CN105709451B - 化学品的分离处理系统、蒸馏塔装置和化学品的分离方法 - Google Patents

化学品的分离处理系统、蒸馏塔装置和化学品的分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化学品的分离处理系统、蒸馏塔装置和化学品的分离方法。本发明的用于分离化学品的装置包括第一蒸馏塔(100)，所述第一蒸馏塔(100)接收包含水和至少两种有机酸的混合物以及萃取剂，所述萃取剂包括己醇、己醇与所述至少一种有机酸的酯和2‑甲基戊醇中的至少一种。所述第一蒸馏塔(100)基于反应性非均相共沸萃取蒸馏在其顶部(104)形成水与萃取剂的非均相共沸混合物而不控制所述萃取剂与所述至少两种有机酸的化学反应，所述第一蒸馏塔(100)通过其顶部(104)将所述共沸混合物移除以将水与有机酸分离。

Description

化学品的分离处理系统、蒸馏塔装置和化学品的分离方法
技术领域
本发明涉及用于分离化学品的处理系统、蒸馏塔装置(distillation columnarrangement)和分离化学品的方法。
背景技术
蒸馏是工业中常用于基于混合物中物质的不同挥发性而将相互溶解的物质分离的方法。蒸馏使得相互溶解的液体物质以及非挥发性和挥发性物质能够分离。
非均相共沸萃取蒸馏是蒸馏的一种具体形式。非均相共沸萃取蒸馏描述于芬兰专利公开FI 117633 B中。在此种方法中，蒸馏步骤包括利用水和糠醛彼此之间的部分不溶性、共沸混合物的压力依赖性、糠醛的萃取容量以及由糠醛和水形成的二元共沸混合物。在共沸萃取方法中，通过共沸蒸馏和常规的萃取蒸馏的组合来进行分离。该方法使用糠醛同时作为萃取剂和共沸混合物形成剂，以将水与有机酸分离。根据温度，糠醛与水形成均相或非均相的共沸混合物。在低于120℃的温度下，共沸混合物是非均相的，因此，在与此对应的从负压至适度超压的压力范围内，该方法被称为非均相共沸萃取蒸馏。在非均相共沸萃取蒸馏中，萃取剂具有双重效应并产生两个液相，这能够将水分离。
在REACH(化学品的注册、评价、授权和限制)评估中，在该已知方案中使用的糠醛的安全评级已变差。此外，当使用萃取剂时，控制工艺中所用物质的相互化学反应是极其重要的。同时，还存在与分离共沸萃取过程相关的化学品的需求，而这也是具有挑战性的。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的方案。该目的通过本发明的第一方面所述的用于分离化学品的处理系统来实现。
在本发明的第一方面中，提供了一种用于分离化学品的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括第一蒸馏塔、第一倾析器和第三蒸馏塔，并且所述第一蒸馏塔被配置成接收包含水和至少为甲酸和乙酸的有机酸的混合物以及萃取剂，所述萃取剂包括己醇、己醇与所述至少两种有机酸的酯和2-甲基戊醇中的至少一种；
所述第一蒸馏塔被配置成基于反应性非均相共沸萃取蒸馏在其顶部形成水与萃取剂的非均相共沸混合物而不控制所述萃取剂与至少两种所述有机酸的化学反应，所述第一蒸馏塔被配置成通过其顶部将所述共沸混合物移至所述第一倾析器内以将水与有机酸分离；
所述倾析器被配置成将水与萃取剂的非均相共沸混合物分离成有机相和水相，所述有机相作为密度小于水的物质上升到所述倾析器中的顶部，而密度更大的所述水相保留在所述倾析器的底部；
所述第一蒸馏塔被配置成将至少两种所述有机酸、萃取剂和水馈送至所述第三蒸馏塔；
所述第三蒸馏塔被配置成在其底部形成用于回收和/或再循环的萃取剂，并且所述第三蒸馏塔被配置成基于蒸馏而在其顶部形成用于回收和/或再循环的水与至少两种所述有机酸的混合物。
另外，在本发明的第二方面中，还涉及一种蒸馏塔装置，其特征在于，所述蒸馏塔装置包括第一蒸馏塔、第二蒸馏塔、第一倾析器和第三蒸馏塔，所述第一蒸馏塔被配置成接收：包含水和至少为甲酸和乙酸的有机酸的混合物，以及萃取剂，所述萃取剂包括己醇、己醇与至少一种所述有机酸的酯和2-甲基戊醇中的至少一种；并且
所述第一蒸馏塔被配置成基于反应性非均相共沸萃取蒸馏在其顶部形成水与萃取剂的非均相共沸混合物而不控制所述萃取剂与至少两种所述有机酸的化学反应，所述第一蒸馏塔被配置成通过其顶部将所述共沸混合物移至所述第一倾析器内以将水与有机酸分离；
所述倾析器被配置成将水与萃取剂的非均相共沸混合物分离成有机相和水相，所述有机相作为密度小于水的物质上升到所述倾析器中的顶部，而密度更大的所述水相保留在所述倾析器的底部；
所述第一蒸馏塔被配置成将至少两种所述有机酸、萃取剂和水馈送至所述第三蒸馏塔；
所述第三蒸馏塔被配置成在其底部形成用于回收和/或再循环的萃取剂，并且所述第三蒸馏塔被配置成基于蒸馏而在其顶部形成用于回收和/或再循环的水与至少两种所述有机酸的混合物；并且
所述第二蒸馏塔被配置成接收：糠醛，以及水与至少两种有机酸的混合物；
所述第二蒸馏塔被配置成：
基于非均相共沸蒸馏在其顶部形成水与糠醛的非均相共沸混合物，所述第二蒸馏塔被配置成通过其顶部将所述共沸混合物移除以将糠醛与所述至少两种有机酸分离；
基于非均相共沸蒸馏在其底部形成所述有机酸和水；并且
将所述至少两种有机酸和水从所述第二蒸馏塔的底部馈送至所述第一蒸馏塔，以将所述至少两种有机酸和糠醛彼此分离。
此外，在本发明的第三方面中，还涉及一种分离化学品的方法，其特征在于，
在第一蒸馏塔中接收包含水和至少为甲酸和乙酸的有机酸的混合物以及萃取剂，所述萃取剂包括己醇、己醇与至少一种所述有机酸的酯和2-甲基戊醇中的至少一种；和
在所述第一蒸馏塔中基于反应性非均相共沸萃取蒸馏在所述第一蒸馏塔的顶部形成水与萃取剂的非均相共沸混合物，所述第一蒸馏塔通过其顶部将所述共沸混合物移至第一倾析器以将水与有机酸分离；
在所述倾析器中将水与萃取剂的非均相共沸混合物分离成有机相和水相，所述有机相作为密度小于水的物质上升到所述倾析器中的顶部，而密度更大的所述水相保留在所述倾析器的底部；
将来自所述第一蒸馏塔的至少两种所述有机酸、萃取剂和水馈送至第三蒸馏塔；
在所述第三蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的萃取剂，并通过蒸馏在所述第三蒸馏塔的顶部形成用于回收和/或再循环的水与至少两种所述有机酸的混合物。
另外，本发明的其他优选实施方式在体现在：
