CN104844445A

CN104844445A - 从pta薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法

Info

Publication number: CN104844445A
Application number: CN201510142481.4A
Authority: CN
Inventors: 许贤文; 李利军; 王新兰; 汪英枝; 谢刚; 刘晓玲
Original assignee: China Textile Industry Design Institute; China Kunlun Contracting and Engineering Corp
Current assignee: China National Petroleum Corp; China Kunlun Contracting and Engineering Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: CN104844445B

Abstract

本发明涉及一种从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，先通过减少抽出母液、提高循环母液比例来提高母液中的醋酸浓度至8～30％，然后再用萃取剂来萃取母液中的醋酸，萃取后分相，醋酸随油相(萃取剂相)去脱水塔从而回收醋酸，水相去共沸剂回收塔从而回收水相中残留的少量萃取剂。本发明可将PTA薄膜蒸发器下料残渣中的醋酸回收65％以上，且该方法效率高、能耗低，实现了PTA薄膜蒸发器下料残渣中醋酸的回收，可降低每吨PTA产品的醋酸消耗1kg以上。

Description

从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法

技术领域

本发明涉及一种从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，该薄膜蒸发器下料残渣来自于对苯二甲酸生产过程中氧化母液除杂单元的薄膜蒸发器。

背景技术

精对苯二甲酸(Purified Terephthalic Acid，简称PTA)是生产聚酯纤维和树脂的主要原料，目前主要采用对二甲苯(p-Xylene，简称PX)空气氧化法生产。PTA生产过程中，为控制产品质量，需要抽出部分氧化母液去除杂单元处理以去除该部分母液中的杂质，该抽出母液经过气提塔提浓、薄膜蒸发器蒸发后，最终以薄膜蒸发器下料残渣的形式排出系统外，从而形成PTA薄膜蒸发器下料残渣。PTA薄膜蒸发器下料残渣占PTA产量的0.5～0.9wt％。如果2014年全国PTA产能按3500万吨计，PTA薄膜蒸发器下料残渣将会达到18～32万吨。

PTA薄膜蒸发器下料残渣温度为150～220℃，主要成分是醋酸、水等湿份，苯甲酸、对甲基苯甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对羧基苯甲醛、对羧基苯甲醇、芴酮二羧酸等芳香羧酸，以及钴锰溴等离子，其中含醋酸5～20wt％、含钴锰离子共0.7～1.5wt％。工业生产上一般用水(除盐水或工业水)对PTA薄膜蒸发器下料残渣打浆和冷却以形成残渣浆料，此残渣浆料称为PTA氧化残渣。通常，该残渣浆料会过滤，然后从滤饼中回收苯甲酸等，从滤液中回收钴锰等。

残渣浆料过滤后的滤液(以下称母液)中含有1～5wt％左右的醋酸，由于浓度太低，通常的方法是排放掉。中国专利ZL200810229404.2、ZL97103884.8、ZL97119183.2提到用蒸发冷凝的方法回收醋酸，回收的醋酸-水溶液则返回PTA装置中，但这只适用于醋酸浓度较高的情况。对于残渣浆料滤液，如果采用蒸发的方法，则由于残渣浆料滤液蒸发过程需要消耗蒸汽，蒸发得到的稀醋酸返回脱水塔后醋酸-水分离也需要消耗蒸汽，这两股蒸汽和所得醋酸的价值相比较，在当残渣浆料滤液中醋酸浓度达到6wt％以上时蒸发法回收醋酸才有经济效益，而残夜中醋酸浓度通常只有1～5wt％左右。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，该方法即使针对醋酸较低浓度的母液回收醋酸也具有较高的经济效益，对PTA薄膜蒸发器下料残渣中醋酸的回收率可达65％以上。

本发明的技术方案是：

一种从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法,包括如下步骤：

(1)打浆：用水对PTA薄膜蒸发器下料残渣打浆，形成残渣浆料；

(2)固液分离：对所述残渣浆料进行固液分离，得到母液；

(3)母液分流再利用：将所述母液分为循环母液和抽出母液两部分，所述循环母液返回所述步骤(1)与水共同参与打浆；

(4)萃取：向所述抽出母液加入萃取剂进行醋酸的萃取；

(5)倾析：对醋酸的萃取液进行倾析，得到油相和水相，所述油相为富含醋酸的萃取剂相；所述水相中含有少量萃取剂；

(6)分离：将所述油相送去PTA装置脱水塔以回收萃取剂和醋酸，其中萃取剂返回所述步骤(4)循环利用；将所述水相送去PTA装置共沸剂回收塔以回收萃取剂同时从塔底排出废水。

