CN102372619A

CN102372619A - 一种利用稀醋酸生产醋酸盐的工艺

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Publication number: CN102372619A
Application number: CN2010102596355A
Authority: CN
Inventors: 刘同清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2012-03-14

Abstract

本发明公开了一种利用稀醋酸生产醋酸盐的工艺，该工艺利用酸碱中和及多级吸收的原理，把酸碱中和及浓缩集中到一个操作单元中进行，简化了操作过程，提高了回收效率及产品的质量，降低能耗，提高了能效。该工艺把稀醋酸回收醋酸盐的赢利点由20％降低到了10％左右，具有很好的应用前景。

Description

一种利用稀醋酸生产醋酸盐的工艺

技术领域

本发明涉及稀醋酸的利用技术，具体是一种利用稀醋酸生产醋酸盐的生产工艺，属于化工领域。

背景技术

在冰醋酸生产中，醋酸精制环节由于精馏浓缩，会产生一定量的稀醋酸。稀醋酸中含有的物质主要有乙酸、甲酸、乙醛、杂脂等物质。一般情况下，稀醋酸中总酸含量约为33％，还有少量乙醛、杂脂和其它有机杂质，水占66％左右。目前稀醋酸的处理方式通常是作为工业三废之一直接排放。从而导致排水总沟废水pH值降低，造成环境污染。利用稀醋酸生产醋酸盐(如CH₃COOK、CH₃COONa和CH₃COONa·3H₂O)是解决环境污染，实现废物利用的一种有效方式。

由沈阳理工大学开发的双效蒸发法治理糠醛稀醋酸及回收醋酸钠技术，采用在废水中加入碱，对废水进行蒸发时，醋酸就被稳定在液相中，只有水被蒸发，达到水与醋酸分离的目的。但是这样制备的醋酸钠纯度低，只有50％左右，而且提纯难度很大，成本高，产品的附加值很低，经济效益不理想。

目前国内外利用醋酸废水生产醋酸盐的生产工艺主要为：

(1)先将醋酸废水蒸馏形成CH₃COOH/H₂O的低浓度的相对较纯净的醋酸水溶液后再通过冷凝水冷却；

(2)将Na₂CO₃、K₂CO₃、NaOH及KOH投入到上述溶液中进行中和反应；

(3)将已中和好的反应液加活性炭脱色；

(4)然后，将已脱色好的溶液浓缩；浓缩到相应的结晶点后再经结晶提纯即可。

这样的技术方案需要蒸发-冷凝-蒸发-冷凝的过程，能耗大，能效低；由于脱色后料液的浓度很低，需要浓缩很长时间才能达到产品的结晶点，长时间的浓缩导致产品的纯度下降，只有50～65％左右，产品的附加值低。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，而提供一种能耗低，能效高，产品质量好的利用稀醋酸生产醋酸盐生产工艺，该工艺利用多级吸收的原理，将稀醋酸蒸馏出来的混合蒸汽直接引入塔中进行中和和吸收，大部分的水蒸汽及不凝气体自塔顶引出，中和生成的醋酸盐水溶液自塔底引出，按照常规的操作(如脱色、浓缩等)可以得到醋酸盐。

本发明的技术方案是：把稀醋酸加热，产生混合汽，混合汽中含有醋酸与水的蒸汽；把混合汽通入到液碱中；部分的混合汽被液碱吸收，剩余的混合汽进入到液碱釜上面的塔中；液碱经泵进入到塔的顶部，自上而下喷淋，与塔内上升的混合汽接触，混合汽中的酸被碱吸收；水蒸气及其他不凝气体自塔顶排走；吸收了酸的碱液经脱色、析晶，得醋酸盐产品。塔内吸收的条件是：温度80～105℃，压力是0.04～0.1Mpa。

发明中的塔是实现吸收的设备，可以是板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔、填料吸收塔和降膜吸收塔，还可以是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔。塔的材质应满足防腐的要求，塔的设计应满足酸汽完全吸收。

