CN1058700C - 纯化乙酸的方法 - Google Patents

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Abstract

乙酸纯化方法包括，将乙酸浓度为10-50wt%的原料水溶液引入提取器；加入含乙酸异丙酯的提取介质，其量为原料液的0.6-3.0倍重量，使该介质与原料液接触；由提取残液只发离含乙酸的提取介质；将此介质引入共沸蒸馏塔；由塔顶蒸出该提取介质中所含的乙酸异丙酯；冷凝该塔顶馏出液，将其分成贫水相和富水相，贫水相中富含乙酸异丙酯；将至少部分贫水相作为提取介质返回到提取器；和从共沸蒸馏塔底部回收已经脱水和纯化了的乙酸。

Description

纯化乙酸的方法
本发明涉及纯化乙酸的方法，其中被提纯的乙酸从原料溶液中高效、低能耗地被回收。
传统已知的工业规模生产乙酸的方法包括发酵法；用铑和碘作催化剂，在均匀相液体系中反应的甲醇羰基化法；用可溶有机盐(环烷酸锰、环烷酸钴、环烷酸镍等)作催化剂在多相固体体系中反应的烃(丁烷、石脑油等)的氧化法；包括氧化乙烯先生成乙醛，然后用乙酸锰或乙酸锰、乙酸铜和乙酸钴的混合物在均相液体体系中氧化生成的醛得到乙酸的乙烯两步氧化法；以及包含用金属钯和杂多磷酸作主要催化剂在气相中将乙烯与氧气反应的方法(JP-A-7-89896；这里所用术语″JP-A″的意思是″未审公开的日本专利申请″)。
在每一个这些方法中，乙酸都以水溶液形式得到。要得到脱水和纯化的乙酸，需要用尽可能节省的方法将水溶液中的水除去。
蒸馏是工业中一般使用从乙酸水溶液中获得纯乙酸的方法。然而，用传统的蒸馏法将水与乙酸分离，由于乙酸的沸点(常压下117.8℃)与水的接近，需要高塔板数(例如70或更多)的蒸馏塔进行。另外，具有很大蒸发热的大量水要从塔顶蒸出，这需要大规模的设备和大量能量。而且，由于水相对乙酸具有低的挥发性，在塔顶需设置大的回流比，这降低了该方法的效率。
已提出了各种解决此问题的建议。例如，一个已知的方法是让乙酸水溶液(以后称作″原料溶液″)与能和水形成共沸混合物的共沸剂一起共沸蒸馏，这样从塔顶蒸馏出最小量的水和共沸剂的共沸物，同时从塔底回收浓缩的乙酸(JP-B-43-16965，JP-B-61-31091，等；这里所用术语″JP-B″的意思是″已审日本专利公开″)。尽管此方法的优点是降低了塔顶的回流比，因此可以减少蒸馏水所需能量，但与传统蒸馏法相似，有大量的水要从塔顶蒸出，因此不能有效地节约能量。
一个已知的不同于共沸蒸馏的方法是提取法。该方法通常包括让用作提取剂的不溶于水的有机溶剂与原料溶液接触，这样将乙酸提取到提取介质相中、然后提取液中经过，例如蒸馏分离和纯化乙酸。提取法的一个重要因素是选择合适的提取介质，其应与水具有很小的分配系数并能充分溶解乙酸。
对于选择合适的溶剂，已提出许多使用沸点高于乙酸并且能充分溶解乙酸的溶剂的方案，因为较高沸点的溶剂通常与水有较少的分配系数。例如，在JP-A-60-25949(这里所用术语″JP-A″的意思是″未审公开的日本专利申请″)中，乙酸是用主要组分为C7脂肪酮的高沸点溶剂从原料溶液中提取，将提取液中所含水除去后，经蒸馏将乙酸与高沸点溶剂分离。在JP-B-59-35373中，用沸点高于乙酸的叔胺进行提取，同时使用了沸点高于乙酸的含氧有机溶剂，通过蒸馏将提取液脱水，接着将已脱水的混合物再次蒸馏得到乙酸。在JP-B-60-16410中，用一种特殊的仲酰胺作提取介质，蒸馏将乙酸从提取液中分离。此外，美国专利U.S.4,143,066建议使用能够选择性提取乙酸的氧化三辛基膦作高沸点溶剂。
已知的方法还有用低沸点溶剂和高沸点溶剂的混合物作为提取介质。例如，在JP-B-1-38095中，所用的溶剂混合物含乙酸乙酯和二异丁基酮。此外，美国专利US2,175,879中公开的方法包括提取和共沸蒸馏同时进行。在该方法中，原料液被分成两部分，一部分用低沸点溶剂提取，同时另一部分用共沸剂如乙酸丁酯共沸蒸馏。通过将在共沸蒸馏塔顶部的气体冷凝热的多用途使用，通过蒸馏将提取液中低沸点溶剂从乙酸中回收，这样节约了能量。
