CN102438974A

CN102438974A - 用于从乙酸水溶液中回收乙酸的装置和方法

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Publication number: CN102438974A
Application number: CN2010800226296A
Authority: CN
Inventors: 郑志英; 吴光宇; 卡尔子堂·庄
Original assignee: AMT International Inc
Current assignee: AMT International Inc
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: TW201034736A; US8506766B2; US20100249457A1; US20130012738A1; CN102438974B; KR101757939B1; US8268131B2; TWI419731B; KR20120013948A; WO2010108252A1

Abstract

本发明涉及一种用于从包含乙酸的水性原料流、特别是在制备对苯二甲酸的过程中产生的流体中回收乙酸的装置和方法。该装置包括：液-液萃取塔，富含水的进料流体加入其中，其具有位于萃取塔内顶部附近的保护床并且在萃取塔内通过混合物内的醇和乙酸的反应转换成相应的酯；和共沸蒸馏塔，其用于从乙酸中移除残留的水，贫水进料流体在共沸蒸馏塔的一个高度直接加入其中，在其中的混合物具有相近的水浓度。该液-液萃取塔制得萃取物，包括萃取溶剂和乙酸，其被送至共沸蒸馏塔以分离残留的水和乙酸。

Description

用于从乙酸水溶液中回收乙酸的装置和方法

技术领域

本发明大体上涉及降低用于工业化学品的蒸馏的化学工艺的能量消耗，特别地，涉及用于从水溶液中回收乙酸的蒸馏系统和方法。本发明特别适用于在对苯二甲酸的生产中所使用的乙酸的回收。

背景技术

对苯二甲酸可用于多种不同的工业应用和化学工艺中。例如，对苯二甲酸是用于制备聚酯的原材料，该聚酯包括在纺织和容器制品中使用的塑料和Dacron^TM聚酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是聚酯或者Mylar^TM的形式，Mylar^TM为一种极其坚韧的树脂并用于许多工业和消费应用中。软饮料瓶和水瓶由这种树脂构成，此外还有适用于消费品运输和食品分配的塑料罐和吸塑包装。提纯的对苯二甲酸为一种更高等级的对苯二甲酸，其用于更精细的工业应用。

对苯二甲酸典型地通过对二甲苯和分子氧在催化剂的存在下的反应而制得。在制备过程中，乙酸被用作对苯二甲酸的溶剂。在生产循环中，在对苯二甲酸设备的反应器部分内的氧化过程中，乙酸稀释在水中。乙酸和包含水的流体部分之后被送至脱水单元以移除在用于回收的反应器中产生的水或者废弃物。

三种不同的方法被应用于对苯二甲酸设备中以分离乙酸和水，从而使得乙酸可以被回收至反应器，同时在反应中产生的水被送至废水处理装置以安全处置。一种方法是通过传统的蒸馏，其中根据各组分的不同的沸点来分离乙酸和水。在共沸蒸馏方法中，使用夹带剂来形成乙酸和水的共沸混合物，其提供了用于处理的能量需求的改变。最后一种方法是液-液萃取，其用于在对苯二甲酸制备过程中分离乙酸和水。

蒸馏被广泛地用作用于从水中回收乙酸的主要单元操作。在这样的工艺中，一个或多个塔被用来处理许多具有不同乙酸浓度的流体，其目的为将其回收以进一步在氧化反应器中使用。该蒸馏塔的产物为浓缩乙酸的底部流体和理想情况下为纯水的顶部流体，以最小化有价值的乙酸溶剂的损失。更纯的顶部水流还将降低下游废水处理装置的负担，由此预防意外的化学溢出物。

然而，乙酸和水的蒸馏并不是十分有效的，这是由于乙酸/水系统的沸点相近特性。传统的蒸馏系统需要使用大量的理论级数（即，实际塔板）和高回流比（即，高能量消耗）来使得顶部蒸馏水中的乙酸处于合理的低水平，典型地范围为0.5-0.8 wt%。接下来处理该蒸馏物以回收某种有机副产物，并且之后将其送至废水处理装置，其中任何遗留的乙酸被中和并耗尽。