在一个优选实施方式中，所述处理系统包括第四蒸馏塔，所述第四蒸馏塔被配置成接收来自所述第三蒸馏塔的顶部的水与至少两种所述有机酸的混合物，所述第四蒸馏塔被配置成通过蒸馏在其底部形成用于回收和/或再循环的至少一种浓缩的有机酸，并且述第四蒸馏塔被配置成在其顶部形成用于回收和/或再循环的水和至少一种有机酸的混合物。
在一个优选实施方式中，所述第一蒸馏塔被配置成还接收糠醛，并且所述第一蒸馏塔被配置成通过其顶部将含水糠醛移除。
在一个优选实施方式中，所述处理系统包括第一倾析器，并且所述第一蒸馏塔被配置成将其顶部的水和萃取剂馈送至所述第一倾析器，所述第一倾析器被配置成将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，并将至少一部分所述有机相送回所述第一蒸馏塔。
在一个优选实施方式中，所述处理系统包括第五蒸馏塔，并且所述第一倾析器被配置成将所述水相馈送至所述第五蒸馏塔，所述第五蒸馏塔被配置成通过蒸馏而在其底部形成用于回收和/或再循环的水。
在一个优选实施方式中，所述第五蒸馏塔被配置成通过蒸馏而在其顶部形成萃取剂和水，并将它们馈送至第二倾析器，所述第二倾析器被配置成：将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，将所述水相送回所述第五蒸馏塔，并将所述有机相馈送至所述第一蒸馏塔和第六蒸馏塔中的至少一个。
在一个优选实施方式中，所述第六蒸馏塔被配置成通过其顶部将含萃取剂的水再循环回到所述第一倾析器和所述第五蒸馏塔中的至少一个。
在一个优选实施方式中，馈送至所述第一蒸馏塔中的所述至少两种有机酸和水包含20％～50％的水。
在一个优选实施方式中，所述装置包括第三倾析器，并且所述第二蒸馏塔被配置成将糠醛和水从其顶部馈送至所述第三倾析器，所述第三倾析器被配置成将水相与包含糠醛的有机相分离，并将所述有机相馈送至所述第二蒸馏塔和第六蒸馏塔中的至少一个。
在一个优选实施方式中，所述第六蒸馏塔被配置成接收来自所述第三倾析器的有机相，并在其底部形成用于回收和/或再循环的糠醛。
在一个优选实施方式中，所述第六蒸馏塔被配置成通过蒸馏而在其底部形成用于回收和/或再循环的糠醛，并将在其顶部形成的水相送回至所述第三倾析器。
在一个优选实施方式中，所述装置包括第七蒸馏塔，并且所述第三倾析器被配置成将所述水相馈送至所述第七蒸馏塔，所述第七蒸馏塔被配置成通过蒸馏而在其底部形成用于回收和/或再循环的水，并且所述第七蒸馏塔被配置成通过蒸馏而在其顶部形成含水糠醛或形成用于通过侧边装置转移的含水糠醛，并且将含水糠醛馈送至所述第三倾析器。
在一个优选实施方式中，乙酸在所述有机酸中的相对量是10％以上。
在一个优选实施方式中，在第四蒸馏塔中接收来自所述第三蒸馏塔的顶部的水与至少两种所述有机酸的混合物，在所述第四蒸馏塔中通过蒸馏在所述第四蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的至少一种浓缩的有机酸，并在所述第四蒸馏塔中于所述第四蒸馏塔的顶部形成用于回收和/或再循环的水与至少一种所述有机酸的混合物。
在一个优选实施方式中，在所述第一蒸馏塔中还接收糠醛，并通过所述第一蒸馏塔的顶部从所述第一蒸馏塔中移除含水糠醛。
在一个优选实施方式中，用所述第一蒸馏塔将水和萃取剂从其顶部馈送至所述第一倾析器，并在所述第一倾析器中将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，并将至少一部分所述有机相送回所述第一蒸馏塔。
在一个优选实施方式中，将所述水相从所述第一倾析器馈送至第五蒸馏塔，并通过蒸馏在所述第五蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的水。
在一个优选实施方式中，在所述第五蒸馏塔中于所述第五蒸馏塔的顶部形成萃取剂，并将所述萃取剂馈送至第二倾析器，在所述第二倾析器中将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，将所述水相送回所述第五蒸馏塔，并将所述有机相馈送至所述第一蒸馏塔和第六蒸馏塔中的至少一个。
在一个优选实施方式中，用所述第六蒸馏塔通过所述第六蒸馏塔的顶部将含萃取剂的水再循环回到所述第一倾析器和所述第五蒸馏塔中的至少一个。
在一个优选实施方式中，在第二蒸馏塔中接收水与至少两种有机酸的混合物以及糠醛，所述至少两种有机酸包括至少甲酸和乙酸；
在所述第二蒸馏塔中基于非均相共沸蒸馏在所述第二蒸馏塔的顶部形成水与糠醛的非均相共沸混合物，通过所述第二蒸馏塔的顶部将所述共沸混合物从所述第二蒸馏塔中移除以将糠醛与所述至少两种有机酸分离；
基于非均相共沸蒸馏在所述第二蒸馏塔的底部形成所述有机酸和水；并且
将所述至少两种有机酸和水从所述第二蒸馏塔的底部馈送至所述第一蒸馏塔，以将所述至少两种有机酸和糠醛彼此分离。
在一个优选实施方式中，馈送至所述第一蒸馏塔的所述至少两种有机酸和水包含20％～50％的水。
在一个优选实施方式中，将含水糠醛从所述第二蒸馏塔的顶部馈送至第三倾析器，将水相与包含糠醛的有机相分离，并将所述有机相馈送至所述第二蒸馏塔和第六蒸馏塔中的至少一个。
在一个优选实施方式中，在所述第六蒸馏塔中接收来自所述第三倾析器的有机相，并在所述第六蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的糠醛。
在一个优选实施方式中，在所述第六蒸馏塔的顶部形成水相，并将所述水相送回所述第三倾析器。
在一个优选实施方式中，将所述水相从所述第三倾析器馈送至第七蒸馏塔，并通过蒸馏在所述第七蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的水并在顶部形成含糠醛的水或形成用于通过侧边装置转移的含糠醛的水，并将含水的糠醛馈送至所述第三倾析器。
本发明的设备和方法提供了若干优势。可以使用安全评级为无毒的萃取剂来分离化学物质，这使得处理和相关程序变得更简单。
附图说明
现将结合优选实施方式并参考附图来更详细地描述本发明，在附图中，
图1显示了用于分离化学物质的过程的实例；
图2显示了用于分离化学物质的过程的实例，其中还使用了糠醛；
图3显示了在第一蒸馏条件下形成甲酸己酯的实例；
图4显示了在第一蒸馏条件下形成乙酸己酯的实例；
图5显示了在第一蒸馏塔中一定量己醇的行为的实例；
图6显示了实施例2的分离过程的流程图；和
图7显示了示例性方法流程图。
具体实施方式