当在上述的提取法或提取/共沸蒸馏法中用高沸溶剂作提取介质时，溶于提取介质相的水量通常减少，但其与乙酸的分配系数也由此降低了。其结果是，需使用大量的提取介质，这样，所用设备尺寸也变大了。另外，在接下来的通过蒸馏从提取液中分离乙酸的步骤中，需要从塔顶蒸发出相对具有很大蒸发潜热的乙酸，这带来了能耗增加的问题。当通过水的最低共沸蒸馏进行分离时，提取介质的沸点高于乙酸，因此其最低共沸蒸馏温度接近乙酸的沸点。同时，在这种情况下很难以高产率获得高纯乙酸。
用低沸点溶剂和高沸点溶剂混合物作提取介质的方法比仅用低沸点溶剂的方法更有利。然而，在前一种情况，有大量的水溶于提取介质相，这增大了共沸蒸馏的负担。在这种情况下，还需要通过蒸馏将高沸点溶剂与乙酸分开。因此，从能量消耗的观点看并不总是有利的。
本发明的方法是为了解决上述问题。
本发明的一个目的是提取一种纯化乙酸的方法，其有效并低能耗地从原料溶液中回收纯化了的乙酸。
本发明的其它目的和效果将在以下的陈述中给出。
本发明涉及纯化乙酸的方法，包括：
将乙酸浓度为10-50wt％的乙酸原料水溶液引入提取器；
加入乙酸异丙酯数量为原料溶液0.6-3.0倍重量的含乙酸异丙酯的提取介质，让提取介质与原料溶液接触；
将乙酸提取到提取介质中；
将含乙酸的提取介质与提取残留液分离；
将含乙酸的提取介质引入共沸蒸馏塔；
经与水共沸蒸馏，从共沸蒸馏塔顶部将提取介质中所含乙酸异丙酯蒸出；
冷凝从共沸蒸馏塔顶出来的馏出液，将馏出液分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；
将至少部分贫水相作为提取介质返回到提取器；和
从共沸蒸馏塔底部回收已经脱水和纯化了的乙酸。
在本发明纯化乙酸的优选实施方案中，提取残留液和至少部分富水相被送入回收/蒸馏塔；在提取残留液和富水相中所含乙酸异丙酯与水共沸蒸馏；从回收/蒸馏塔顶蒸出的馏出液被冷凝分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；至少一部分贫水相从体系中引出；废水从回收/蒸馏塔底部放出。
在以上的本发明优选实施方案中，更优选将从体系中放出的贫水相与乙酸一起送入一个酯化反应器；由于乙酸异丙酯水解生成的异丙醇被转化成乙酸异丙酯，接着被回收。
在本发明纯化乙酸方法的另一个优选实施方案中，将提余液送入提取介质回收塔；从提取介质回收塔顶蒸出的馏出液被返回到提取器。
在该优选实施方案中，更优选从共沸蒸馏塔顶部冷凝的馏出液中分出的富水相被送入汽提塔；从汽提塔顶部蒸出的馏出液返回到共沸蒸馏塔；水从汽提塔底部放出。
附图1是本发明实施方案的流程图。
附图2是本发明另一实施方案的流程图。
将通过附图详细描述本发明的一个实施方案，但不能将本发明解释为局限于此。
附图1给出了一个本发明实施方案的流程图。本发明方法所用设备大致包括提取器2、共沸蒸馏塔6、回收/蒸馏塔20和酯化反应器(以后简称″反应器″)32。提取器2是由塔板组成的液-液逆流提取器。共沸蒸馏塔6和回收/蒸馏塔20是蒸馏设备，分别在塔顶装有冷凝器8或22和滗析器9或23，在塔底分别装有再沸器16或30。
在附图1中，含10-50wt％乙酸的原料溶液1首先被送到提取器2的塔顶附近。在提取器2塔底附近，经管3将主要组分为乙酸异丙酯的提取介质送入。送入的乙酸异丙酯量为原料溶液的0.6-3.0倍重量。提取介质不必是纯乙酸异丙酯，其所含主要组分是乙酸异丙酯就足够了，如下述的第一个滗析器9的11室中的贫水相。