塔的吸收温度及压力的设定。本发明中塔的吸收温度设定在80～105℃，压力是0.04～0.1Mpa。这主要是考虑提高汽、液充分接触，提高吸收效率，混合汽中的水蒸汽及其他不凝气体能够在塔顶排出，经冷凝后加以利用。

塔顶不凝气体的排出。本发明中，酸碱在塔中进行中和反应时放出很大的热量，这些热量能够维持塔内反应所需要的温度。在塔内80～105℃、0.04～0.1Mpa的条件下，80％以上的水蒸汽及其他不凝气体自塔顶排走。本发明实现了中和、浓缩同时进行，生产效率比现有技术提高很大。

吸收用的碱的选择。本发明中采用的碱，可以选用能够与与醋酸进行中和反应生成盐的常见的碱，优选的是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾。碱液的浓度范围5～40％为宜，这样可以提高设备的利用率，促进对酸气的吸收，提高效率。

碱液的循环流量的确定。以稀醋酸产生的混合蒸汽量以及混合蒸汽中的含酸量为标准确定碱液的流量，按照酸、碱的物质量的比在1∶1.2～3。这样能够保证酸在塔内完全中和。生产过程中，在塔顶排走的水蒸汽经冷凝后里面的醋酸含量控制在800ppm以内。

吸收终点的确定。碱液吸收醋酸后，碱液的PH逐渐减小，随着反应的进行，碱液的PH逐渐向7靠近，当PH值不再减小时，说明料液中的碱完全参与反应，反应终止。

本发明连续生产的设计。本发明稀醋酸的蒸发按照常规的设计即可以实现连续进行。酸碱中和及酸气吸收也可以按照常规的设计实现连续操作。

与现有技术相比，本发明的一个重大的创造是把酸碱中和、浓缩放在一个操作单元中同时完成，节省能源，便于操作。混合汽进入碱液中后，随着反应的进行，液碱的温度逐渐上升，混合汽进入塔后，塔的温度逐渐升高。碱液在塔内与混合汽接触，醋酸被碱液吸收，形成醋酸盐进入塔下面的碱液釜中，混合汽中的水蒸气则沿塔上升，自塔顶排出。

本发明的有益效果是：

①能耗低，能效高。该工艺与现有工艺相比减少了冷却和浓缩步骤，节省了降温和浓缩中消耗的冷凝水和蒸汽，节省能耗。以我国低浓度废醋酸合成CH₃COONa·3H₂O结算，每年可节省煤炭(以40000吨CH₃COONa·3H₂O计)约4800吨。

②降低了醋酸废水回收的赢利点。利用现有的技术，只有在醋酸含量大于20％时，才具有经济上的意义(即能盈利)，而本发明把醋酸废水回收的赢利点降低到含量10％左右。

③产品质量显著提高。与现有技术相比，利用本发明生产的三水醋酸钠含量能够达到99.5％以上，比现有技术提高40个百分点，产品能够满足医药级的要求，大幅度提高产品附加值。

④设备投资少。现有技术需要的设备多，占地面积大。与现有技术相比，本发明把酸碱中和、浓缩集合在塔中进行，能够节省占地空间，能够节省设备投资。

⑤易于控制，能够实现连续生产。现有技术操作复杂，无法实现连续成产，效率低下。本发明易于操作，能够实现连续操作，生产效率高。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

批量生产工艺：山东某糠醛厂，年产糠醛8000吨，日产稀醋酸500～560吨，其指标：温度95℃左右，pH值约2.5，含醋酸10％左右，含有高沸点有机物3～5％，COD值18,000～22,000mg/L。利用稀醋酸生产醋酸钠的工艺采取间歇操作。