以下具体实施方式通过实例来呈现。即使说明书中在不同地方可能会提到“一个”实施方式或多个实施方式，但这不一定意味着每次都是指相同的一个或多个实施方式或者该特征仅适用于一个实施方式。不同的实施方式的各个特征还可以组合，以使得能够实现其他实施方式。
术语“共沸混合物”是指气体和液体组成在相平衡中相同的物质混合物。共沸混合物对应于沸腾温度等压线或蒸气压力等温线中的极值点(极小值、极大值或鞍点)。
术语“共沸蒸馏”是指共沸混合物的蒸馏，或处理过程中加入了共沸混合物形成组分(“共沸剂”)的蒸馏。
术语“萃取蒸馏”是指这样一种蒸馏：其中，在实际的进料流之上，将在相对高的温度下沸腾的完全可溶的共沸混合物形成组分(“共沸剂”)加入蒸馏塔。
而且，萃取本身是指将混合物中的所需物质溶于溶剂中而其余物质不溶于该溶剂中的过程。在混合物中，各物质完全相互混合，但这些物质在混合物中彼此不发生化学反应，即使混合物本身可能包含化学反应的最终产物。
术语“非均相共沸混合物”是指除了气相之外还存在有两种液相的共沸混合物。
术语“非均相共沸蒸馏”是指非均相共沸混合物的蒸馏或处理过程中加入了非均相共沸混合物形成组分(“共沸剂”)的蒸馏。
术语“非均相共沸萃取蒸馏”是指非均相蒸馏和萃取蒸馏的组合。要添加的在相对高的温度下沸腾的组分对于混合物中要分离的在较低温度下沸腾的一种或多种组分是选择性的且完全不溶的，并且与任一种其余组分形成共沸混合物。
术语“反应性蒸馏”(RD)是指催化性化学反应和蒸馏(反应物和产物的分馏)在单个设备中同时出现。
塔是管状的直立构造物，其中，送入塔中的物质完全混合在一起。这种塔可以用于利用流体的流动来将不同的流体彼此分离。常见的应用领域是化工领域。该塔本身是本领域的技术人员已知的。
图1显示了用于分离化学品的装置，包括第一蒸馏塔100，该蒸馏塔100包括至少一种蒸馏条件。塔广泛用于萃取和蒸馏中，而在本文中蒸馏塔100的目的是通过非均相共沸萃取蒸馏来降低进料中的水含量。
第一蒸馏塔100接收包含水和至少一种有机酸的混合物以及至少一种萃取剂。有机酸可以指一种有机酸或混合在一起的多于一种有机酸。萃取剂也可以指一种萃取剂或混合在一起的多于一种萃取剂。所述萃取剂包括己醇、己醇与所述至少一种有机酸的酯、和/或2-甲基戊醇。在此方面，己醇还指正己醇。第一蒸馏塔100通过侧边装置102接收所述混合物和一种或多种萃取剂。可将萃取剂馈送至第一蒸馏塔100的上部。侧边装置102通常指侧边馈送装置。侧边馈送装置可以是侧边进口装置和/或侧边出口装置，其中，进入塔的物质馈送或离开塔的物质馈送可以在不通过顶部或底部的其他位置进行。顶部是塔的最上部，底部是塔的最下部。
第一蒸馏塔100使己醇和/或2-甲基戊醇各自与所述至少一种有机酸以不控制其间化学反应的方式发生反应，在该情况下，所述自由出现的化学反应可以产生化学产物。由此使萃取剂能够与一种或多种有机酸反应，从而产生带有这些组分的反应产物，并使这些组分形成平衡混合物。令人惊奇的是，这些反应是平衡受限的，根据选定的操作温度，第一蒸馏塔100整体的状态进入并保持反应平衡态。例如，有机酸与己醇产生酯。但是，足够令人惊奇的是，这些酯还充当萃取剂，这也是为什么无需控制反应的原因。因此，仅一种或多于一种酯还可以充当萃取剂。
即使用己醇、己醇的酯和/或2-甲基戊醇作为萃取剂来代替现有技术中使用的糠醛，上述过程也会产生与基于糠醛的方法相同的化学品和功能。因此，所述过程还产生混合酸、水和有机酸，其会在该过程中再次使用，且/或凭借其自身的品质而作为产品销售。
当使用己醇、己醇的酯和/或2-甲基戊醇作为萃取剂时，其优势为例如该萃取剂不被划分为毒性物质。在该过程中处理毒性物质要求结构和操作上特殊的装置，以使操作该过程的人和环境不会暴露于这些毒性物质，这使得该过程的处理设备和运行更为复杂。
基于反应辅助的非均相共沸萃取蒸馏，第一蒸馏塔100在其顶部104形成水和萃取剂的非均相共沸混合物，第一蒸馏塔100通过其顶部104将该共沸混合物移除。反应辅助的非均相共沸萃取蒸馏还可以称作反应性非均相共沸萃取蒸馏。该共沸混合物的沸腾温度低于第一蒸馏塔100中任何其他物质组分的沸腾温度，并且该共沸混合物作为馏出物上升离开第一蒸馏塔100。
在反应性蒸馏(RD)中，催化性化学反应和蒸馏(反应物和产物的分馏)在单个设备中同时出现。反应性蒸馏属于所谓的“过程强化技术”。从反应工程学的角度考虑，该处理设施可以归类为两相反流固定床催化反应器。这使得水能够与有机酸分离，而有机酸留在第一蒸馏塔100中并转移到其他过程或再循环等。由于所关注的混合物是共沸混合物，一些萃取剂还与水一起被移除。
第一蒸馏塔100可以在例如0.2巴～2.5巴的压力下运行。在一个实施方式中，压力为1巴。在一个实施方式中，第一蒸馏塔100具有真空。在第一蒸馏塔100中，加工温度可以是例如40℃～200℃。重质物质和/或固体物质可以从第一蒸馏塔的底部101移除。从底部101移除的物质可以例如进行销毁。
在一个实施方式中，重质组分可以是进料杂质，其可以从第一蒸馏塔100的底部101移除。
在一个实施方式中，有机酸包括甲酸和乙酸中的至少一种。充当萃取剂的酯在这些酸与己醇反应时形成，因此在此情况下可以指例如：在例如己醇与乙酸反应时形成的乙酸己酯，和在例如己醇与甲酸反应时形成的甲酸己酯。
例如，可使己醇与甲酸和乙酸反应并与这些组分形成酯，并可使这些组分形成平衡混合物。令人惊奇地发现，水、己醇、乙酸己酯和甲酸己酯之间的反应是平衡受限的，根据选定的操作温度，第一蒸馏塔100整体的状态进入并保持反应平衡态。
在一个实施方式中，所要馈送至第一蒸馏塔100的组合物可以包含约12重量％的乙酸。此外，所要馈送的组合物可以包含约40％的有机酸和约60％的水(在本申请中，所有浓度以质量百分比给出)。在一个实施方式中，蒸馏塔100可以包含等量的甲酸和乙酸。在一个实施方式中，乙酸在有机酸中的相对量可以是10％以上。在一个实施方式中，乙酸在有机酸中的相对量可以是最多60％。
在一个实施方式中，所述装置包括第三蒸馏塔106，其目的是通过常规蒸馏将水性酸流与萃取剂混合物分离，从而使含酸的流体可以返回到分馏过程中。在此情况下，第一蒸馏塔100可以将所述至少一种有机酸、萃取剂和水馈送至第三蒸馏塔106。通过第一蒸馏塔100的侧边装置102和第三蒸馏塔106的侧边装置108，可以将这些物质从一个塔转移至另一个塔。例如，与有机酸和萃取剂一起存在的水可以是2％～8％。第三蒸馏塔106可以通过蒸馏而在其底部110产生用于回收和/或再循环的萃取剂。此外，第三蒸馏塔106可以将萃取剂从其底部110送回至第一塔100。第三蒸馏塔106中不实施共沸蒸馏。
