CN102295557A

CN102295557A - 一种pva生产中副产物醋酸甲酯的精制方法

Info

Publication number: CN102295557A
Application number: CN2011101873637A
Authority: CN
Inventors: 赵素英; 郑辉东; 高旭; 陈小梅; 黄镜钊; 王良恩
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明公开一种聚乙烯醇（PVA）副产物醋酸甲酯（MA）的精制技术，其步骤如下：计量的醋酸甲酯、甲醇共沸物和计量配比的萃取剂分别从萃取塔分两股进料，萃余相从塔顶采出，萃取相从塔釜采出；萃余相进入加压精馏塔，塔顶馏出醋酸甲酯和水共沸物返回萃取塔，塔釜得到浓度为99.5%以上醋酸甲酯产品；萃取相进入萃取剂回收塔，塔顶馏出醋酸甲酯、甲醇、水，返回PVA系统醇解废液共沸精馏塔，塔釜为萃取剂，返回萃取塔重复使用。本发明的醋酸甲酯精制技术工艺简单、投资少、能耗低。

Description

一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇（PVA）生产过程中副产物醋酸甲酯的精制技术，尤其是采用加盐萃取和加压精馏相结合的醋酸甲酯提纯技术。

背景技术

在聚乙烯醇(PVA)生产过程中，聚醋酸乙烯醇解生成聚乙烯醇的时候会产生大量的副产物醋酸甲酯(MA)，通常情况下，每合成1吨PVA，同时获得约1.68吨醋酸甲酯。醇解废液中醋酸甲酯纯度不高，含有较多的甲醇，其中甲醇含量一般为74wt%，醋酸甲酯为18wt%，还有少量其他杂质，直接利用的价值不大，通常需要进行分离回收。醇解废液一般先经共沸精馏，塔底得到粗甲醇、塔顶得到醋酸甲酯和甲醇共沸物，然后以水为萃取剂用萃取精馏的方法分离醋酸甲酯和甲醇。但是醋酸甲酯和水形成共沸物，萃取精馏塔顶得到的醋酸甲酯中含有3.0~8.0%水和少量甲醇，醋酸甲酯品质不高，工业价值仍然不大。因此大多PVA厂后续采用固定床或反应精馏的方法将醋酸甲酯水解为醋酸和甲醇分别进行回收。由于水解反应为可逆反应，醋酸甲酯不能实现完全水解，水解后得到产物为四元产物，其中仍然存在醋酸甲酯-甲醇、醋酸甲酯-水共沸物的分离问题。整个PVA工厂的能耗有50%~60%用于回收工段，而回收醋酸甲酯所需的能耗又占回收工段能耗的70%左右。可见寻求一种分离工艺简单、能耗低的醋酸甲酯回收方法对PVA厂有着重要意义。

醋酸甲酯是一种重要的溶剂和有机化工原料，在工业上常用作硝酸纤维素和醋酸纤维素的快干性溶剂，用于油漆涂料，是制造染料和药物的原料，还可用于人造革及香料的制造以及用作油脂的萃取剂。高纯度醋酸甲酯可用于合成醋酸、醋酐、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯和乙酰胺等。高纯度醋酸甲酯的市场价格相比低纯度醋酸甲酯高出2~4倍。因此，生产高纯度的醋酸甲酯具有较大的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加盐萃取和加压精馏相结合的技术用于精制聚乙烯醇行业副产物醋酸甲酯，克服醋酸甲酯和甲醇、醋酸甲酯和水共沸物分离的困难，精制后醋酸甲酯纯度达到99.5%以上，实现副产物资源化利用。本发明使醋酸甲酯精制技术工艺简单、投资少、能耗低。

本发明的工艺条件为：进入萃取塔的原料醋酸甲酯、甲醇混合物中甲醇含量10%~20%，杂质主要为乙醛、丙酮；萃取剂中盐浓度为10%~60%，盐可以是氯化钙、醋酸钾或两者的复合盐，萃取剂温度10~30℃；萃取塔顶萃余相从加压精馏塔中上部进料，加压精馏塔塔压0.5~6atm(表压)；加压精馏塔回流比0.1~3.0；萃取塔釜萃取相从萃取剂回收塔中下部进料；萃取剂回收塔回流比0.1~1.0。

本发明的技术优点及创新点在于：

1、来自PVA醇解工段的醋酸甲酯和甲醇共沸物（含有少量乙醛和其他杂质），其中醋酸甲酯含量大约82%，甲醇含量大约18%，和来自加压精馏塔（T-102）塔顶馏出液混合后从萃取塔（T-101）底部进入，盐水溶液作为萃取剂从萃取塔（T-101）顶部进入进行逆流连续萃取，萃余相主要为大量的醋酸甲酯和少量的水，萃取相为醋酸甲酯、甲醇、水、盐。萃余相进入加压精馏塔（T-102）进行精馏分离，塔顶馏出醋酸甲酯和水返回萃取塔加盐萃取分离，塔釜得到高纯度醋酸甲酯产品。萃取相经过萃取剂回收塔T-103精馏分离出有机物醋酸甲酯、甲醇和水，返回PVA系统醇解废液共沸精馏塔，釜液为萃取剂盐水溶液返回萃取塔T-101重复使用。