在提取器2中，原料溶液1与提取介质3以液体形式逆流接触。由此在原料溶液1中的乙酸被提取到提取介质相中，该混合物被分成主要含乙酸异丙酯和乙酸及少量水的提取液，和主要含水及少量乙酸异丙酯的提取残留液。由此分出的含乙酸的提取液经管线4送入共沸蒸馏塔6。提取残留液5从提取器2塔底放出。
从提取器2出来的提取液4含有在提取步骤分配的水、乙酸异丙酯和乙酸。当提取液4送入共沸蒸馏塔6后，乙酸异丙酯和所含水形成最低共沸混合物，其以共沸馏出液7的形式从塔顶蒸出。
从塔顶出来的共沸馏出液7被冷凝器8冷凝并以塔顶冷凝液送入第一滗析器9。
在滗析器9中有一个堵壁10，通过它将罐的下部分成室11和12。送入第一滗析器9的塔顶冷凝液进入室12，在那里由于比重不同进行液/液分离，分成富水相和贫水相，其中富水相主要组分是水，还有少量乙酸异丙酯，比重大，贫水相以乙酸异丙酯为主要组分，还有少量水，具有相对较小的比重。
然后富水相以规定流速连续地从室12底部引出，仅使贫水相流过堵壁10进入室11。这样富水相和贫水相的液面保持不变，用堵壁10将富水相留在室12并将贫水相分到室11中。在有些情况下，部分在室12中的富水相从室12底部引出后被经管线15返回到回收/蒸馏塔6顶部的进料塔板附近。然而，至少部分在室12中的富水相经管线14放出。
部分流入室11的贫水相被经管线13返回到共沸蒸馏塔6顶部的进料塔板附近，同时其余部分经管线13循环到上述提取器2中，再次用作提取介质。
这样，基本不含水和乙酸异丙酯的纯化了的乙酸17从共沸蒸馏塔6的底部获得。
从提取器2底部出来的提取残留液5和从滗析器9的室12放出的富水相14含有分配到水中的乙酸异丙酯和乙酸异丙酯水解形成的异丙醇。为有效地回收这些物质，提取残留液5和富水相14被送入回收/蒸馏塔20的进料塔板处。
在回收/蒸馏塔20中，乙酸异丙酯、异丙醇和水形成最低共沸混合物，经共沸蒸馏，以回收塔顶气体21的形式从塔顶蒸出。回收塔顶气体21经冷凝器22冷凝，作为冷凝液送入第二滗析器23。如同上述第一滗析器9，第二滗析器23有堵壁24，将罐的下部分成室25和26。
送入第二滗析器23的冷凝液被送至室26，其由于比重不同经液/液分离分成在室26中的富水相，富水相以水作为主要组分，还有少量共沸剂(乙酸异丙酯和异丙醇)，比重大，以及在室25中的贫水相，其以共沸剂作为主要组分，还有少量水，比重小。在室26中的富水相经管线27从室26底部引出并循环到回收/蒸馏塔20顶部附近适当选择的进料塔板处。然而，如果由于，例如，在冷凝液中异丙醇浓度高，不能形成液/液分离，这样室26中液体不经管线27循环进入回收/蒸馏塔20，而是用与处理室25中液体同样的方法处理。
在有些情况下，部分在滗析器2 3室25中贫水相经管线29循环至回收/蒸馏塔20塔顶附近适当选择的进料塔板处，同时其余部分以浓液28放出并送入反应器32。
经在回收/蒸馏塔20中共沸蒸馏，从提取器2出来的提取残留液5中所含乙酸异丙酯和异丙醇和从滗析器9室12出来的富水相14被浓缩并返回管线28，同时废水31从塔底放出。
然后浓液28被送入反应器32，让所含异丙醇与乙酸反应，并回收由此形成的乙酸异丙酯。用于酯化的乙酸可取部分从共沸蒸馏塔6的底液17并经管线18提供。
反应器32中有用于酯化的酸催化剂33(例如，强酸性阳离子交换树脂或杂多磷酸如磷钨酸)。
经反应富含乙酸异丙酯的反应混合物34可以循环并再使用，例如，送入共沸蒸馏塔6。
经参照附图1描述的纯化乙酸的方法，基本不含水或乙酸异丙酯的纯化了的乙酸，以从共沸蒸馏塔6出来的塔底溶液19的形式从含10-50wt％乙酸的原料溶液1中回收，同时在原料溶液1中所含水从回收/蒸馏塔20底部以废水31形式放出。
在附图1所示纯化方法中，不需要从塔顶蒸出大量水或乙酸。从共沸蒸馏塔6和回收/蒸馏塔20的顶部，沸点比乙酸足够低的最低共沸混合物被蒸出。因此，本方法可以以低回流比和低能耗进行。