在一个实施方式中，基于蒸馏，第三蒸馏塔106可以在其顶部112产生水与至少一种有机酸的混合物，其可以进行回收和/或再循环。
在一个实施方式中，所述装置包括第四蒸馏塔114，其目的是从第三蒸馏塔106的馏出物(有机酸和水的混合物)中产生纯的有机酸。在第四蒸馏塔114的底部118，有机酸得到浓缩。在第四蒸馏塔114的顶部112，形成了酸-水混合物，其可以返回至分馏过程。通常，第三蒸馏塔106顶部112的流体仅有一部分引导至第四蒸馏塔114。所述酸-水混合物包含水与至少一种有机酸的混合物。
因此，第四蒸馏塔114可以接收来自第三蒸馏塔106顶部112的水与至少一种有机酸的混合物。接收可以通过侧边装置116来进行。第四蒸馏塔114可以通过蒸馏而在其底部118产生至少一种富集的有机酸，以用于回收和/或再循环。第四蒸馏塔114还可以在其顶部120形成水与所述至少一种有机酸的混合物，以用于回收和/或再循环。这使得酸与混合物的分离更加有效。
在一个实施方式中，第一蒸馏塔100还可以通过其侧边装置102接收糠醛。第一蒸馏塔100可以通过其顶部104移除含水糠醛。
在一个实施方式中，所述装置包括第一倾析器122。第一倾析器122的目的在于将非均相共沸萃取剂水流(正己醇/乙酸己酯/甲酸己酯/2-甲基戊醇水流)分成两个液相。第一倾析器122可以接收温度为25℃～95℃的包含萃取剂和水的共沸混合物。
因此，第一蒸馏塔100可以通过其顶部104将作为馏出物而产生的水性萃取剂馈送至第一倾析器122，第一倾析器122将水相与包含萃取剂的有机相彼此分离。倾析器是将相互混合的不同液相彼此分离(例如，将两种液体彼此分离)或将处于不同状态的物质(例如充当介质的液体和固体的颗粒)彼此分离的器皿。倾析器由惰性材料制成，因此其不会对所要分离的物质产生影响。倾析器可以通过使混合物沉降足够长的时间来将所混合的物质彼此分离，由于所混合的物质的密度不同，这些物质因重力加速度所导致受力不同而彼此自然分离。倾析器还可以包括离心器，通过离心器可以对所要分离的物质施加所需的加速度，因此可以对密度不同的这些物质提供所需大小的力，该力使得可以将混合的物质彼此分离。
在第一倾析器122中，有机相(在此情况下，该有机相是密度小于水的物质)上升到顶部，而密度更大的水相保留在底部(引起加速度的力由表面指向底部)。第一倾析器122可以将至少一部分有机相作为萃取剂送回第一蒸馏塔100。使用己醇、己醇的酯和/或2-甲基戊醇作为萃取剂提供了以下优势，例如，水在第一倾析器122中得到更明显的分离。酯也可以在第一倾析器122中得到特别好的分离，并返回第一蒸馏塔100。
在一个实施方式中，所述装置包括第五蒸馏塔124，其目的是将水与萃取剂混合物分离，并产生洁净的水流，该水流返回至分馏过程(离开蒸馏室)。第一倾析器122可以将水相馈送至第五蒸馏塔124，第五蒸馏塔124可以通过蒸馏而在其底部126产生用于回收和/或再循环的水。从底部126获得了洁净的水流。以此方式，水可以有效地与酸分离。
在一个实施方式中，第五蒸馏塔124可以通过蒸馏而在其顶部128产生萃取剂，并将该萃取剂馈送至第二倾析器140。第二倾析器140可以将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离。在第二倾析器140中，水相在表面，而有机相在底部(引起加速度的力由表面指向底部)。第二倾析器140可以将水相送回至第五蒸馏塔124，并将有机相馈送至第一蒸馏塔100和第六蒸馏塔130中的至少一个。第六蒸馏塔130可以通过侧边进口装置138接收有机相。
在一个实施方式中，第六蒸馏塔130可以通过其顶部134将水相再循环回到第一倾析器122和第五蒸馏塔124中的至少一个。在此情况下，水相包含含有萃取剂的水。
当在处理系统中使用比进料处更高的糠醛含量时，值得将糠醛再循环。在此情况下，将洁净的糠醛(而不是糠醛与水的混合物)馈送至处理系统以使得在处理系统中水的量不增加。
在图2所示的实施方式中，蒸馏塔装置包括第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔142。在此情况下，第二蒸馏塔142可以接收糠醛、水和至少一种有机酸混合物。第二蒸馏塔142可以通过其侧边装置144接收这些物质。可以将糠醛作为汇入流而馈送至第二蒸馏塔142。在此情况下，同样地，有机酸可以是例如甲酸和/或乙酸。
基于蒸馏，第二蒸馏塔142可以在其顶部146形成水与糠醛的非均相共沸混合物，第二蒸馏塔142可以通过其顶部146将该共沸混合物移除，以将糠醛与所述至少一种有机酸分离。可将水与糠醛一起移除。该共沸混合物的沸腾温度低于第二蒸馏塔142中的任何其他组分，并且该共沸混合物作为馏出物上升离开第二蒸馏塔142。
基于共沸蒸馏，第二蒸馏塔142可以在其底部148形成所述一种或多种有机酸以及水。第二蒸馏塔142可以从其底部148将所述至少一种有机酸馈送至第一蒸馏塔100，从而将所述至少一种有机酸和糠醛彼此分离。水与一种或多种有机酸一起从第二蒸馏塔142运送至第一蒸馏塔100。在涉及糠醛的该情况下，所述过程还产生混合酸、水、糠醛和有机酸，它们会在该过程中再次使用，且/或作为单独的产品销售。
在一个实施方式中，从第二蒸馏塔142馈送至第一蒸馏塔100的至少一种有机酸和水包含占总质量或总体积的20％～50％的水。
在图2所示的实施方式中，所述装置包括第三倾析器150。在此情况下，第二蒸馏塔142可以将其顶部146的糠醛和水馈送至第三倾析器150。送至第三倾析器150的含水糠醛的馈送温度可以为例如约20℃～95℃。所述馈送可以通过第二蒸馏塔142的侧边装置144来进行。第三倾析器150可以将水相和包含糠醛的有机相分离。在第三倾析器150中，水相上升至顶部，而密度比水更大的有机相保留在底部(引起加速度的力由表面指向底部)。第三倾析器150与第二倾析器140的功能类似。第三倾析器150可以将至少一部分有机相馈送至第二蒸馏塔142和第六蒸馏塔130中的至少一个。
在图2的实施方式中，第六蒸馏塔130的目的是从第三倾析器150的含糠醛有机流中产生纯糠醛流。纯糠醛可以从第六蒸馏塔130的底部136获得。作为第六蒸馏塔130的侧边进入物或馏出物，可以获得糠醛-水的流体(其可以返回至倾析器150以回收剩余的糠醛)。轻质组分(杂质)可能与进料一起到达，其可以从第六蒸馏塔130的顶部132移除。