所述步骤(3)中，所述循环母液优选经冷却后再返回步骤(1)。

所述循环母液经冷却后温度优选降至20～40℃。

所述步骤(3)中，大部分所述母液作为所述循环母液，余下的所述母液作为所述抽出母液。

所述循环母液占所述母液的质量百分比优选为60～95％。

用于打浆的水与PTA薄膜蒸发器下料残渣的质量比优选为0.2～0.6:1。

所述萃取剂可以为乙酸甲酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种的混合物。

萃取温度可以控制为40～60℃，萃取剂与抽出母液的质量比优选为1.5～4:1。

打浆用的水可以为除盐水或工业水。

对于前述任意一种所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，优选控制所述母液的温度为45～65℃以及所述母液中醋酸浓度为8～30wt％。

本发明的有益效果为：

通过持续提取大部分母液并不断地将其返回至打浆工序以溶解PTA薄膜蒸发器下料残渣中的醋酸，显著提高了母液中的醋酸浓度，为后续的醋酸回收打下了良好基础，不仅有助于提高醋酸的回收率，还显著提高了醋酸回收工艺的经济性，同时由于可作为现有多种醋酸回收方法的前序步骤，因此可以扩大现有多种醋酸回收方法的适用范围，促进这些方法的进一步完善。

采用萃取法从较高醋酸浓度的母液中回收醋酸，萃取过程没有蒸汽能耗，操作简单而且节能，进一步提高了回收工艺的经济性。

附图说明

图1是本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法,目的是回收PTA薄膜蒸发器下料残渣中的醋酸，基本方法是先通过减少抽出母液、提高循环母液比例来提高母液中的醋酸浓度至8～30％，然后再用萃取剂来萃取母液中的醋酸，萃取后分相，醋酸随油相(萃取剂相)去脱水塔从而回收醋酸，水相去共沸剂回收塔从而回收水相中残留的少量萃取剂。该方法具体包括如下步骤：

(1)打浆：用水对PTA薄膜蒸发器下料残渣打浆，形成残渣浆料；用于打浆的水与PTA薄膜蒸发器下料残渣的质量比优选为0.2～0.6:1。所述薄膜蒸发器下料残渣来自于对苯二甲酸生产过程中氧化母液除杂单元的薄膜蒸发器。

(2)固液分离：对所述残渣浆料进行固液分离，得到母液。

(3)母液分流再利用：将所述母液分为循环母液和抽出母液两部分，所述循环母液返回所述步骤(1)与水共同参与打浆。大部分所述母液作为所述循环母液，余下的所述母液作为所述抽出母液。所述循环母液占所述母液的质量百分比优选为60～95％。

(4)萃取：向所述抽出母液加入萃取剂进行醋酸的萃取；所述萃取剂可以为乙酸甲酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种的混合物。萃取温度可以控制在40～60℃，萃取剂与抽出母液的质量比优选为1.5～4:1。

(5)倾析：对醋酸的萃取液进行倾析，得到油相和水相，所述油相为富含醋酸的萃取剂相；所述水相中含有少量萃取剂。

所述步骤(3)中，所述循环母液优选经冷却后再返回步骤(1)，冷却可使循环母液的温度降低10～30℃。所述循环母液经冷却后温度优选降至20～40℃。

打浆用的水可以为除盐水或工业水。

要取得较好的醋酸回收率和保持较高的经济效益，所述母液的温度最好控制在45～65℃、醋酸浓度则控制在8～30wt％。

传统方法是用水直接打浆PTA薄膜蒸发器下料残渣得残渣浆料，残渣浆料固液分离得母液，由于打浆水用量高，导致母液中的醋酸浓度只有1～5％。而母液中的醋酸浓度是影响本法经济性的关键因素：去脱水塔的萃取剂相和去共沸剂回收塔的水相都是需要消耗蒸汽的；母液中醋酸浓度增高，则萃取效率增高、萃取剂用量减少，同时醋酸浓度高意味着水相质量减少，这样脱水塔和共沸剂回收塔增加的蒸汽消耗就减少。为了提高母液醋酸浓度就要大幅度减少打浆水用量，但打浆水过少则不能实现对薄膜蒸发器下料残渣的打浆效果，同时高温的薄膜蒸发器下料残渣也得不到冷却降温。根据物料核算，打浆水用量与抽出母液是直接的对应关系，打浆水用量少则抽出母液就少，反之亦然。有鉴于此，本发明一方面大幅度减少打浆水用量，也即大幅度减少抽出母液量；另一方面增加循环母液量，并通过冷却降低循环母液10～30℃，这样即提高了母液中的醋酸浓度又完成了对薄膜蒸发器下料残渣的打浆和冷却任务。