由此，传统蒸馏的应用由于需要大尺寸的装置而涉及高投资成本，且由于高流体消耗而涉及高操作成本。此外，传统的工艺方案不允许经济地获得低乙酸浓度的蒸馏物。由此，这一限制显现出操作上的问题，其包括与乙酸损失导致的操作相关的成本、与在废水中的乙酸处理相关的成本、对于下游废水处理装置容量的限制以及由于对环境可接受排放水平的越来越严格的标准而持续增长的环境问题。

已努力寻找可替换工艺，从而最小化与用于分离乙酸和水的传统的蒸馏相关的高操作成本。化学品处理器和企业已诉诸于共沸蒸馏，其涉及选择性乙酸烷基酯的加入，例如乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯等等作为夹带剂加入共沸脱水塔中。该夹带剂与水形成低沸点共沸混合物并由此改善了相关的挥发性，以分离包含乙酸的流体和乙酸烷基酯/水共沸混合物。这会降低相同的分离所需的能量和理论级数。与传统的蒸馏相比，共沸蒸馏方法典型的降低了乙酸/水脱水塔20%-40%的能量（例如流体）消耗，同时使得蒸馏水具有相对低的300ppm-800ppm的乙酸浓度。该共沸蒸馏塔通常在环境压力下、在所有现有技术系统中的对苯二甲酸制造设备中操作。

用于对苯二甲酸制备的其它的方法包括使用具有特定萃取剂的液-液萃取以从水流中回收乙酸，从而使得乙酸残留浓度降低为0.1wt%至0.2wt%。一些通常使用的试剂有乙酸酯、胺、酮、氧化膦及其混合物。这些试剂被用作溶剂，以使得它们优选地溶解一种组分，允许其它的组分遗留在萃取塔的顶部。一旦完成萃取步骤，就需要一系列复杂的蒸馏步骤来回收酸并将该溶剂再循环回萃取塔。

用于从水性流体中回收乙酸的这样的萃取和共沸蒸馏工艺例如通过Othmer的专利号为2,395,010(1946)的美国专利以及Sasaki等的专利号为5,662,780(1997)的美国专利来描述，并且这些工艺被用于从对苯二甲酸的制备中回收乙酸，例如Ohkoshi等的申请号为JP244196/95(1995)的日本专利和申请号为EP 0 764 627的欧洲专利所描述的。

然而，这些工艺仍为高能耗的，并且需要进一步降低在这样的流体中回收乙酸的能量消耗。

发明内容

根据本发明，其公开了一种用于例如在对苯二甲酸的制备过程中、从其水性溶液中回收乙酸的萃取和蒸馏装置，包括萃取塔、用于使萃取物脱水的共沸蒸馏塔，以及包含不同浓度的乙酸和水混合物的多个输入原料流。该萃取塔为液-液接触设备并且位于共沸蒸馏塔的上游，而且与共沸蒸馏塔流体连通。

在一种实施方式中，该新的装置还包括分离位置，其用于使不同的包含乙酸的贫水（低于大约50%）流体和富水（高于大约50%）流体的原料流分别进入共沸蒸馏塔和液-液萃取塔中。

在另一种实施方式中，在萃取塔内提供一保护床。

在又一种实施方式中，该新的装置进一步包括预浓缩器，其用于将更加浓缩的水性乙酸溶液提供给液-液萃取器和共沸蒸馏塔。

根据本发明的工艺部分，进料至萃取塔内的水性流体与萃取溶剂相接触，在其内乙酸被萃取，并由此大幅度的降低乙酸在水性流体内的浓度。优选地，该萃取溶剂选自乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、乙酸异丙酯和乙酸乙酯的组。共沸混合物包括水，并且优选包括与从共沸蒸馏塔的顶部蒸馏的萃取溶剂相同的酯，以及从所述共沸蒸馏塔的底部回收的富含乙酸的液体流。