附图2给出本发明另一个实施方案流程图。在该实施方案中使用的设备主要包括提取器2、共沸蒸馏塔6、汽提塔57和提取介质回收塔61。提取器2和共沸蒸馏塔6与附图1中所示相同。反萃取器57在塔底装有重沸器59、提取介质回收塔61在塔顶装有冷凝器63和滗析器64和在塔底装有重沸器67。
在附图2中，在提取器2中用提取介质提取乙酸和在共沸蒸馏塔6中从提取液中分离纯化了的乙酸的操作与附图1所示实施方案方法相同。在附图2中，数值40表示原料液，42表示提取介质，43表示提取液，46表示共沸馏出液，47表示冷凝器，48表示第一滗析器，49表示堵壁、50和51表示室，52表示将贫水相返回到共沸蒸馏塔6的管线，54表示将富水相返回到共沸蒸馏塔6的管线，55表示重沸器，56表示引出纯化了的乙酸的管线。
在附图2中，从提取器2底部放出的提取残留液44送入提取介质回收塔61。在提取介质回收塔61中，提取残留液44被蒸馏分离出水，其从管线68引出。从提取介质回收塔61蒸出的含有提取介质的馏出液62经冷凝器63和滗析器64冷凝。在滗析器64中冷凝液作为提取介质经管线65返回到提取器2。部分冷凝液经管线66返回到提取介质回收塔61。
从共沸蒸馏塔6顶部出来的共沸馏出液46经冷凝器47冷凝，在滗析器48中分成富水相和贫水相。部分贫水相经管线52返回到共沸蒸馏塔，其余部分用如同附图1所示实施方案作为提取介质经管线42循环进入提取器2。
部分富水相可以用如同附图1所示实施方案返回到共沸蒸馏塔6。富水相的其余部分从管线53放出并送入汽提塔57。富水相在汽提塔57中蒸馏。从汽提塔57蒸出的含水和提取介质的馏出液被送入冷凝器47返回到共沸蒸馏塔6。水经管线60从汽提塔57底部放出。
在本发明纯化乙酸方法中，乙酸异丙酯被选作提取介质是由于以下理由。在提取中，乙酸异丙酯与水相比具有相对小的分配系数，并且与水高度相容，因此可以有效地从水分离乙酸。而且，乙酸异丙酯的沸点(88.5℃)和其与水最小共沸蒸馏温度(76.6℃)均与乙酸沸点(117.8℃)相比足够的低。因此可以减少分离所需能量、此外，在蒸馏/回收步骤中回流比可以控制在低水平，这有利于改善本方法的效率。
作为原料液1，可以使用乙酸浓度为10-50wt％的水溶液。当用乙酸异丙酯作提取介质时，如上定义的浓度范围是最佳范围。当乙酸浓度低于10wt％，需要大量的乙酸异丙醇作为提取介质以提高乙酸的产率。在这种情况下，从共沸蒸馏塔6和回收/蒸馏塔20回收乙酸异丙酯消耗很大的能量。另一方面当原料溶液中乙酸浓度超过50wt％，与提取残留液5中含水量相比，相对较大量的水分布在提取器2的提取液4中。在这种情况，选择性地分离乙酸的能力基本被破坏。
送入提取器2中乙酸异丙酯的量为原料液1的量的0.6-3.0倍重量。当乙酸异丙酯的量低于原料溶液量0.6倍重量时，乙酸的产率更低。另一方面，当乙酸异丙酯的量超过3.0倍重量时，在共沸蒸馏塔6中蒸馏/回收乙酸异丙酯需要更多能量。
优选在提取器2中提取温度为10-80℃。当提取温度在此范围中时，液-液分离成乙酸异丙酯相和水相可以顺利地进行。
在第一滗析器9和第二滗析器23中，进行液-液分离，得到贫水相和富水相。为顺利地进行液-液分离，优选控制温度为0℃-70℃。
由于是酯化合物，乙酸异丙酯在提取器2、共沸蒸馏塔6、等中水存在下水解，给出异丙醇。水解是平衡反应，以下给出式子的平衡常数为0.45。反应式
乙酸异丙酯+水异丙醇+乙酸平衡常数
Figure C9610604000131
当与水有大的分配系数的异丙醇在循环体系中逐渐积累时，在提取器2的提取和在滗析器中的液-液分离将被打乱。因此希望由此形成的异丙醇与乙酸反应，生成乙酸异丙酯以循环和再使用。
异丙醇是低沸点化合物(沸点：82.3℃)，其与水和乙酸异丙酯形成三组分最低共沸混合物(最低共沸蒸馏温度：75.5℃，含11.0wt％水、76.0wt％乙酸异丙酯和13.0wt％异丙醇)。因此它很容易通过蒸馏与乙酸分离。