因此，第六蒸馏塔130可以接收来自第三倾析器150的有机相，并且通过蒸馏而在其底部136产生包含在有机相中的糠醛，以用于回收和/或再循环。接收可以通过第六蒸馏塔的侧边进口装置138来进行。第六蒸馏塔130可以通过蒸馏而在其底部136产生纯化的糠醛。
在图2的实施方式中，第六蒸馏塔130可以将在其顶部134形成的水相送回第三倾析器150。在所述顶部134的水相包含糠醛和水。
在图2的实施方式中，所述装置包括第七蒸馏塔152，其目的是将水与残留的糠醛分离，并产生洁净的水流，该水流返回至分馏过程(离开蒸馏室)。在此情况下，第三倾析器150可以将水相馈送至第七蒸馏塔152，第七蒸馏塔152可以通过蒸馏而在其底部154产生用于回收和/或再循环的水。从底部154可以获得洁净的水流。
第七蒸馏塔152可以通过蒸馏而在其顶部156产生水和糠醛，并将该水和糠醛送回至第三倾析器150。可以通过第七蒸馏塔152的侧边装置158而不是顶部156将所述水和糠醛转移至第三倾析器150(该转移由图2中的虚线示出)。特别是，在此情况下，轻质组分(密度小于糠醛密度的物质)可以是杂质，其可以从第七蒸馏塔的顶部156移除。
实施例1.甲酸、乙酸和己醇的反应
将酸和醇导入间歇反应器中，其比例为25摩尔％甲酸、25摩尔％乙酸和50摩尔％己醇。测试在混合物的沸点下于标准大气压下进行，反应器配备有完全回流冷凝器，用于使气化组分返回反应器。由于混合物在该测试条件下沸腾，因此反应混合物混合得非常充分。通过随时间采集样品并用色谱法分析样品来监控反应混合物的浓度。该测试持续进行约50小时，以确保反应混合物中不再出现任何显著的浓度变化。推定反应混合物中发生酸的酯化，藉此，根据以下化学计量学，由甲酸产生甲酸己酯，由乙酸产生乙酸己酯：
甲酸+己醇→甲酸己酯+水
乙酸+己醇→乙酸己酯+水。
该测试确认，酸并未完全反应，而反应是可逆的且平衡受限的。下文中，使用了表1的简写来代表反应混合物的组分。
表1.反应混合物组分的简写
简写 组分
A 甲酸
B 己醇
C 甲酸己酯
D 水
E 乙酸
F 乙酸己酯
由于反应是可逆的，因此将其表示为：
A+B←→C+D R1
E+B←→F+D R2
为这些反应指定代号R1和R2。基于所获得的测试数据，可以形成反应R1和R2的反应动力学模型，以描述反应混合物的行为作为浓度和温度的函数。关于测试结果，通过适用表2所示的双向反应的正向和逆向反应模型的动力学参数ki而获得了良好的匹配。表2中，rj表示单反应j的速率，Ci表示单组份的浓度，其中j是1、-1、2或-2，i是A、B、C、D或E。
表2.反应动力学模型
可逆的总反应 正向反应 可逆反应
R<sub>1</sub>＝r<sub>1</sub>–r<sub>-1</sub> r<sub>1</sub>＝k<sub>1</sub>C<sub>A</sub>C<sub>B</sub> r<sub>-1</sub>＝k<sub>-1</sub>C<sub>C</sub>C<sub>D</sub>
R<sub>2</sub>＝r<sub>2</sub>–r<sub>-2</sub> r<sub>2</sub>＝k<sub>2</sub>C<sub>E</sub>C<sub>B</sub> r<sub>-2</sub>＝k<sub>-2</sub>C<sub>F</sub>C<sub>D</sub>
图3示出了蒸馏塔100具有己醇的一定蒸馏条件下的甲酸的原始测试数据和根据适用的动力学模型而预测出的浓度-时间图。图3中，三角形表示测量点，虚线表示模型的动力学曲线。起初，甲酸的量较大，但其与己醇迅速反应并很快达到平衡，在该平衡中存在很多酯和很少的尚存(actual)的甲酸。
图4示出了含有己醇的蒸馏塔100中在一定蒸馏条件下的乙酸的原始测试数据和根据适用的动力学模型而预测出的浓度-时间图。图4中，三角形表示测量点，虚线表示模型的动力学曲线。起初，乙酸的量较大，但其与己醇迅速反应并很快达到平衡，在该平衡中，存在很多酯和很少的尚存的乙酸。
图5示出了蒸馏塔100中在一定蒸馏条件下的己醇的原始测试数据和根据适用的动力学模型而预测出的浓度-时间图。图5中，三角形表示测量点，虚线表示模型的动力学曲线。己醇的量迅速下降并最终达到平衡，在该平衡中，大部分己醇已与有机酸反应，但仍留有一些己醇。
实施例2描述了非均相共沸萃取蒸馏，如图6的萃取过程流程图所示。非均相共沸萃取蒸馏用商购软件来模拟，其中考虑了多组分混合物的相平衡行为以及液相中发生的化学反应的动力学。将包含40重量％水、30重量％甲酸和30重量％乙酸(但不限于这些浓度)的混合物F馈送至连续蒸馏型萃取系统。在该系统中使用己醇来促进水与混合物F的分离。该系统由三个蒸馏塔组成：水分离塔100，添加剂分离塔106，和水纯化塔124’。此外，使用倾析器122和140来将有机相和水相彼此分离。将用倾析器分离的有机流DORG再循环至水分离塔，将用倾析器122分离的水流DAQ馈送至水纯化塔。该分离系统的目的是将混合物F分离成纯水流L3和浓缩的酸流V2。流体L2将添加剂送回至水分离塔中。
已知己醇与水形成非均相共沸混合物。根据所关注的非均相共沸混合物，该混合物的沸腾温度低于水的沸点。结果，己醇-水共沸混合物离开水移除塔的顶部，而且，由于所关注的非均相共沸混合物是该混合物的最低沸腾节点，因此可以防止酸进入馏出物流。所获得的馏出物流随着其冷凝而形成两个液相，由此通过倾析而获得水流DAQ和有机流。如实施例1所示，己醇与甲酸和乙酸反应，形成甲酸己酯和乙酸己酯。
表3.流体的组成(组分的重量百分比)
F V1 L1 V2 L2 DORG DAQ DAQ2 L3
水 46 62 1 6 0 7 99 78 100
甲酸 27 0 8 47 0 0 0 0 0
乙酸 27 0 23 47 0 0 0 0 0
己醇 0 15 5 0 0 36 1 22 0
甲酸己酯 0 0 26 0 14 0 0 0 0
乙酸己酯 0 23 37 0 86 57 0 0 0
动态平衡是指这样一种稳态，其中，空间区划和温度随过程的不同部分的浓度而变得稳定。能够使在初始阶段仅具有己醇、甲酸、乙酸和水的分离系统达到稳态。出人意料地注意到，所发生的化学反应并不妨碍所关注的分离目标的达成，而是使其更有利。所形成的甲酸己酯和乙酸己酯在该分离系统中表现得与己醇类似，并且水的分离和酸的浓缩可以通过所关注的分离过程来进行。稳态的流体组成示于表3中。