已经发现具有如下的趋势，由酯的水解产生的醇的浓度在工艺操作过程中逐步增大，分离或者去除所述的醇就成为必须，由此降低了工艺的总体效率并增加了操作成本。

因此，在萃取塔内安装保护床以预防在工艺中来自于乙酸酯的水解产生的醇含量的增加。该醇在保护床内被酯化为相应的乙酸酯，由此维持醇的含量，并且由此工艺中乙酸酯的含量处于恒定的水平，改善了分离操作的效率。

在本发明的另一种实施方式中，贫水和富水的流体在液/液萃取塔的不同位置被加入，从而改善分离工艺的效率并由此降低能量消耗。

在还一种实施方式中，贫水流体被直接加入共沸蒸馏塔中，每个流体在所述塔的一个高度加入，在其位置处所述塔内的水性混合物具有相似的水浓度。

引入一个或多个这些特征，优选全部引入的综合效果为改善用于分离和回收水性流体中的乙酸的工艺的整体效率，从而大幅度的降低用于整个对苯二甲酸制备工艺的能量消耗。

此外，本文描述的蒸馏装置和工艺适用于现有的对苯二甲酸制备系统，从而本发明可以容易地安装以改善现有的设备，而不需要花费大量资金。

结合下面的说明书和附图，可以更好的认识和理解本发明这些和其它的目标和实施方式。然而，需要理解的是，下述的说明示出本发明的多个实施方式及其大量详细细节的描述，其仅用于解释而不是限制。在本发明的范围内可以做出许多改变和变形，其并没有背离本发明的精神，并且本发明包括所有这样的变形。

附图说明

图1为现有技术工艺的示意性流程图，其使用乙酸酯通过共沸蒸馏从包含乙酸的流体中分离水。

图2示出根据本发明的乙酸脱水系统的流程图，引入位于萃取塔内的保护床并且具有用于在共沸蒸馏塔的不同位置加入贫水和富水流体的两个位置。

图3示出用于对苯二甲酸制备装置的流程图，其具有水浓缩器用于生产更加富含乙酸的流体从而进一步处理来回收所述的乙酸，其中来自于该浓缩器的液体和蒸汽分别加入图2中所示的萃取塔和共沸蒸馏塔。可选地，引入闪蒸罐以部分地挥发乙酸。

具体实施方式

在本文中，传统的塔内部涉及不同类型的塔板、填料等。传统的蒸馏涉及在化合物的分离中不使用夹带剂或者溶剂的传统的蒸馏塔。共沸蒸馏涉及利用夹带剂分离化合物的蒸馏塔和工艺。夹带剂为质量分离剂，其用于通过与该混合物中的至少一种组分形成更低沸点的共沸混合物（在此为水和夹带剂的共沸混合物）来分离混合物。

所需要的是在能量上更加有效的用于从还包含水的流体中回收乙酸的蒸馏系统，其相较于现有技术的系统产生更少的废物和不期望的副产物。优选地，该蒸馏系统和工艺应当适用于现有的对苯二甲酸的制备系统，以使得其可以容易地安装从而改善现有的设备，同时不需要花费大量资金。

所有的液体流体，不限于乙酸浓度，可以送至所述液-液萃取器，但是蒸汽流体不能供应至所述液-液萃取塔，其被直接送至共沸塔。

在现有技术的系统中需要花费大量的能量来从制备对苯二甲酸的工艺中流出的水性流体中回收乙酸。

一种制备对苯二甲酸的示例性的工艺在图1的现有技术中示出，参见Jang等的美国专利7,048,835B2(2006)。除了在这样的设备中的能量消耗，极少甚至没有回收发生，其中溶剂例如乙酸并没有被回收而是送至废水处理装置，由此通过在设备系统范围之外的其它的操作需要而增加了能量需求。