在附图给出的实施方案中，异丙醇被转化成乙酸异丙酯，其被循环和再使用。因此，提取器2的提取残留液5和在室12中被第一滗析器9分离的部分富水相14在回收/蒸馏塔20中共沸蒸馏。然后从回收/蒸馏塔顶部得到的并且含有被浓缩的异丙醇的冷凝液28与从共沸蒸馏塔底部回收的部分乙酸18一起送入反应器32，在那里异丙醇被转化成乙酸异丙酯。
优选富含乙酸异丙酯和过量乙酸的反应混合物34不是被循环到提取器2而是共沸蒸馏塔6中。
用于本发明纯化乙酸方法中的设备和其样式不局限于上述实施方案中所使用的。例如，提取器、共沸蒸发塔和回收/蒸馏塔分别可以是塔板型、填充型、旋转园筒型等。其连接的冷凝器、滗析器、重沸器等可以是连成一体或分离提供的。对反应器类型和催化剂组成都没有特别限制，只要能顺利进行酯化反应都不禁止使用。
本发明将通过以下实施例进一步详细说明，但本发明不局限于此。
在以下实施例中，根据上述实施方案通过用附图1和2所示设备从原料溶液中回收纯化了的乙酸。在以下描述中，术语″重量份″是指把原料溶液当作100重量份来表示的数值。实施例1
在本实施例中，乙酸(42.0wt％)和水(58.0wt％)的混合物用作原料液1，用附图1所示实施方案纯化。
上述原料液1(100重量份)和含乙酸异丙酯为主要组份的提取介质3(105.5重量份)分别在30℃送入提取器2。
所用的提取器2是逆流液-液提取型立式振动塔(相当于理论塔板数4-6)。原料液1被送到塔顶附近，同时提取介质送到塔底附近。
从提取器2塔顶流出的提取液4(168.8重量份)被送到共沸蒸馏塔6的进料塔板处，并在其中进行共沸蒸馏。同时，从反应器32出来的反应混合物34(3.4重量份)也送到同一进料塔板。所用共沸蒸馏塔6是Oldershaw型蒸馏设备，包括含30块塔板的浓缩单元和30块塔板的回收单元。
从共沸蒸馏塔6出来的塔顶气体7用冷凝器8冷却到30℃。然后由此得到的冷凝液在滗析器9中液-液分离分成在室11中的贫水相和在室12中的富水相。部分贫水相(172.0重量份)经管线13返回到共沸蒸馏塔6的顶部附近，同时其余部分(105.0重量份)循环到提取器2用作提取介质3。
在滗析器9室12中的富水相不返回到共沸蒸馏塔6中，但经管线14送入回收/蒸馏塔20。
从提取相2出来的提取残留液5(36.2重量份)与在上述室12中的富水相一起送入回收/蒸馏塔20，在那里通过蒸馏回收提取介质。用作回收/蒸馏塔20的是Oldershaw型蒸馏设备，包括有25块塔板的浓缩单元和有25块塔板的回收单元。
当用冷凝器22冷却塔顶气体21，得到的冷凝液不能进行液-液分离时。其中一部分(4.0重量份)经管线29再返回到回收/蒸馏塔20的顶部附近，同时其余的塔顶液(2.5重量份)作为浓缩液28送入反应器32。
浓缩液28含11.1wt％水、67.9wt％乙酸异丙酯和21.1wt％异丙醇。
在反应器32中有经管线18送入的部分从共沸蒸馏塔6底部获得到纯化3的乙酸17(0.9重量份)和浓缩液28。
反应器32装有作为酸催化剂33的阳离子交换树脂(PK-212H，由Mitsubishi化学公司制造)。
经在反应器32中酯化得到的反应混合物34(3.4重量份)含8.3wt％水、25.6wt％乙酸、50.9wt％乙酸异丙酯和15.3wt％异丙醇。在反应器32中，异丙醇以转化率2.3％转化成乙酸异丙酯。
由此获得的反应混合物34全部送到共沸蒸馏塔6的进料塔板。
经上述操作，从共沸蒸馏塔6底部得到的纯化了的乙酸19(41.0重量份)基本不含水、乙酸异丙酯或异丙醇，同时废水31从回收/蒸馏塔20底部放出。
表1给出附图1中每根管线中的组成(wt％)和每根管线装载量(每100重量份原料液1的重量份)。