总而言之，注意到使用了至少两种有机酸，其至少为甲酸和乙酸。其中，甲酸催化(强力的酸催化剂)萃取剂形成酯，而混合物中酯的形成是不可避免的。另一方面，乙酸是弱酸且不产生强酸催化条件。
更确切地讲，甲酸在塔100的多个部分中形成强酸催化条件，因此，所使用的萃取剂在蒸馏系统中形成大量的酯。当甲酸和乙酸的酯在塔100中形成时，可以在系统中将甲酸和乙酸分离。因此，在不存在乙酸酯的情况下不能从产物酸中分离甲酸酯，即，有机酸的分离基于由甲酸形成的酸催化条件和与萃取剂形成的酯。
萃取剂组分与水形成非均相共沸混合物(最低共沸混合物)。在此情况下，萃取剂在特定条件(100℃以下)下形成共沸混合物。萃取剂(己醇、2-甲基戊醇)是比乙酸、水和甲酸(以及乙酸和甲酸的混合物)重的组分，以使它们可以在后续阶段中得到分离。
最低共沸混合物使水可以在塔中上升并与酸分离。进而，非均相共沸混合物影响组分是否可以倾析。
在再循环的溶液中，可以使形成乙酸酯的反应达到平衡，因此，在稳态情况下，该系统充当酸混合物的浓缩和分离系统，如有需要，其还能够产生酯产物。如果萃取剂是醇类，其在塔100中反应形成酯。
图7中显示了化学品分离方法的实例。在步骤700，第一蒸馏塔100接收包含水和至少一种有机酸的混合物以及至少一种萃取剂，所述萃取剂包括己醇、己醇与所述至少一种有机酸的酯和2-甲基戊醇中的至少一种。在步骤702，水与萃取剂的非均相共沸混合物由所述第一蒸馏塔100在第一蒸馏塔100的顶部104基于萃取蒸馏而形成，所述第一蒸馏塔100通过其顶部104将共沸混合物移除以将水与有机酸分离。
虽然上文已根据附图并参照实施例描述了本发明，但本发明明显不限于此，而是可以以多种方式在所附权利要求的范围内进行修改。

Claims (27)

1.一种用于分离化学品的处理系统，所述处理系统包括第一蒸馏塔(100)、第一倾析器(122)和第三蒸馏塔(106)，其特征在于，所述第一蒸馏塔(100)被配置成接收包含水和至少两种有机酸的混合物以及萃取剂，所述至少两种有机酸包括至少甲酸和乙酸，所述萃取剂包括己醇、己醇与所述至少两种有机酸的酯和2-甲基戊醇中的至少一种；
所述第一蒸馏塔(100)被配置成基于反应性非均相共沸萃取蒸馏在其顶部(104)形成水与萃取剂的非均相共沸混合物而不控制所述萃取剂与所述至少两种有机酸的化学反应，所述第一蒸馏塔(100)被配置成通过其顶部(104)将所述共沸混合物移至所述第一倾析器(122)内以将水与有机酸分离；
所述倾析器(122)被配置成将水与萃取剂的非均相共沸混合物分离成有机相和水相，所述有机相作为密度小于水的物质上升到所述倾析器(122)中的顶部，而密度更大的所述水相保留在所述倾析器(122)的底部；
所述第一蒸馏塔(100)被配置成将至少所述两种有机酸、萃取剂和水馈送至所述第三蒸馏塔(106)；
所述第三蒸馏塔(106)被配置成在其底部(110)形成用于回收和/或再循环的萃取剂，并且所述第三蒸馏塔(106)被配置成基于蒸馏而在其顶部(112)形成用于回收和/或再循环的水与所述至少两种有机酸的混合物。
2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括第四蒸馏塔(114)，所述第四蒸馏塔(114)被配置成接收来自所述第三蒸馏塔(106)的顶部(112)的水与所述至少两种有机酸的混合物，所述第四蒸馏塔(114)被配置成通过蒸馏在其底部(118)形成用于回收和/或再循环的至少一种浓缩的有机酸，并且述第四蒸馏塔(114)被配置成在其顶部(120)形成用于回收和/或再循环的水和至少一种有机酸的混合物。
3.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述第一蒸馏塔(100)被配置成还接收糠醛，并且所述第一蒸馏塔(100)被配置成通过其顶部(104)将含水糠醛移除。
4.如权利要求1或3所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括第一倾析器(122)，并且所述第一蒸馏塔(100)被配置成将其顶部(104)的水和萃取剂馈送至所述第一倾析器(122)，所述第一倾析器(122)被配置成将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，并将至少一部分所述有机相送回所述第一蒸馏塔(100)。
5.如权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括第五蒸馏塔(124)，并且所述第一倾析器(122)被配置成将所述水相馈送至所述第五蒸馏塔(124)，所述第五蒸馏塔(124)被配置成通过蒸馏而在其底部(126)形成用于回收和/或再循环的水。
6.如权利要求5所述的处理系统，其特征在于，所述第五蒸馏塔(124)被配置成通过蒸馏而在其顶部(128)形成萃取剂和水，并将它们馈送至第二倾析器(140)，所述第二倾析器(140)被配置成：将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，将所述水相送回所述第五蒸馏塔(124)，并将所述有机相馈送至所述第一蒸馏塔(100)和第六蒸馏塔(130)中的至少一个。
7.如权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述第六蒸馏塔(130)被配置成通过其顶部(134)将含萃取剂的水再循环回到所述第一倾析器(122)和所述第五蒸馏塔(124)中的至少一个。
8.一种蒸馏塔装置，所述蒸馏塔装置包括第一蒸馏塔(100)、第二蒸馏塔(142)、第一倾析器(122)和第三蒸馏塔(106)，其特征在于，所述第一蒸馏塔(100)被配置成接收：包含水和至少两种有机酸的混合物，以及萃取剂，所述至少两种有机酸包括至少甲酸和乙酸，所述萃取剂包括己醇、己醇与所述至少两种有机酸的酯和2-甲基戊醇中的至少一种；并且
所述第一蒸馏塔(100)被配置成基于反应性非均相共沸萃取蒸馏在其顶部(104)形成水与萃取剂的非均相共沸混合物而不控制所述萃取剂与所述至少两种有机酸的化学反应，所述第一蒸馏塔(100)被配置成通过其顶部(104)将所述共沸混合物移至所述第一倾析器(122)内以将水与有机酸分离；
所述倾析器(122)被配置成将水与萃取剂的非均相共沸混合物分离成有机相和水相，所述有机相作为密度小于水的物质上升到所述倾析器(122)中的顶部，而密度更大的所述水相保留在所述倾析器(122)的底部；