如在图1中所示的，具有几个从对苯二甲酸制备装置传送出的包含水和乙酸的流出流体74a、74b、74c、74d、74e，其分别包括贫水流体（水含量最高为约50%）74a、74b、74c和富水流体（水含量典型地超过50%）74d、74e。贫水流体74a、74b、74c从反应器冷凝器和结晶器/溶剂汽提塔中取出。富水流体74d、74e从吸收器中取出，并且包括汲水蒸馏液和来自于压滤器的洗涤水。

再次参照图1，当其能够单独使用共沸蒸馏塔14来部分地分离水和乙酸的时候，例如通过使用乙酸烷基酯夹带剂来形成乙酸酯-水共沸混合物，这一方法比其它的方法对于能量具有更高的需求并且效率更低，尤其是对于高水浓度的流体。

对苯二甲酸典型地通过对二甲苯和分子氧在催化剂的存在下的反应来制备，例如在图1所示的用于说明性目的的系统中，参见Jang等的美国专利US7,048,835B2(2006)，并且该工艺在Ohkoshi等的申请号为JP244196/95(1995)的日本专利和申请号为EP 0 764 627（1996）的欧洲专利有描述。有几个类似工艺的不同的实施例，其基本的组分可以在不同的设备中通用。在制备过程中，乙酸用作对苯二甲酸的溶剂。对苯二甲酸设备的反应器中在氧化反应期间产生的水使乙酸稀释。所获得的水性乙酸流体的一部分之后送至共沸蒸馏塔（脱水单元，未示出），从而移除反应中产生的水以用于回收或者废弃。

典型地，下述的水性乙酸流体用于加入共沸蒸馏塔（脱水单元）：流体1，来自于氧化反应器冷凝器的冷凝物；流体2，来自于第一和第二结晶器的蒸汽或者冷凝物；流体3，溶剂汽提塔OVHD蒸汽；和流体4，来自于高压和环境吸收器的底部液体。

包含小于50wt%乙酸的流体中的乙酸可以通过使用溶剂的液-液萃取来萃取，这一工艺的一个实施例在Sasaki等的美国专利US5,662,780(1997)中有描述，其中仅一个具有10wt%-50wt%乙酸浓度的流体进料被允许和溶剂24一起加入到液-液萃取器，该溶剂24还被用作共沸蒸馏的夹带剂。

在上面提到的流体中，流体2包括大于80wt%的乙酸，并且其温度太高而不能将其送至萃取器12。由于流体3为蒸汽相，其不能送至萃取器12。流体4包含少于50wt%的乙酸并且其温度低于50℃，并且由此其可以送至萃取器12。在萃取28中获得的富含乙酸的溶液之后可以使用共沸蒸馏来分离。

在流体1的情况下，用于制备对苯二甲酸的氧化工艺的装置典型地具有3-4个冷凝器。来自于第一和第二冷凝器78a，78b的冷凝物包含多于80wt%的乙酸，并且它们的温度大于160℃。来自于第三和第四冷凝器78c，78d的冷凝物包含70wt%-80wt%的乙酸并且它们的温度为50℃-70℃。

来自于氧化反应器76的冷凝物的小于50wt%的乙酸可以通过安装蒸馏塔而回收，该水浓缩器90位于第二冷凝器之后。

如图3所示，来自于氧化反应器的顶部蒸汽在第一冷凝器和第二冷凝器中冷凝。该冷凝物作为分馏被回收至反应器76，并且未冷凝的蒸汽加入至水浓缩器90的底部。来自于水浓缩器90的底部液体被回收至反应器76，并且顶部蒸汽被送至第三和第四冷凝器。如图2所示，冷凝物80（约50wt%乙酸）的一部分被送至萃取器12，并且剩余物作为分馏被回收至水浓缩器90。未冷凝的蒸汽82被送至高压吸收器中。