本发明与以往不同和先进之处一是通过减少残液抽出、增大循环来提高残液中醋酸浓度从而提高回收醋酸方法的经济性，二是采用萃取法来回收醋酸从而节能和提高回收率。本发明可将PTA薄膜蒸发器下料残渣中的醋酸回收率提高到65％以上。

为了显示本发明的方法在提高母液的醋酸浓度和提高醋酸回收率方面的显著效果，申请人在此公开3组相关实验数据。

实验1：

采用传统方法，PTA薄膜蒸发器下料残渣1.1t/h，温度190℃，醋酸含量9.0wt％，用2.2t/h、15℃除盐水来打浆得到浆料，浆料温度为45℃，过滤浆料得到母液，分析母液中醋酸含量为3.7wt％。

实验2：

采用本发明的方法，PTA薄膜蒸发器下料残渣1.1t/h，温度190℃、醋酸含量9.0wt％，用0.5t/h、30℃除盐水和4.5t/h、30℃循环母液共同来打浆得到浆料，浆料温度为45℃，过滤浆料后得到母液5.2t/h，分析母液中醋酸含量为12.7wt％，显著高于实验1的母液中的醋酸含量，为后续醋酸回收步骤奠定基础。将4.5t/h母液作为循环母液并冷却至30℃后返回去打浆，即循环母液占母液总量的大约86.6％。

取抽出母液0.70kg，按抽出母液:萃取剂＝1:3的质量比例向抽出母液中加入萃取剂乙酸正丙酯NPA进行萃取，萃取温度为45℃，倾析分相后得油相(萃取剂相)2.24kg，将油相返回脱水塔即可回收醋酸。分相油相中醋酸含量为3.16wt％，经计算可知对PTA薄膜蒸发器下料残渣中醋酸的回收率为71.4％。

对比实验1可以看出，实验2通过减少母液抽出量、增加循环母液量将母液中醋酸浓度由3.7wt％提高至12.7wt％，再通过萃取最终回收了PTA薄膜蒸发器下料残渣中71.4％的醋酸。

实验3：

用与实验2中同样的原料，按实验2的方式进行实验，只是萃取剂改为乙酸正丁酯NBA。结果，萃取后得到油相2.20kg，油相中醋酸含量为3.18％，经计算可知对PTA薄膜蒸发器下料残渣中醋酸的回收率达到了70.7％。

本发明通过减少残液抽出、增大循环来提高残液中醋酸浓度从而提高回收醋酸方法的经济性，通过采用萃取法来回收醋酸从而节能和提高回收率。采用该方法所述PTA薄膜蒸发器下料残渣中醋酸的回收率可以达到65％以上，所回收的醋酸可返回PTA装置继续使用。

Claims

1.一种从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于包括如下步骤：

(2)固液分离：对所述残渣浆料进行固液分离，得到母液；

(4)萃取：向所述抽出母液加入萃取剂进行醋酸的萃取；

2.如权利要求1所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于所述步骤(3)中，所述循环母液经冷却后再返回步骤(1)。

3.如权利要求2所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于所述循环母液经冷却后温度降至20～40℃。

4.如权利要求3所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于所述步骤(3)中，大部分所述母液作为所述循环母液，余下的所述母液作为所述抽出母液。

5.如权利要求4所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于所述循环母液占所述母液的60～95％。

6.如权利要求5所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于用于打浆的水与PTA薄膜蒸发器下料残渣的质量比0.2～0.6:1。

7.如权利要求5所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于所述萃取剂为乙酸甲酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求7所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于萃取温度为40～60℃，萃取剂与抽出母液的质量比为1.5～4:1。

9.如权利要求5所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于打浆用的水为除盐水或工业水。

10.如权利要求1-9中任意一种所述的从PTA薄膜蒸发器下料残渣中回收醋酸的方法，其特征在于控制所述母液的温度为45～65℃以及所述母液中醋酸浓度为8～30wt％。