、如权利要求1所述的共沸蒸馏方法，其中将部分液体和/或气体加入到蒸馏步骤中，所述液体和/或气体回收自蒸馏步骤后的后续步骤，并含有80质量％或更多作为夹带剂的未反应的反应物。
3、如权利要求2所述的共沸蒸馏方法，其中蒸馏步骤使用多个蒸馏塔，并且在用于蒸馏步骤的第一塔中加入含有80质量％或更多作为夹带剂的未反应的反应物的部分液体和/或气体。
4、如权利要求1至3中任一项所述的共沸蒸馏方法，其中作为夹带剂的反应物是乙酸烯丙酯，并且反应产物含有烯丙醇和乙酸。
5、一种生产烯丙醇的方法，包括作为所述方法一部分的如权利要求4所述的共沸蒸馏方法。
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