CN103073423B - 精馏集成技术分离丙酸甲酯－甲醇－水体系的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精馏集成技术分离丙酸甲酯—甲醇—水体系的方法，包括原料液从所述萃取精馏塔T1的下部进入塔内，与萃取剂S1逆向接触，进行萃取萃取精馏；萃取精馏塔T1塔釜得到丙酸甲酯和水的混合物，将该混合物送至萃取精馏塔T2进一步回收丙酸甲酯；以S2为萃取剂，与来自萃取精馏塔T1的丙酸甲酯和水的混合物在萃取精馏塔T2中进行萃取精馏；萃取精馏塔T2塔顶得到丙酸甲酯，取精馏塔T2塔釜得到二甘醇与水的混合物送至溶剂回收塔T3，再将得到的二甘醇和水分别送至萃取精馏塔T2和萃取精馏塔T1与新鲜萃取剂混合后循环使用。本发明能有效的分离丙酸甲酯-甲醇-水体系，所用萃取剂均可循环再生利用，损耗低。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工分离技术，特别涉及一种精馏集成技术分离丙酸甲酯-甲醇-水体系的方法。
背景技术
当前，丙酸甲酯的合成主要以浓硫酸为催化剂，由丙酸和甲醇直接反应制得，反应后产物中含有大量游离的酸、醇和水等杂质。在甲基丙烯酸甲酯生产过程中也涉及到大量的丙酸甲酯。无论是酯化反应还是甲基丙烯酸甲酯生产过程中均产生大量含有丙酸甲酯、甲醇、水混合溶液。由于丙酸甲酯易与甲醇、水形成二元、三元共沸物，因此，采用传统精馏法难以得到高纯度的丙酸甲酯或是在经济与技术上是不合理的。
传统工业中丙酸甲酯的精制通常采用碳酸氢钠或者碳酸钠饱和溶液洗涤，再用碳酸钠或硫酸钠干燥后精馏；或者用饱和氯化钠水溶液洗涤，再用无水碳酸钠干燥后在五氧化二磷存在下蒸馏，该过程工艺复杂，设备易腐蚀，碱和盐循环过程能耗高，大量“三废”排放，易形成一系列环境问题。因此，开发新的高效分离技术，不仅可以获得高纯度的丙酸甲酯，还更有利于节能环保以及丙酸甲酯下游产品的进一步开发应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，分离效率高，不仅易于得到高纯度的丙酸甲酯，还可以得到副产物甲醇，且所用萃取剂均可循环再生利用，损耗低的精馏集成技术分离丙酸甲酯-甲醇-水体系的方法。
本发明的技术解决方案是：
一种精馏集成技术分离丙酸甲酯—甲醇—水体系的方法，其特征是：包括下列步骤：
A、原料液从所述萃取精馏塔T1的下部进入塔内，与从原料液上方流入萃取精馏塔T1内部的萃取剂S1逆向接触，进行萃取萃取精馏，溶剂比为1～4:1；
B、所述萃取精馏塔T1塔顶得到甲醇，萃取精馏塔T1塔釜得到丙酸甲酯和水的混合物，将该混合物送至萃取精馏塔T2进一步回收丙酸甲酯；
C、以S2为萃取剂，与来自萃取精馏塔T1的丙酸甲酯和水的混合物在萃取精馏塔T2中进行萃取精馏，溶剂比为1～5:1；
D、所述萃取精馏塔T2塔顶得到丙酸甲酯，取精馏塔T2塔釜得到二甘醇与水的混合物送至溶剂回收塔T3，回收二甘醇和水，再将得到的二甘醇和水分别送至萃取精馏塔T2和萃取精馏塔T1与新鲜萃取剂混合后循环使用。
所述萃取剂S1为水，萃取剂S2为二甘醇。
步骤A中所述的溶剂比为2：1。
步骤B中所述萃取精馏塔T1塔顶温度为63.5～64.6℃，塔釜温度为95.2～96.5℃，回流比为3～5，理论塔板数为25～45，萃取剂S1进料位置为第5～10块塔板，原料进料位置为第25～35块塔板。