本发明首先利用了盐效应对醋酸甲酯-甲醇分离的强化作用。加入盐可以显著地提高了水对醋酸甲酯和甲醇的萃取分离作用，随着盐浓度提高，分离系数成倍增加，见图1所示，从而将甲醇从醋酸甲酯中萃取出来。

其次利用压力改变共沸点组成的热力学原理，不同压力下醋酸甲酯和水的共沸组成见表1。由表可见在1atm下，醋酸甲酯的水含量为2.12wt%，水含量随着压力增加而增加，到5atm下，水含量提高了3倍多。通过提高压力的方法可以实现醋酸甲酯-水的分离。

2、萃取塔T-101的理论级数为3~5级为宜。

3、萃余相从中上部进入加压精馏塔T-102，进行精馏分离醋酸甲酯和水，塔釜得到浓度大于99.5%的醋酸甲酯产品。T-102的理论板数为5~35级为宜。

4、萃取相从中下部进入萃取剂回收塔T-103，塔顶馏出醋酸甲酯和甲醇，塔釜得到萃取剂含盐水溶液返回萃取塔T-101重复使用。

5、本发明的最大特点是工艺流程简单，节能，产品纯度高。

附图说明

图1是不同盐浓度下萃取剂对甲醇-醋酸甲酯的分离系数。

图2是本发明的工艺流程示意图。

注：图2中加盐萃取塔T-101，加压精馏塔T-102，萃取剂回收塔T-103；

a表示萃取剂，b表示粗醋酸甲酯， c表示醋酸甲酯产品，d表示返回股。

具体实施方式

实施例1]

本发明的醋酸甲酯精制技术如图1所示，原料为77.1wt%醋酸甲酯，21.3wt%甲醇，0.5%丙酮，0.3%乙醛，萃取剂为50%的醋酸钾水溶液，两股物流在萃取塔T-101内逆流萃取。塔压为常压，操作温度10℃，萃取比1:1，塔理论级数3级。萃取相和萃余相的组成见表2。萃取相从溶剂回收塔T-103塔中下部进入，塔顶馏出醋酸甲酯、甲醇和水，组成见表2，萃取剂循环使用。萃余相从加压精馏塔中上部进入进行醋酸甲酯精制塔T-102，含水量较高的醋酸甲酯从塔顶馏出返回T-101萃取分离，塔釜得到产品醋酸甲酯。塔顶和塔釜组成见表2所示。T-102塔操作压力2atm(绝压)，理论板数10，回流比1，第3块理论板进料。T-103塔理论板数7块，回流比0.5，第3块理论板进料。

[实施例2]

实施例2中与实施例1不同之处是萃取相为30%的氯化钙水溶液，未说明的内容同实施例1所述。实验结果见表3。

实施例3]

实施例3中与实施例1不同之处是萃取相为40%的醋酸钾水溶液，未说明的内容同实施例1所述。实验结果见表4。

Figure 2011101873637100002DEST_PATH_IMAGE004

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）计量的醋酸甲酯和甲醇共沸物与来自加压精馏塔馏出液混合后从萃取塔塔釜进入，计量配比的萃取剂从萃取塔塔顶进入，塔内逆流萃取后塔顶得到萃余相，塔釜为萃取相；2）来自萃取塔的萃余相进入加压精馏塔精馏分离，塔顶馏出醋酸甲酯和水共沸物返回萃取塔萃取分离，塔釜得到99.5%以上醋酸甲酯产品；3）来自萃取塔的萃取相进入萃取剂回收塔，塔顶馏出醋酸甲酯、甲醇和水，塔釜得到萃取剂返回萃取塔重复使用。

2. 根据权利要求1所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述的萃取剂为含盐的水溶液。

3.根据权利要求1，2所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述的萃取剂中的盐为醋酸钾、氯化钙、醋酸钠或复合盐。

4.根据权利要求1，2所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述的萃取剂中的盐浓度为10%~60%。

5.根据权利要求1，2所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述的萃取剂与混合液的质量比为0.5~1.5：1。

6.根据权利要求1，2所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述萃取剂的温度为10~35℃。

7.根据权利要求1所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述萃取塔的理论级数为3~6。

8.根据权利要求1所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述精馏塔塔压的表压值为0.5~6.0atm。

9.根据权利要求1所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述精馏塔的理论板数为5~35。

10.根据权利要求1所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述醋酸甲酯产品浓度99.5%以上。

11.根据权利要求1所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述萃取剂回收塔的理论板数7~9。

12.根据权利要求1所述的一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的精制方法，其特征在于所述萃取剂回收塔的回流比为0.1~1.0。