作为将在下文中描述的，萃取溶剂24在进一步的处理过程中是可回收的以在萃取塔12中重复使用，其可能与流体20一起加入到萃取塔12中。

参照图2，用于回收来自于对苯二甲酸设备的水性溶液的乙酸的萃取-共沸蒸馏系统38包括萃取塔12和共沸蒸馏塔14。所有乙酸浓度为35wt%的水性的乙酸进料流体可以结合成为单一的进料流体16并且在所述塔12的顶部的附近位置被加入到萃取塔12中。图3中所示的萃取器示出两个不同浓度的两个进料流体。本发明允许基于进料流体的乙酸浓度在不同的位置向萃取器多级进料。

如在图2中所示的，可以包括任选的闪蒸罐66，其用于使富含乙酸的流体68相分离为乙酸蒸汽70和液体71。富含乙酸的液体71可以被加入萃取器12的顶部，同时蒸汽70可以与蒸汽进料流体72结合在一起并直接加入至共沸蒸馏塔14。

乙酸从进料流体16和73中萃取到萃取溶剂24中，由此极大地降低在萃取塔12内的混合物的水性组分中的乙酸浓度。乙酸减少的水性流体26退出萃取塔12的底部，用于在废弃之前的进一步处理。所获得的溶液28包含萃取溶剂24并且乙酸退出萃取塔12的顶部并朝向共沸蒸馏塔14。溶液28典型地还包含更少量的水，以及当萃取溶剂24为酯的时候由所述酯的水解形成的相应的醇（例如来自于乙酸异丙酯的异丙醇，或者来自于乙酸正丁酯的正丁醇），并且可以包含其它的杂质。醇和其它杂质的增加是不希望的，因为它们降低了乙酸回收工艺的整体效率，并且由于形成废弃物的材料的消耗和在废弃之前必须的流出流体的提纯而导致成本的增加。

如在图2中所示的，额外的贫水进料流体在所述塔的不同高度被直接加入到共沸蒸馏塔，在所述塔内的水性混合物在同一高度具有相近的水浓度。

溶液28被加入到共沸蒸馏塔14中，其被蒸馏以从乙酸分离出绝大部分的残留水。夹带剂30在共沸蒸馏塔14的顶部附近加入。夹带剂30与水形成共沸混合物32，以使得所述共沸混合物32从所述塔14的顶部蒸馏。优选地，夹带剂30和萃取溶剂24为相同的化合物，并且更优选地该化合物选自较低级的烷基酯，例如乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正丙酯和乙酸异丙酯。一种富含乙酸和贫水的液体流体36从共沸蒸馏塔14的底部回收。

共沸混合物32被浓缩并形成两个液相，其可以在倾析器内分解为富水相和贫水相，所述富水相可以在废弃之前进一步处理，所述贫水相包括大部分携带剂30/萃取溶剂24，其可以作为流体22被回收并在萃取塔12内重复使用，如图2所示的。

参照图1和2，现有技术的乙酸回收工艺的固有缺陷根据本发明的装置和工艺而得到解决。现有装置10和新的装置38的共同特征将使用相同的附图标记表示相似的部件。

参照图2，在本发明的一个方面中，保护床40位于萃取塔12内的顶部附近。保护床40包含酯化催化剂42，其中乙酸与反应混合物中的醇反应形成相应的酯，如乙酸正丁酯的情况下的方程式1所示。保护床40致使在系统中循环的醇含量的减少。醇在工艺操作的过程中趋向于增加。存在于系统中的醇含量的增加通过影响不同的组分而损害了工艺效率：在共沸蒸馏塔14内通过蒸馏分离混合物；共沸蒸馏的组合物；使用夹带剂在萃取塔12内萃取乙酸。由此，装置的每个主要组分的操作由于醇的增加而受到不利的影响。保护床40的引入控制了醇的增加，由此允许装置10以其所设计的方式进行更加连续地操作。