步骤C中所述的溶剂比为1：1。
步骤D中所述萃取精馏塔T2塔顶温度为77.8～78.9℃，塔釜温度为111.5～121.6℃，回流比为2～5，理论塔板数为30～45，萃取剂S2进料位置为第5～10块塔板，原料进料位置为第20～30块塔板；步骤D中所述萃溶剂回收塔T3塔顶温度为99.5～100.5℃，塔釜温度为222.1～223.5℃，回流比为1～2，理论塔板数为10～15，原料进料位置为第5～7块塔板。
本发明能有效的分离丙酸甲酯-甲醇-水体系，分离后丙酸甲酯质量分数达99.85%以上，收率达96%以上；甲醇质量分数达99.78%以上，收率达98%以上。所用萃取剂均可循环再生利用，损耗低。整个工艺过程能耗低，节约生产成本，环境友好，基本实现零排放。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的工艺流程图；
图中标号：① 原料液、② 甲醇、③ 丙酸甲酯和水的混合物、④ 水、⑤丙酸甲酯、⑥ 二甘醇和水的混合物、⑦ 二甘醇、T1—萃取精馏塔T1、T2—萃取精馏塔T2、T3—溶剂回收塔T3。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：
一种精馏集成技术分离丙酸甲酯-甲醇-水体系的方法，其具体分离方法包括以下步骤：
A、原料液①(含丙酸甲酯75.34%，甲醇12.35%，水12.31%，均为质量分数)从萃取精馏塔T1中下部进入塔内，与从萃取精馏塔T1上部进入塔内的水萃取剂S1④逆向接触，塔釜加热，原料液进料量为20.0kg/h，塔顶采出量为2.45kg/h，溶剂比为2：1，控制塔顶温度为64.5℃，塔釜温度为95.5℃，回流比为3，理论塔板数为45，萃取剂S1进料位置为第10块塔板，原料进料位置为第35块塔板，经萃取精馏T1分离，萃取精馏塔T1塔顶得到质量分数为99.78%以上甲醇②，收率达98%以上；萃取精馏塔T1塔釜得到丙酸甲酯和水的混合物③，将该混合物③送至萃取精馏塔T2进一步回收丙酸甲酯；
B、萃取精馏塔T1塔釜得到丙酸甲酯和水的混合物③进入萃取精馏塔T2萃取精馏分离，进料量为27.55 kg/h，萃取剂S2进料量为27.55 kg/h，塔顶采出量为14.5 kg/h，控制塔顶温度在78.8℃，塔釜温度在112.5℃，回流比为4，理论板数为45，混合物③进入萃取精馏塔T2位置在第30塔板，萃取剂S2进料位置在第5块塔板，萃取精馏塔T2塔顶得到质量分数为99.85%以上的丙酸甲酯⑤，收率达96%；
C、萃取精馏塔T2塔釜得到二甘醇与水⑥的混合物送至溶剂回收塔T3，控制塔顶温度为99.8℃，塔釜温度为222.5℃，回流比为1，理论塔板数为10，原料进料位置为第7块塔板，回收二甘醇⑦和水④，再将得到的二甘醇⑦和水④分别送至萃取精馏塔T2和萃取精馏塔T1与新鲜萃取剂混合后循环使用。
上述方法中各塔的操作参数与分离结果如表2和表3所示：
表2 精馏塔操作参数
表3 分离过程各馏分的组成及含量（wt%）
实施例2：
一种精馏集成技术分离丙酸甲酯-甲醇-水体系的方法的具体实施方式，包括以下步骤：以水④为萃取剂S1，在萃取塔精馏T1中对丙酸甲酯-甲醇-水体系进行萃取精馏，分离后，萃取精馏塔T1塔顶得到质量分数为99.78%以上甲醇②，收率达98%以上。萃取精馏塔T1塔釜得到丙酸甲酯和水的混合物③，将该混合物③送至萃取精馏塔T2，与从萃取精馏塔T2上部进入塔内的二甘醇⑦萃取剂S2逆向接触，进行萃取精馏。萃取精馏塔T2塔顶得到质量分数为99.85%以上的丙酸甲酯⑤，收率达96%。萃取精馏塔T2塔釜得到二甘醇与水的混合物⑥送至溶剂回收塔T3，回收二甘醇⑦和水④，再将得到的二甘醇⑦和水④分别送至萃取精馏塔T2和萃取精馏塔T1与新鲜萃取剂混合后循环使用。
