CN101486642A

CN101486642A - 一种醋酸乙酯的热泵生产方法及其生产装置

Info

Publication number: CN101486642A
Application number: CNA2009100372287A
Authority: CN
Inventors: 叶四华; 佟刚
Original assignee: JIANGMEN TIANCHENG SOLVENT PRODUCTION CO Ltd
Current assignee: JIANGMEN TIANCHENG SOLVENT PRODUCTION CO Ltd
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2009-07-22

Abstract

本发明为一种醋酸乙酯的热泵生产方法，其特征在于包括将来自酯化塔塔顶的混合气压缩成为过热气体，作为热源与酯化塔塔底再沸器换热，所述方法使用的装置，包括酯化釜、酯化塔、酯化再沸器、回收塔、分相器、冷却器、换热器、调节阀，酯化釜与酯化再沸器和酯化塔连接，其特征在于一套热泵的使用。本发明的方法能够节省醋酸乙酯生产中的加热蒸汽和冷却水，极大提高过程的用能效率，并能使能耗下降44％。本方法适用于醋酸乙酯的生产领域。

Description

一种醋酸乙酯的热泵生产方法及其生产装置

技术领域

本发明涉及一种醋酸乙酯的生产方法，特别涉及一种醋酸乙酯的热泵生产方法；本发明还涉及一种上述方法使用的装置。

背景技术

乙酸乙酯，又名醋酸乙酯，是应用最广泛的脂肪酸酯之一，具有优良的溶解性能，是一种快干性的、极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、合成橡胶等生产；也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水；在纺织工业中用作清洗剂；食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂；香料工业中是最重要的香料添加剂，可作为调香剂的组分。醋酸乙酯也可用作粘合剂的溶剂、油漆的稀释剂以及制造染料的原料。

醋酸乙酯制备方法主要有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。目前，国内工业化生产醋酸乙酯普遍采用的是传统硫酸催化酯化法，该方法因主要采用反应精馏等单元操作过程，能耗、物耗相对较高。在化工生产中，精馏通常是能耗较大的单元过程，其耗能约占总能耗的40％。因此，提高精馏过程的热效率，降低过程能耗，是醋酸乙酯生产节能的重要途径。

热泵作为一种能有效提高热效率的节能技术，已广泛应用于各种化工生产过程中。如在异丁烷/正丁烷、丙烷/丙烯、乙烷/乙烯等物系的分离和乙醇生产中，存在着大量成功使用热泵技术的实例，使用结果表明，热泵技术能够极大地降低生产过程能耗，取得显著的经济效益。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种醋酸乙酯的热泵生产方法，该方法结构简单，高效节能，安全可靠。

本发明的另一目的在于提供了一种上述方法使用的装置。

本发明的醋酸乙酯的热泵生产方法，包括原料乙酸、乙醇经过酯化釜、酯化塔酯化，其特征在于还包括：将酯化塔塔顶的混合气经压缩成为过热气体作为热源与原料和酯化釜换热，经冷却后分相得到粗酯和水，将部分粗酯、水回流至酯化塔，其余粗酯进入精馏塔。

所述来自酯化塔塔顶的混合气是含有70～75％重量的醋酸乙酯、5～10％重量的乙醇和15～20％重量的水，压力为0.01MPa、温度为72～74℃的混合气，所述混合气经压缩后，其压力为0.268MPa，温度为142℃。

本发明公开的一种使用醋酸乙酯的热泵生产方法使用的装置，包括酯化塔、酯化再沸器、酯化釜、冷却器、分相器、调节阀、换热器、1套热泵，其中：酯化再沸器一端为进料端，另一端通过管道与酯化釜进料端连接，酯化釜的出料端通过管道与酯化塔进料连接，酯化塔的底端通过管道与酯化再沸器的进料端连接，酯化塔的顶端通过管道与分相器的一端连接，分相器的另一端通过管道连接精馏塔进料端，一套热泵的一端通过管道与酯化塔塔顶出口相连，另一端通过两个调节阀分别与酯化釜的气体进口端和酯化再沸器的气体进口端连接，酯化釜的气体出口端与酯化再沸器的气体出口端通过管道与冷却器一端连接，冷却器的另一端连接分相器。