保护床40位于萃取塔12内的顶部附近，因为其为所述塔12内醇浓度最高并且水浓度最低的位置，由此有助于酯的形成。当保护床40安装在萃取塔12内的时候，在该系统内积聚的醇的量就低于现有技术中的系统。酯化过程和萃取过程在一个塔12内的结合有利于减少容器的数量，由此降低了资金花费和设备占用空间，并且由此在进入萃取塔12内时直接处理来自于萃取器的进料。

与本发明相比，Sasaki等的美国专利US5,662,780(1997)使用了外部保护床，因为其发明设计的对苯二甲酸工艺与其他的对苯二甲酸工艺不同，其仅具有一个水性进料流体。通常地，所有其他的对苯二甲酸制造设备具有多个来自于该设备不同部分的包含乙酸的水性流体。由此，对于所有这些其它的设备，Sasaki’780的发明申请需要将这些不同的流体结合在一起，其相对于本发明是不利的。将包含乙酸的水性流体结合在一起将导致含有超过50%水的稀释的流体，并且由此还需要更多的能量以实现水和乙酸相互之间的分离。

反应1通过使用酸性催化剂例如氧化铝-HZSM5或者酸性形式的离子交换树脂例如Amberlyst?36来加速。方程式1示出的平衡位于右侧，如由热力学数据（表1）所示的。醇含量的减少通过在萃取塔内使用保护床而达到，其在表2中示出。

n-C₄H₉OH + HOAc ←→n-C₄H₉OAc + H₂O (1)

表1. 乙酸正丁酯水解的热力学数据（与方程式1相反）

温度 ΔH ΔS ΔG K Log（K）

（℃）（千卡）（卡/℃）（千卡）

50 0.632 0.428 0.493 4.64E-01 -0.334

60 0.808 0.961 0.483 4.87E-01 -0.312

表2. 通过与乙酸的酯化反应降低正丁醇的浓度

例1：温度50℃，高醇含量

组分进料（wt%）产物（wt%）

n-BuOAc 50 67.8

n-BuOH 30 18.7

H₂O 10 12.8

HOAc 10 0.823

例2：温度65℃，高醇含量

组分进料（wt%）产物（wt%）

n-BuOAc 50 67.7

n-BuOH 30 18.7

H₂O 10 12.7

HOAc 10 0.861

例3：温度50℃，中等醇含量

组分进料（wt%）产物（wt%）

n-BuOAc 70 80.2

n-BuOH 10 3.49

H₂O 10 11.6

HOAc 10 4.73

例4：温度65℃，中等醇含量

组分进料（wt%）产物（wt%）

n-BuOAc 70 80.0

n-BuOH 10 3.59

H₂O 10 11.6

HOAc 10 4.81

从表2中可以看出，与乙酸的酯化反应极大程度地降低了存在于混合物中的醇的含量，由此提供了更加合适的混合物，其中乙酸可在所设计的条件下萃取。

参照图1，在本发明的另一个方面中，源自对苯二甲酸制造工艺的存在于不同流出流体中的具有不同浓度的水是有利的。来自于对苯二甲酸设备组件（吸收器）的富水流体、汲水蒸馏物和来自于压滤器的洗涤水可以进行结合并在萃取塔12的顶部附近加入。

来自于对苯二甲酸设备组件的贫水流体：取自反应器冷凝器和结晶器/溶剂汽提塔的水，可以分别加入共沸蒸馏塔14。有利地，每个贫水流体在共沸塔内的高度50a、50b、50c处加入，在其位置处水浓度接近于流体，由此最小化用于分离水和包含乙酸的萃取溶剂24的能量需求。