废水蒸馏釜容积：50000L。

氢氧化钠水溶液：38％。

吸收釜容积：50000L。

塔：拉西环填料塔；塔径60cm，塔高30米，理论塔板数24。

操作步骤：

①检查设备处于良好状态；检查设备的管路、阀门是否处于正确位置。

②在吸收釜中加入去离子水14000L，开启搅拌，缓慢加入分析纯的氢氧化钠8500kg，控制溶液温度控制在90℃以内；开启碱液的输送泵，向塔输入碱液。

③开启冷凝器的进、出水阀门。

④开启真空系统，使塔内压力控制在0.09Mpa。

⑤在蒸馏釜中加入稀醋酸24立方，开启搅拌，关闭放空阀，打开夹套蒸汽，缓慢升温至料液沸腾；随着釜内料液的减少，向釜内及时补充稀醋酸。

⑥把含酸的汽体通入吸收釜，控制塔温97℃，监测吸收釜内的PH变化，当PH不再变化时，停止反应。

⑦把醋酸钠溶液转移至脱色釜，加入活性炭350kg，开启搅拌，脱色45分钟。

⑧把脱色后的物料放入结晶釜，浓缩，析晶。

⑨分离、烘干，得产品27100kg。

检测产品，三水醋酸钠质量指标如下：

外观：无色透明晶体

纯度：99.3％

熔点：58℃

水分：1.7％

实施例2

实验室工艺：在2000ml蒸馏瓶A中加入稀醋酸1000ml，加入5-6粒沸石；在2000ml蒸馏瓶B中加入去离子水800ml，在搅拌状态下，缓慢加入分析纯氢氧化钠490g，配成浓度38％的水溶液；在蒸馏瓶B的侧口上安装蒸馏柱(填料是玻璃丝，高40cm，理论塔板数30，蒸馏柱带有侧口)，连接冷凝器及冷凝器进、出水，真空管，接受器；用绝热性能好的蒸馏管把蒸馏瓶A、B连接；检测整个系统的气密性；通过耐热的硅胶管、蠕动泵，把蒸馏瓶B内的碱液自蒸馏柱顶部喷淋；开启真空泵，使系统压力维持在0.082Mpa；缓慢加热蒸馏瓶A、B，稀醋酸沸腾后产生的混合蒸汽通过蒸馏管进入到蒸馏瓶B中，蒸汽沿蒸馏柱上升，与碱液中和，混合汽中的水蒸气进入冷凝器，蒸馏柱柱顶温度控制在98℃；跟踪检测蒸馏瓶B内的碱液PH值变化；实时检查蒸馏瓶A内的液体数量，及时补充；当蒸馏瓶B内液体的PH值为不再减小时，停止反应；把蒸馏柱及管路拆除；向蒸馏瓶B内加入活性炭30g，开启搅拌，脱色50分钟，过滤，浓缩，析晶，烘干，得产品三水醋酸钠1650g。

检测产品，三水醋酸钠质量指标如下：

外观：无色透明晶体

纯度：99.5％

熔点：58℃

水分：1.4％

Claims

1.一种利用稀醋酸生产醋酸盐的工艺，其特征是，把稀醋酸加热，产生混合汽，混合汽中含有醋酸与水的蒸汽；把混合汽通入到液碱中；部分的混合汽被液碱吸收，剩余的混合汽进入到液碱釜上面的塔中；液碱经泵进入到塔的顶部，自上而下喷淋，与塔内上升的混合汽接触，混合汽中的酸被碱吸收；水蒸气及其他不凝气体自塔顶排走；吸收了酸的碱液经脱色、析晶，得醋酸盐产品。

2.如权利要求1所述的利用稀醋酸生产醋酸盐的工艺，其特征是，所述碱液是氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾的水溶液中的一种。

3.如权利要求1所述的利用稀醋酸生产醋酸盐的工艺，其特征是，所述塔内吸收的温度是80～105℃，塔内的压力是0.04～0.1Mpa。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的利用稀醋酸生产醋酸盐的工艺，其特征是，所述所述混合气中的醋酸与碱液中碱的物质量的比为1∶1.2～3。