所述第一蒸馏塔(100)被配置成将所述至少两种有机酸、萃取剂和水馈送至所述第三蒸馏塔(106)；
所述第三蒸馏塔(106)被配置成在其底部(110)形成用于回收和/或再循环的萃取剂，并且所述第三蒸馏塔(106)被配置成基于蒸馏而在其顶部(112)形成用于回收和/或再循环的水与所述至少两种有机酸的混合物；并且
所述第二蒸馏塔(142)被配置成接收：糠醛，以及水与至少两种有机酸的混合物；
所述第二蒸馏塔(142)被配置成：
基于非均相共沸蒸馏在其顶部(146)形成水与糠醛的非均相共沸混合物，所述第二蒸馏塔(142)被配置成通过其顶部(146)将所述共沸混合物移除以将糠醛与所述至少两种有机酸分离；
基于非均相共沸蒸馏在其底部(148)形成所述至少两种有机酸和水；并且
将所述至少两种有机酸和水从所述第二蒸馏塔(142)的底部(148)馈送至所述第一蒸馏塔(100)，以将所述至少两种有机酸和糠醛彼此分离。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，馈送至所述第一蒸馏塔(100)中的所述至少两种有机酸和水包含20％～50％的水。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置包括第三倾析器(150)，并且所述第二蒸馏塔(142)被配置成将糠醛和水从其顶部(146)馈送至所述第三倾析器(150)，所述第三倾析器(150)被配置成将水相与包含糠醛的有机相分离，并将所述有机相馈送至所述第二蒸馏塔(142)和第六蒸馏塔(130)中的至少一个。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第六蒸馏塔(130)被配置成接收来自所述第三倾析器(150)的有机相，并在其底部(136)形成用于回收和/或再循环的糠醛。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第六蒸馏塔(130)被配置成通过蒸馏而在其底部形成用于回收和/或再循环的糠醛，并将在其顶部(134)形成的水相送回至所述第三倾析器(150)。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置包括第七蒸馏塔(152)，并且所述第三倾析器(150)被配置成将所述水相馈送至所述第七蒸馏塔(152)，所述第七蒸馏塔(152)被配置成通过蒸馏而在其底部(154)形成用于回收和/或再循环的水，并且所述第七蒸馏塔(152)被配置成通过蒸馏而在其顶部(156)形成含水糠醛或形成用于通过侧边装置转移的含水糠醛，并且将含水糠醛馈送至所述第三倾析器(150)。
14.一种用于分离化学品的方法，其特征在于，
在第一蒸馏塔(100)中接收(700)包含水和至少两种有机酸的混合物以及萃取剂，所述至少两种有机酸包括至少甲酸和乙酸，所述萃取剂包括己醇、己醇与至少一种所述有机酸的酯和2-甲基戊醇中的至少一种；和
在所述第一蒸馏塔(100)中基于反应性非均相共沸萃取蒸馏在所述第一蒸馏塔(100)的顶部(104)形成(702)水与萃取剂的非均相共沸混合物，所述第一蒸馏塔(100)通过其顶部(104)将所述共沸混合物移至第一倾析器(122)以将水与有机酸分离；
在所述倾析器(122)中将水与萃取剂的非均相共沸混合物分离成有机相和水相，所述有机相作为密度小于水的物质上升到所述倾析器(122)中的顶部，而密度更大的所述水相保留在所述倾析器(122)的底部；
将来自所述第一蒸馏塔(100)的所述至少两种有机酸、萃取剂和水馈送至第三蒸馏塔(106)；
在所述第三蒸馏塔(106)的底部(110)形成用于回收和/或再循环的萃取剂，并通过蒸馏在所述第三蒸馏塔(106)的顶部(112)形成用于回收和/或再循环的水与所述至少两种有机酸的混合物。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，乙酸在所述有机酸中的相对量是10％以上。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在第四蒸馏塔(114)中接收来自所述第三蒸馏塔(106)的顶部(112)的水与所述至少两种有机酸的混合物，在所述第四蒸馏塔(114)中通过蒸馏在所述第四蒸馏塔(114)的底部(118)形成用于回收和/或再循环的至少一种浓缩的有机酸，并在所述第四蒸馏塔(114)中于所述第四蒸馏塔(114)的顶部(120)形成用于回收和/或再循环的水与所述至少一种有机酸的混合物。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述第一蒸馏塔(100)中还接收糠醛，并通过所述第一蒸馏塔(100)的顶部(104)从所述第一蒸馏塔(100)中移除含水糠醛。
18.如权利要求14或17所述的方法，其特征在于，用所述第一蒸馏塔(100)将水和萃取剂从其顶部(104)馈送至所述第一倾析器(122)，并在所述第一倾析器(122)中将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，并将至少一部分所述有机相送回所述第一蒸馏塔(100)。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，将所述水相从所述第一倾析器(122)馈送至第五蒸馏塔(124)，并通过蒸馏在所述第五蒸馏塔(124)的底部(126)形成用于回收和/或再循环的水。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述第五蒸馏塔(124)中于所述第五蒸馏塔(124)的顶部(128)形成萃取剂，并将所述萃取剂馈送至第二倾析器(140)，在所述第二倾析器(140)中将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离，将所述水相送回所述第五蒸馏塔(124)，并将所述有机相馈送至所述第一蒸馏塔(100)和第六蒸馏塔(130)中的至少一个。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，用所述第六蒸馏塔(130)通过所述第六蒸馏塔(130)的顶部(134)将含萃取剂的水再循环回到所述第一倾析器(122)和所述第五蒸馏塔(124)中的至少一个。
22.如权利要求14所述的方法，其特征在于，
