CN102863334A - 一种加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是涉及一种加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，以醋酸甲酯-甲醇-水混合液为原料，以甘油、乙二醇和铵盐组成的混合物为萃取剂，经萃取精馏制得高纯度的醋酸甲酯；其中，萃取剂按下列比例配制：甘油和乙二醇的体积比为1∶1～3∶1，铵盐占萃取剂质量的3～8％，所述铵盐为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵或两种以上任意比例的混合物。本发明以工业醋酸甲酯副产品为原料，无需进行预处理，以含有铵盐的甘油和乙二醇的混合物为萃取剂，经萃取精馏得到纯度在99.8％以上的醋酸甲酯，回收率在97％以上，满足工业生产高纯度醋酸甲酯的需求。

Description

一种加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法
技术领域
本发明涉及一种加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法。
背景技术
醋酸甲酯是一种重要的溶剂和有机化工原料，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，市场价格高，生产高纯度的醋酸甲酯具有巨大的经济效益。目前工业上高纯度醋酸甲酯的来源主要有两方面，一是通过化学合成法获得，二是通过化学提纯法获得。工业上PTA的副产品醋酸甲酯是醋酸甲酯、甲醇和水组成的混合溶液，一般由78～92wt％的醋酸甲酯、1～21wt％的甲醇和1～21wt％的水组成，该醋酸甲酯-甲醇-水混合液易形成二元、三元共沸物，采用普通的精馏方法难以得到高纯度的醋酸甲酯。目前工业上采用盐效分离和精馏相结合的方法可以将醋酸甲酯提纯至较高浓度，然后通过精馏的方式将醋酸甲酯进一步提纯至99.8％，以满足工业生产高纯度醋酸甲酯的需求，但是该方法工艺复杂。
【高校化学工程学报】第21卷第2期发表的《醋酸甲酯-甲醇-水的复合盐萃取分离研究》中，杨东杰等人采用采用氯化镁、醋酸钾和水组成的复合盐萃取剂对该体系进行分离提纯，将醋酸甲酯的纯度由87％提高到98％以上，但是仍达不到高纯度醋酸甲酯(纯度为99.8％)的要求。【石油化工】2005年02期发表的《加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸物》中，赵林秀等人采用加盐萃取精馏的方法制备高纯度醋酸甲酯，以水为萃取剂，加入醋酸钾，将醋酸甲酯的纯度提至99％以上，但纯度仍未达到99.8％，不符合工业上高纯度醋酸甲酯的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、适合工业化生产的加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法。
本发明的具体方案是：一种加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，以醋酸甲酯-甲醇-水混合液为原料，以甘油、乙二醇和铵盐组成的混合物为萃取剂，经萃取精馏制得高纯度的醋酸甲酯；其中，
萃取剂按下列比例配制：甘油和乙二醇的体积比为1∶1～3∶1，铵盐占萃取剂质量的3～8％，所述铵盐为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵或两种以上任意比例的混合物。
所述醋酸甲酯-甲醇-水混合液由78～92％的醋酸甲酯、1～21％的甲醇和1～21％的水组成，以上百分数为质量分数。
作为对本发明技术方案的进一步揭示，所述萃取精馏在萃取精馏塔中进行，萃取精馏塔的塔板数为50～60；原料的进料位置在第25～30塔板处，萃取剂的进料位置在第3～5塔板处；所述萃取精馏塔的塔顶温度为57～58℃，塔釜温度为66～68℃，回流比为6～8，所述萃取剂与原料的体积比为1～3∶1。
作为本发明技术方案的一种改进，在萃取精馏操作中回收得到含盐混合液，该含盐混合液经精馏塔分离，在塔顶得到醋酸甲酯馏分和甲醇馏分，在塔底得到再生萃取剂，所述醋酸甲酯馏分可循环利用，所述甲醇馏分经精馏塔分离，得到副产品甲醇。
本发明以工业醋酸甲酯副产品为原料，无需进行预处理，以含有铵盐的甘油和乙二醇的混合物为萃取剂，经萃取精馏得到纯度在99.8％以上的醋酸甲酯，回收率在97％以上，满足工业生产高纯度醋酸甲酯的需求。本发明提供的制备方法与传统的盐效分离和精馏相结合的方案相比，工艺简单，操作方便，适合工业化生产；萃取剂中甘油和乙二醇复合使用，分离效果优异，并解决了甘油粘度大、输送困难的问题，同时，萃取剂中含盐量低，利于萃取剂的输送。此外，本发明提供的制备方法无废水排放，环境友好。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
图2是本发明萃取精馏装置示意图。
具体实施方式
实施例1
以醋酸甲酯-甲醇-水混合液的近恒沸物为原料F，其组成为78.02wt％醋酸甲酯，18.25wt％甲醇和3.73wt％水，处理工艺流程如图1所示。萃取精馏塔如图2所示，将原料F放入原料贮槽1中，加料速度及用量由进料泵2和进料流量计3控制；将配制好的萃取剂S(甘油和乙二醇体积比1∶1，氯化铵占萃取剂总质量的5％)放入萃取剂贮槽8，其进料速度及用量由萃取剂进料泵9和萃取剂流量计10控制；萃取剂S和原料F的进料体积比为1∶1。塔釜6采用热电偶5对流加热，塔釜6中温度通过温度计7显示，塔釜6底部设有釜底取样口4，优选釜底考克。塔柱11与塔釜6顶部连接，塔柱11中装有填料，其理论塔板数为50，塔顶温度由塔顶温度计14显示。塔顶连有塔顶冷凝器15，塔顶冷凝器15下端设有塔顶取样口12和回流口13，塔顶回流靠电磁感应控制，产品从塔顶取样口12收取。萃取精馏工艺参数见表1，从塔顶取样口12得到的高纯度醋酸甲酯P的纯度达99.82％，醋酸甲酯回收率为97.5％，从釜底取样口4放出的含盐混合液R流入溶剂再生塔II进行处理。
溶剂再生塔II的工艺条件见表1，含盐混合液R经溶剂再生塔II脱酯、脱醇、脱水后从塔底得到再生萃取剂S1，返回萃取精馏塔I循环使用；塔顶得到醋酸甲酯馏分F1，返回萃取精馏塔I循环利用；塔顶得到的甲醇馏分D流入甲醇回收塔III。
甲醇馏分D经甲醇回收塔III处理，塔顶温度65～90℃，塔釜温度95℃，回流比1～3，塔顶可以得到纯度在99％以上的副产品甲醇M，塔底回收剩余馏分E，剩余馏分E返回萃取精馏塔I循环使用。
本实施例中溶剂再生塔II和甲醇回收塔III均采用精馏塔。
表1 分离提纯过程的工艺参数
实施例2
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：萃取剂S中甘油和乙二醇体积比为2∶1，萃取剂S和原料F的进料体积比为2∶1。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.85％，醋酸甲酯回收率为98％。
实施例3
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：萃取剂S中甘油和乙二醇体积比为1∶1，硝酸铵占萃取剂总质量的7％。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.80％，醋酸甲酯回收率为97％。
实施例4
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：原料F组成为78wt％醋酸甲酯，1wt％甲醇和21wt％水，萃取剂S中甘油和乙二醇体积比为3∶1，硫酸铵占萃取剂总质量的6％，萃取剂S和原料F的进料体积比为3∶1。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.83％，醋酸甲酯回收率为98.5％。
实施例5
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：萃取剂S中甘油和乙二醇体积比3∶1，氯化铵、硝酸铵各占萃取剂总质量的3％，萃取剂S和原料F的进料体积比为2∶1。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.85％，醋酸甲酯回收率为98％。
实施例6
操作与实施例1基本相同，不同之处在于萃取精馏塔I的理论板数(N)为60，原料进料位置(NF)为第30塔板处，萃取剂进料位置(NS)为第5塔板处。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.85％，醋酸甲酯回收率为97％。
实施例7
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：原料F组成为78wt％醋酸甲酯，21wt％甲醇和1wt％水，萃取剂S中氯化铵占萃取剂总质量的8％，萃取剂S和原料F的进料体积比为2∶1。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.83％，醋酸甲酯回收率为98.5％。
对比例1
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：萃取剂S为氯化铵和甘油的混合液，氯化铵的质量分数为5％。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.65％，醋酸甲酯回收率为98％。
对比例2
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：萃取剂S为氯化铵和乙二醇的混合液，氯化铵的质量分数为5％。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.50％，醋酸甲酯回收率为95.5％。
对比例3
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：萃取剂S中甘油和乙二醇体积比1∶1，氯化铵占萃取剂总质量的2％。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.50％，醋酸甲酯回收率为97％。
对比例4
操作与实施例1基本相同，不同之处在于：萃取剂S中甘油和乙二醇体积比1∶4，氯化铵占萃取剂总质量的5％。高纯度醋酸甲酯P的纯度为99.58％，醋酸甲酯回收率为96％。
应当指出的是：在原料中甲醇和水含量高时，本发明可除去甲醇和水将醋酸甲酯纯度提升到99.8％以上，在原料中甲醇和水含量低时，甲醇和水更易脱除，不需再增加实施例进行说明。