本发明的进一步优化步骤包括：
A、原料液①从所述萃取精馏塔T1的下部进入塔内，与从原料液上方流入萃取精馏塔T1内部的水④逆向接触，进行萃取精馏，溶剂比为1～4:1；
B、所述萃取精馏塔T1塔顶得到质量分数为99.78%以上甲醇②，收率达98%以上；
C、所述萃取精馏塔T1塔釜得到丙酸甲酯和水的混合物③，将该混合物③送至萃取精馏塔T2进一步回收丙酸甲酯；
D、以二甘醇⑦为萃取剂，与来自萃取精馏塔T1的丙酸甲酯和水的混合物③在萃取精馏塔T2中进行萃取精馏，溶剂比为1～5:1；
E、所述萃取精馏塔T2塔顶得到质量分数为99.85%以上的丙酸甲酯⑤，收率达96%；
F、所述萃取精馏塔T2塔釜得到二甘醇与水⑥的混合物送至溶剂回收塔T3，回收二甘醇⑦和水④，再将得到的二甘醇⑦和水④分别送至萃取精馏塔T2和萃取精馏塔T1与新鲜萃取剂混合后循环使用。
优选步骤A和步骤D中所述的溶剂比分别为2：1和1：1，
步骤B、C中所述萃取精馏塔T1塔顶温度为63.5～64.6℃，塔釜温度为95.2～96.5℃，回流比为3～5，理论塔板数为25～45，萃取剂S1进料位置为第5～10块塔板，原料进料位置为第25～35块塔板；步骤E中所述萃取精馏塔T2塔顶温度为77.8～78.9℃，塔釜温度为111.5～121.6℃，回流比为2～5，理论塔板数为30～45，萃取剂S2进料位置为第5～10块塔板，原料进料位置为第20～30块塔板；步骤F中所述萃溶剂回收塔T3塔顶温度为99.5～100.5℃，塔釜温度为222.1～223.5℃，回流比为1～2，理论塔板数为10～15，原料进料位置为第5～7块塔板。
本发明方法并不受上述具体装置和工艺参数的限制，本领域技术人员根据工艺条件，可在本发明范围内对有关参数进行调整或实施相应的变换，也可根据原料液处理量的大小，按比例进行相应的放大。
Claims (2)
1.一种精馏集成技术分离丙酸甲酯-甲醇-水体系的方法，其特征是：包括下列步骤：
A、原料液从第一萃取精馏塔（T1）的下部进入塔内，与从原料液上方流入第一萃取精馏塔（T1）内部的萃取剂S1逆向接触，进行萃取精馏，溶剂比为1～4:1；
B、所述第一萃取精馏塔（T1）塔顶得到甲醇，第一萃取精馏塔（T1）塔釜得到丙酸甲酯和水的混合物，将该混合物送至第二萃取精馏塔（T2）进一步回收丙酸甲酯；
C、以S2为萃取剂，与来自第一萃取精馏塔（T1）的丙酸甲酯和水的混合物在第二萃取精馏塔（T2）中进行萃取精馏，溶剂比为1～5:1；
D、所述第二萃取精馏塔（T2）塔顶得到丙酸甲酯，取第二萃取精馏塔（T2）塔釜得到二甘醇与水的混合物送至溶剂回收塔（T3），回收二甘醇和水，再将得到的二甘醇和水分别送至第二萃取精馏塔（T2）和第一萃取精馏塔（T1）与新鲜萃取剂混合后循环使用；
所述萃取剂S1为水，萃取剂S2为二甘醇。
2.根据权利要求1所述的精馏集成技术分离丙酸甲酯—甲醇—水体系的方法，其特征是：步骤A中所述的溶剂比为2：1。
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