在第二蒸馏塔(142)中接收水与至少两种有机酸的混合物以及糠醛，所述至少两种有机酸包括至少甲酸和乙酸；
在所述第二蒸馏塔(142)中基于非均相共沸蒸馏在所述第二蒸馏塔(142)的顶部(146)形成水与糠醛的非均相共沸混合物，通过所述第二蒸馏塔(142)的顶部(146)将所述共沸混合物从所述第二蒸馏塔(142)中移除以将糠醛与所述至少两种有机酸分离；
基于非均相共沸蒸馏在所述第二蒸馏塔(142)的底部(148)形成所述至少两种有机酸和水；并且
将所述至少两种有机酸和水从所述第二蒸馏塔(142)的底部(148)馈送至所述第一蒸馏塔(100)，以将所述至少两种有机酸和糠醛彼此分离。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，馈送至所述第一蒸馏塔(100)的所述至少两种有机酸和水包含20％～50％的水。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，将含水糠醛从所述第二蒸馏塔(142)的顶部(146)馈送至第三倾析器(150)，将水相与包含糠醛的有机相分离，并将所述有机相馈送至所述第二蒸馏塔(142)和第六蒸馏塔(130)中的至少一个。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述第六蒸馏塔(130)中接收来自所述第三倾析器(150)的有机相，并在所述第六蒸馏塔(130)的底部(136)形成用于回收和/或再循环的糠醛。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，在所述第六蒸馏塔(130)的顶部(134)形成水相，并将所述水相送回所述第三倾析器(150)。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，将所述水相从所述第三倾析器(150)馈送至第七蒸馏塔(152)，并通过蒸馏在所述第七蒸馏塔(152)的底部(154)形成用于回收和/或再循环的水并在顶部(156)形成含糠醛的水或形成用于通过侧边装置转移的含糠醛的水，并将含水的糠醛馈送至所述第三倾析器(150)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107137948B (zh) * 2017-05-27 2020-12-25 天津科林泰克科技有限公司 一种从乙烯裂解碳九馏分中脱除双环戊二烯的方法
FI20205420A1 (en) * 2020-04-27 2021-10-28 Chempolis Oy Heteroazeotropic extractive distillation process and apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB689411A (en) * 1949-12-17 1953-03-25 Celanese Corp Concentration of organic acids
US3024170A (en) * 1959-06-15 1962-03-06 Donald F Othmer Process of azeotropic distillation of formic acid from acetic acid
DE1223826B (de) * 1964-09-11 1966-09-01 Basf Ag Verfahren zur Gewinnung von wasser- und weitgehend ameisensaeurefreier Essigsaeure
JPS6051451B2 (ja) * 1978-11-06 1985-11-14 三菱レイヨン株式会社 第３級ブチルアルコ−ルの製造法
US5160412A (en) 1992-03-10 1992-11-03 Lloyd Berg Dehydration of acetic acid by azeotropic distillation
TW330200B (en) 1995-09-29 1998-04-21 Showa Denko Kk Process for purifying acetic acid
JPH10114699A (ja) 1996-10-07 1998-05-06 Teijin Ltd 酢酸の回収方法
FI108233B (fi) * 1997-08-22 2001-12-14 Chempolis Oy Menetelmä muurahaishapon talteenottamiseksi
FI117633B (fi) 2000-12-29 2006-12-29 Chempolis Oy Kemikaalien talteenotto ja valmistus massan valmistuksen yhteydessä
US7378549B2 (en) * 2004-01-26 2008-05-27 Shell Oil Company Process for the reactive extractive extraction of levulinic acid
CN101596371B (zh) * 2009-06-29 2011-04-06 天津大学 间歇共沸精馏法提纯甲酸溶液的装置和方法
US8382961B2 (en) * 2010-06-07 2013-02-26 Amt International, Inc. System and method for reduction of water consumption in purified terephthalic acid production
WO2012054400A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-26 Zeachem, Inc. Recovery of organic acid using a complex extraction solvent
CN102766036B (zh) * 2012-05-27 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种乙酸、水分离系统中水回收利用的方法

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