Claims (7)

1.一种加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，其特征在于：以醋酸甲酯-甲醇-水混合液为原料，以甘油、乙二醇和铵盐组成的混合物为萃取剂，经萃取精馏制得高纯度的醋酸甲酯；其中，
萃取剂按下列比例配制：甘油和乙二醇的体积比为1∶1～3∶1，铵盐占萃取剂质量的3～8％，所述铵盐为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵或两种以上任意比例的混合物。
2.按权利要求1所述的加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，其特征在于：所述萃取精馏在萃取精馏塔中进行，萃取精馏塔的塔板数为50～60。
3.按权利要求2所述的加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，其特征在于：所述萃取精馏塔的塔顶温度为57～58℃，塔釜温度为66～68℃，回流比为6～8。
4.按权利要求2所述的加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，其特征在于：原料的进料位置在第25～30塔板处，萃取剂的进料位置在第3～5塔板处。
5.按权利要求1～4任意一项所述的加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，其特征在于：所述萃取剂与原料的体积比为1～3∶1。
6.按权利要求1～4任意一项所述的加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，其特征在于：在萃取精馏操作中回收得到含盐混合液，该含盐混合液经精馏塔分离，在塔顶得到醋酸甲酯馏分和甲醇馏分，在塔底得到再生萃取剂。
7.按权利要求6所述的加盐萃取精馏制备高纯度醋酸甲酯的方法，其特征在于：所述甲醇馏分经精馏塔分离，得到副产品甲醇。
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