本发明是在常规精馏醋酸乙酯生产装置的基础上，增设1套压缩式热泵系统，省去塔顶冷凝器，将压缩机、酯化塔、塔底再沸器、反应釜等设备组合在一起构成的循环工艺流程，通过消耗少量的电能，从较低温位的冷凝器取热，用于再沸器的供热，达到节能降耗的目的。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明与常规流程相比并未改变原酯化塔的工艺及操作参数，但是本发明通过将塔顶气相共沸物经热泵压缩升温，在塔底放热冷凝后，利用自身压力返回塔顶分相器，通过塔顶低温热的升级利用，能够节省加热蒸汽和冷却水，极大提高过程的用能效率。

(2)本发明的方法不需改变原酯化塔的工艺操作参数，适合于现有的常规醋酸乙酯生产装置的节能改造。

(3)本发明的经济效益显著，能大幅度降低生产过程能耗，与常规工艺流程相比，热泵新工艺流程能耗下降44％，设备投资费用增加18.2％，按年产2.5万吨醋酸乙酯生产装置计，每年可节省操作费用135万元。

附图说明

图1为本发明的生产流程图。

具体实施方式

如图1所示，其中：1—酯化再沸器；2—酯化釜；3—酯化塔；4—热泵；5—冷却器；6—分相器；7、8—调节阀。

酯化再沸器1的一端为进料端，另一端通过管道与酯化釜2进料端连接，酯化釜2的出料端通过管道与酯化塔3的进料端连接，酯化塔3的底端通过管道与酯化再沸器1的进料端连接，酯化塔3的顶端通过管道与分相器6的一端连接，热泵4的一端通过管道与酯化塔3塔顶出口相连，另一端通过两个调节阀7、8分别与酯化釜2的气体进口端与酯化再沸器1的气体进口端连接，酯化釜2的气体出口端和酯化再沸器1的气体出口端通过管道与冷却器5一端连接，冷却器5的另一端连接分相器6。

实施例1采用图1的装置，生产工艺如下：来自酯化塔塔顶的混合气由70％重量的醋酸乙酯、10％重量的乙醇和20％重量的水组成，其压力为0.01MPa、温度为72～74℃的混合气，所述混合气经压缩后，其压力为0.268MPa，温度为142℃。

与常规工艺相比，每生产1吨醋酸乙酯能够节约能耗费用73元，具体节省的能耗如表1所示。

表1

其中：蒸汽以110元/t，电以0.6元/kWh，水以0.8元/t计算。

根据权利要求所述的方法，其特征在于所述来自酯化塔塔顶的混合气由70—75％重量的醋酸乙酯、5—10％重量的乙醇和15—20％重量的水，压力为0.01MPa、温度72—74℃的混合气体，所述混合气经压缩后，其压力为0.268MPa，温度为142℃。

与常规工艺相比需要增加1套热泵系统，同时省去了冷却水循环量和1台塔顶冷凝器。由于用共沸物混合气作为工质，塔底再沸器总传热系数较水蒸气要低，因此塔底再沸器的换热面积要适当增大，或者采用强化传热技术。

本发明的设备投资改进效益如表2.

表2

对于总投资1100万元、年产2.5万吨的醋酸乙酯装置，热泵工艺与常规工艺相比，设备投资增加约200万元，占设备总投资的18.2％，但是热泵流程每年可节省能耗等装置操作费用约135万元，热泵改造的简单投资回收期通常一年左右。

Claims

1、一种醋酸乙酯的热泵生产方法，包括含有乙酸、乙醇的原料经过酯化釜、酯化塔酯化后，经过精馏塔精馏制得，其特征在于还包括：

将酯化塔塔顶的混合气经压缩成为热气体作为热源与酯化塔再沸器换热，换热后的混合气经冷却后分相得到粗酯和水，将部分粗酯回流至酯化塔，其余粗酯进入精馏塔。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述来自酯化塔塔顶的混合气是含有70～75％重量的醋酸乙酯、5～10％重量的乙醇和15～20％重量的水，压力为0.01MPa、温度为72～74℃的混合气，所述混合气经压缩后，其压力为0.268MPa，温度为142℃。

3、一种实现权利要求1～2之一所述方法的装置，包括酯化塔、酯化再沸器、酯化釜、冷却器、分相器、调节阀、换热器、一套热泵，其中：一套热泵的一端通过管道与酯化塔塔顶出口相连，另一端通过两个调节阀分别与酯化釜的气体进口端和酯化再沸器的气体进口端连接，酯化釜的气体出口端与酯化再沸器的气体出口端通过管道与冷却器一端连接，冷却器的另一端连接分相器。