CN103274922B - 侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮-醋酸-水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法,步骤如下:将原料从侧线精馏塔T1的原料进料口送入塔内进行侧线出料精馏,塔顶富集液经冷凝后得到含量≥99.7%的丙酮,在侧线采出口处连续采出醋酸水溶液,塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液;再将醋酸水溶液从共沸精馏塔T2的进料口送入塔内,并与从共沸剂进料口进入的共沸剂接触完成共沸精馏,塔顶得到含共沸剂的水溶液,经冷凝器冷凝后送入分相器静置分层,上层油相得到共沸剂,一部分作为回流液返回塔内,另一部分循环使用,下层水相经处理后直接排放;塔底得到含量≥98.94%的醋酸。本发明使设备投资费用和过程能耗降低,节约成本,有效解决实际生产中固体颗粒杂质堵塞塔板或填料的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工分离方法,特别涉及一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法。
背景技术
工业实际生产中主要以丙二酸、丙酮及醋酐为原料来合成丙二酸亚异丙酯,按这种工艺方法每生产1吨丙二酸亚异丙酯约产生4吨的废水,废水中主要含有丙酮、醋酸和水。目前对于这些废水的处理是以低价卖出,这样不仅增加了生产成本,还存在浪费资源,污染环境等问题。
由于废水中存在醋酸和水,这两者属于典型的高度非理想性体系,醋酸不仅在液相中有强缔合作用,且在汽相中即使处于低压下其缔合作用也非常明显。因此,采用普通的处理方法很难得到含量很高的醋酸,且过程能耗较高。
中国专利CN101306989A公开了一种加盐萃取精馏分离醋酸和水的方法,溶剂选择N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吗啉、环丁砜或叔胺类有机碱极性溶剂中的至少一种,溶剂加盐选自硫氰酸盐、醋酸盐或硝酸盐中的至少一种,经加盐萃取精馏塔及溶剂回收塔处理后,可得到质量百分浓度大于97%的醋酸。该专利可以有效的分离醋酸和水体系,但是由于过程存在盐,对设备的腐蚀较严重,且能耗过大。
中国专利CN102153458A公开了一种以乙酸仲丁酯为萃取剂和共沸剂,采用萃取—共沸精馏回收稀醋酸的方法,通过该方法处理后,醋酸的回收率高于95%,废水中醋酸含量在0.5%以下。过程中萃取剂和共沸剂用量大, 操作控制较复杂,且对于丙酮—醋酸—水体系并不适用。
中国专利CN102627548A公开了一种连续精馏与复合萃取精馏集成分离丙酮—乙酸—水的方法,该方法首先采用连续精馏回收丙酮,然后以环丁砜与二甲亚砜作为复合萃取剂,对乙酸和水进行萃取精馏,脱除其中的水,最后将含有醋酸的萃取剂送入溶剂回收塔处理,塔顶得到醋酸,塔底得到萃取剂。该方法虽然可以有效分离丙酮—乙酸—水,但是过程复杂,设备投资费用和操作费用高,占地面积大,能耗高,且无法脱除废水中的固体颗粒杂质,易造成塔板或填料的堵塞,影响精馏塔的稳定操作。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上技术上的不足,提供一种工艺简单,分离效率高,过程能耗低,且节约生产成本,能够既实现丙酮—醋酸—水的分离,又能脱除废水中的固体颗粒杂质,有效解决实际生产中固体颗粒杂质堵塞塔板或填料的现象的方法。
本发明通过以下技术方案来实现:一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法,具体包括以下步骤:第一步,采用侧线精馏技术回收丙酮并脱除固体颗粒杂质,在侧线精馏塔顶得到含量≥99.7%的丙酮,侧线采出口处连续采出醋酸水溶液,塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液。第二步,将侧线采出口处采出的醋酸水溶液进行共沸精馏处理,以甲乙酮、醋酸丙酯及正丙醇三者组成的混合物为共沸剂,该共沸剂从塔的中下部送入塔内,与来自塔上方的醋酸水溶液完成共沸精馏,塔顶采出含共沸剂的水溶液,塔底得到含量≥98.94%的醋酸。
本发明的进一步改进在于,包括以下步骤:
(1)原料从所述侧线精馏塔T1的下部送入塔内进行侧线出料精馏,在塔顶得到含量≥99.7%的丙酮,在侧线采出口处连续采出醋酸水溶液,塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液;
(2)将步骤(1)侧线处采出的醋酸水溶液从共沸精馏塔T2的上部送入塔内,并与从塔中下部进入的共沸剂接触完成共沸精馏,塔顶得到含共沸剂的水溶液,经冷凝器冷凝后送入分相器静置分层,上层油相得到共沸剂,其中一部分作为回流液返回塔内,另一部分循环使用,下层水相可经处理后直接排放;塔底得到含量≥98.94%的醋酸;
所述步骤(2)中,共沸剂为甲乙酮、醋酸丙酯及正丙醇的混合物,其组成按体积比为0.1~0.5:0.4~0.8:0.05~0.2,最优选的体积比为0.3:0.6:0.1;