共同执行第一和第二改进的优势在于：

降低用于从水性进料中分离乙酸和在排出之前处理水的能量需求；

通过减低不希望的在系统中循环的醇的含量来改善分离工艺的操作效率，并由此将在装置中循环的混合物组分维持在适当一致的水平，以便最接近地匹配装置设计运行的参数；并且

在废弃物可以从设备中排出之前降低萃取或者消除所需要的水的含量。

相对于现有体系的工艺来说其实际效果更加经济并且更加环境友好。已确定衍生自本发明申请的节能和该效用，其在表3中概括。

本发明的进一步优势在于本文描述的蒸馏装置和工艺适用于现有的对苯二甲酸制造系统，从而它们可以容易地安装从而改进现有设备，而不需要耗费大量的资金。催化床40可容易地安装在萃取塔12内。对于不同流体的进料管线可以安装在共沸蒸馏塔14内的合适的位置，其不会损坏已经安装在其位置上的组件。

表3. 不同乙酸回收工艺的流体消耗对比

需要注意的是，如表3中所示的，相对于所有用于从水性流体中回收乙酸的现有技术的工艺来说，并且特别是对于从来自于对苯二甲酸制造工艺的流出流体回收乙酸的工艺，本发明提供了操作优点和成本节约。传统蒸馏方法的流体要求比本发明更高，并且当在废弃物中乙酸浓度不大于1000ppm的时候尤其如此。相似地，如果不在萃取柱中进行预先萃取以分离水和乙酸，那么共沸蒸馏对需要更高的流体要求。Sasaki等的’780所述的工艺具有与本发明相似的流体要求，但这仅是在进料处于液相并且包含少于50%的乙酸的时候，其并不代表所有的在典型的PTA设备中遇到的乙酸流体。另一方面，对于用于具有与其他情况类似的乙酸浓度（即70wt%）的液体进料的Sasaki的方案，Sasaki等的工艺具有更高的流体要求。目前还没有描述的工艺结合了本发明的可被处理的进料范围和能量效率。

任选地，其它的优点可以通过额外的改进而获得，其可独立与上述创新使用，并且甚至与之联合使用的时候更加的有用。图3中所示的装置如下改进。来自于对苯二甲酸制造设备的第二蒸馏/浓缩塔78b的水性流出流体首先被移送至水浓缩器90中。富含乙酸的流体之后被引导至萃取器（萃取塔12，图2）用于乙酸的萃取并且接下来进行如上所述的处理。

前述的本发明优选实施方式的描述仅用于解释和说明的目的，其不是为了穷尽或者将本发明限制到公开的具体形式。显然地，许多改进和变形对于本领域技术人员来说是明显的。本发明的保护范围通过下述的权利要求及其等价形式来定义。

参考文献

美国专利文献

7,048,835 B2 2006年5月 Jang等 203/16

5,662,780 1997年9月 Sasaki等 203/81

2,395,010 1946年2月 Othmer 206-541

美国专利申请

PCT/US2006/036963 2005年9月 Jang和Wu

外国专利和申请

EP 0 764 627 A1 1997年3月 Ohkoshi等（JP244196/95(1995)）

Claims

1.一种用于从乙酸的水性溶液中回收乙酸的装置，包括：

液/液萃取塔；

共沸蒸馏塔，与所述液/液萃取塔流体连通并位于其下游；

向萃取塔内加入输入进料流体的设备，输入进料流体包含有机物、乙酸和水；

将萃取溶剂加入到萃取塔内的设备，在其中乙酸被萃取从而降低乙酸在进料流体中的浓度，导致贫水馏分和富水馏分分别位于萃取塔的顶部和底部；

将贫水馏分加入到共沸蒸馏塔的设备；，

将夹带剂加入到共沸蒸馏塔的设备；和

从塔的顶部回收包括水和夹带剂的共沸混合物以及从塔的底部回收富含乙酸的液体流体的设备。

2.根据权利要求1的装置，其还包括包含有催化剂的保护床，该催化剂用于醇与乙酸反应从而形成相应的酯的酯化反应，所述保护床位于萃取塔内的顶部附近。

3.根据权利要求2的装置，其中该输入进料流体为多个具有不同乙酸浓度的液体进料流体，其中该液体输入流体的全部或者部分含有5wt%-90wt%浓度的乙酸，优选5wt%-80wt%浓度的乙酸。