所述步骤(2)中,醋酸水溶液与共沸剂的体积比为1~5:0.5~1,最优选的体积比2:1。
本发明与现有技术相比具有以下优点:能有效的分离丙酮-醋酸-水体系,分离后丙酮含量达99.7%以上,总收率达95.98%以上;醋酸含量达98.94%以上,总收率达96.3%以上,共沸剂可循环使用,与中国专利CN102627548A相比,本发明将三塔精馏改为两塔精馏,不仅减少了设备投资费用,过程能耗大大降低,节约生产成本,而且有效解决了实际生产中固体颗粒杂质堵塞塔板或填料的现象。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;
图中标号:1原料;2原料进料口;3、缓冲罐;4丙酮;5醋酸水溶液;6侧线采出口;7固体颗粒杂质的溶液;8醋酸水溶液进料口;9分相 器;10、14共沸剂;11油水界面;12水;13共沸剂进料口;15醋酸。
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。
如图1示出了本发明侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法的具体实施方式,包括以下步骤:将原料1从侧线精馏塔T1的原料进料口2送入塔内进行侧线出料精馏,塔顶富集液经冷凝后得到含量≥99.7%的丙酮4,在侧线采出口6处连续采出醋酸水溶液5,塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液7;再将醋酸水溶液5从共沸精馏塔T2的进料口8送入塔内,并与从共沸剂进料口13进入的共沸剂14接触完成共沸精馏,塔顶得到含共沸剂的水溶液,经冷凝器冷凝后送入分相器9静置分层,上层油相得到共沸剂10,其中一部分作为回流液返回塔内,另一部分循环使用,下层水相12可经处理后直接排放;塔底得到含量≥98.94%的醋酸15。
本发明的进一步优化步骤包括:
所述共沸剂14为甲乙酮、醋酸丙酯及正丙醇的混合物,其组成按体积比为0.1~0.5:0.4~0.8:0.05~0.2,最优选的体积比为0.3:0.6:0.1;
所述共沸精馏过程中醋酸水溶液5与共沸剂14的体积比为1~5:0.5~1,最优选的体积比2:1。
实施例一:一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法,其具体分离方法包括以下步骤:
(1)控制原料1的体积流量为2.0ml/min,将其从侧线精馏塔T1的原料进料口2送入塔内进行侧线出料精馏,保证塔顶采出量为0.16ml/min,侧线 采出量为1.65ml/min,塔顶可得到含量≥99.7%的丙酮4,侧线采出口6处可连续采出醋酸水溶液5,塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液7;
(2)醋酸水溶液5从共沸精馏塔T2的进料口8送入塔内,控制进料量为1.65ml/min,并与从共沸剂进料口13进入的共沸剂14接触完成共沸精馏,保持醋酸水溶液5与共沸剂14的比例为2:1,塔顶可得到含共沸剂的水溶液,经冷凝器冷凝后送入分相器9静置分层,上层油相得到共沸剂10,其中一部分作为回流液返回塔内,另一部分循环使用,下层水相12可经处理后直接排放;塔底采出量为0.81ml/min,可得到含量≥98.94%的醋酸15。
上述方法中各塔的操作参数和分离结果如表2和表3所示。
表2各精馏塔操作参数
表3分离过程中主要馏分的组成及含量(wt%)
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 (4)
1.一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原料从侧线精馏塔T1的下部送入塔内进行侧线出料精馏,在塔顶得到含量≥99.7%的丙酮,在侧线采出口处连续采出醋酸水溶液,塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液;
(2)将上述步骤侧线处采出的醋酸水溶液从共沸精馏塔T2的上部送入塔内,并与从塔中下部进入的共沸剂接触完成共沸精馏,塔顶得到含共沸剂的水溶液,经冷凝器冷凝后送入分相器静置分层,上层油相得到共沸剂,其中一部分作为回流液返回塔内,另一部分循环使用,下层水相可经处理后直接排放;塔底得到含量≥98.94%的醋酸。
2.根据权利要求1所述侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法,其特征在于:所述侧线精馏塔的理论塔板数为30塔板,侧线采出位置为第28块塔板。
3. 根据权利要求1所述侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法,其特征在于:所述共沸剂为甲乙酮、醋酸丙酯及正丙醇的混合物,其组成体积比为0.3:0.6:0.1。
4. 根据权利要求1所述侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法,其特征在于:所述醋酸水溶液与共沸剂的体积比2:1。
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