4.根据权利要求3的装置，其中额外的贫水进料流体直接加入到共沸蒸馏塔，每个流体在所述塔的一个高度加入，在此所述塔内的水性混合物具有相近的水浓度。

5.根据权利要求4的装置，其中该萃取溶剂为低级乙酸烷基酯，其选自由乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、乙酸异丙酯和乙酸正丙酯所构成的组。

6.根据权利要求5的装置，其中该夹带剂为低级乙酸烷基酯，其选自由乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、乙酸异丙酯和乙酸正丙酯构成的组。

7.根据权利要求6的装置，其中该夹带剂与在萃取塔内使用的萃取溶剂相同。

8.根据权利要求7的装置，其中该共沸混合物被加入到冷凝器中，并且该冷凝物的一部分，典型地<60%，优选全部冷凝物的10%-50%，作为萃取溶剂返回至萃取塔。

9.根据权利要求8的装置，其中该输入进料流体为来自于制备对苯二甲酸的生产设备的水性乙酸流出物。

10.根据权利要求9的装置，其中用于醇的酯化的催化剂为酸性催化剂，其选自由酸式铝硅酸盐和酸式离子交换树脂所构成的组。

11.根据权利要求2的装置，还包括预浓缩器和高压吸收器，其中该水性乙酸进料流体在水浓缩器中预浓缩，并且部分冷凝来自于水浓缩器的蒸汽馏分，并且蒸汽馏分被加入到高压吸收器，并且液体馏分的部分被送至液-液萃取器，同时该液体馏分的残留物作为回流返回至水浓缩器。

12.根据权利要求2的装置，其还包括闪蒸罐，其中至少一个水性乙酸输入流体在闪蒸罐内闪蒸，并且液体馏分被加入到液-液萃取器，并且蒸汽馏分被加入到共沸蒸馏塔。

13.一种用于从乙酸的水性溶液中回收乙酸的方法，包括：

提供萃取塔和与其流体连通并位于其下游的共沸蒸馏塔；

将包括乙酸、有机物和水的输入流体加入到该萃取塔中；

将萃取溶剂加入该萃取塔，在其中萃取乙酸从而降低进料流体中乙酸的浓度，致使贫水馏分和富水馏分分别位于该萃取塔的顶部和底部；

将该贫水馏分加入到该共沸蒸馏塔中；

将夹带剂加入到该蒸馏塔中并运行该蒸馏塔，和

从该塔的顶部回收包括水和夹带剂的共沸混合物，并且从该塔的底部回收富含乙酸的液体流体。

14.根据权利要求13的方法，其还包括提供保护床，其位于该萃取塔内的顶部附近并包含用于醇的酯化反应的催化剂，其中该醇通过与乙酸的反应形成相应的酯。

15.根据权利要求14的方法，其包括在给料到该液/液分离器之前，预浓缩该水性乙酸溶液。

16.根据权利要求15的方法，其中该萃取溶剂为低级烷基酯，其选自由乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、乙酸异丙酯和乙酸正丙酯所构成的组。

17.根据权利要求16的方法，其中该夹带剂为酯，其选自由乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、乙酸异丙酯和乙酸正丙酯所构成的组。

18.根据权利要求17的方法，其中额外的贫水进料流体直接加入到该共沸蒸馏塔，每个流体在所述塔的一个高度喂入，在其此所述塔内的混合物具有相近的水浓度。

19.根据权利要求18的方法，其中用于醇的酯化反应的催化剂为酸性催化剂，其选自由酸式铝硅酸盐和酸式离子交换树脂所构成的组。

20.根据权利要求19的方法，其中该输入进料流体为多个具有不同乙酸浓度的液体进料流体，其中该液体输入流体的全部或者部分包含5wt%-90wt%、优选5wt%-80wt%浓度的乙酸。