                          表1管线            1      3        4       5      13       14     15    17组成(wt％)水              58.0   2.9      16.2    93.4   2.9      96.6   0.0   0.0乙酸            42.0   0.0      24.3    2.9    0.0      0.0    0.0   100.0乙酸异丙酯      0.0    95.8     59.0    2.8    95.8     2.7    0.0   0.0异丙醇          0.0    1.3      0.6     0.9    1.3      0.7    0.0   0.0装载量(重量份)  100.0  105.0    168.8   36.2   172.0    25.3   0.0   41.8管线            18     19       27      28     29       31     34组成(wt％)水              0.0     0.0     0.0     11.1   11.1     98.2   8.3乙酸            100.0   100.0   0.0     0.0    0.0      1.8    25.6乙酸异丙酯      0.0     0.0     0.0     67.9   67.9     0.0    50.9异丙醇          0.0     0.0     0.0     21.1   21.1     0.0    15.3装载量(重量份)  0.9     41.0    0.0     2.5    4.0      59.1   3.4
结果表明，根据实施例1的方法，不用将乙酸作为塔顶馏出液从蒸馏塔蒸出，可以有效地将乙酸与水分开，从含乙酸42.0wt％的原料溶液1中回收高纯度乙酸。还表明提取介质可以循环和再使用而不浪费。实施例2
用与实施例1中相同的设备和相同的方法纯化乙酸，只是原料液1的组成改变了。
在实施例2中使用的原料液1含21.0wt％乙酸和79.0wt％水。
上述原料液1(100重量份)从塔顶附近送入提取器2，同时含2.8wt％水；96.4wt％乙酸异丙酯和0.8wt％异丙醇的提取介质(148.0重量份)从塔底附近送入提取器，温度都是30℃，接着进行提取。
从提取器2塔顶出来的提取液4(174.1重量份)被送到共沸蒸馏塔6的进料塔板并在其中进行共沸蒸馏。同时，从反应器32出来的反应混合物34(4.2重量份)也被送入相同的进料塔板。
从共沸蒸馏塔6出来的塔顶气体7被冷却到30℃，由此得到的冷凝液在第一滗析器9中经液-液分离分成在室11中的贫水相和在室12中的富水相。部分(44.0重量份)贫水相经管线13返回共沸蒸馏塔6，同时其余部分(148.0重量份)作为提取介质3循环进入提取器2。在室12中的富水相不返回共沸蒸馏塔6，而全部(8.6重量份)经管线14送入回收/蒸馏塔20。
在回收/蒸馏塔20中送入从提取器2中出来的提取残留液5(73.9重量份)和经管线14送入上述的富水相，在其中蒸馏和回收提取介质。
从回收/蒸馏塔20出来的塔顶气体21被冷却，得到的冷凝液进行液-液分离。由此在室26中得到的富水相全部(0.3重量份)以回流液27返回回收/蒸馏塔20。另一方面，部分(4.3重量份)贫水相经管线29返回回收/蒸馏塔20，同时其余部分(2.9重量份)作为浓缩液28送入反应器32。
浓缩液28含8.6wt％水、76.4wt％乙酸异丙酯和15.0wt％异丙醇。
在反应器32中经管线18送入从共沸蒸馏塔6底部得到的部分(1.3重量份)纯化了的乙酸17和浓缩液28。
在反应器32中经酯化得到的反应混合物34(4.2重量份)含6.1wt％水、30.6wt％乙酸、53.5wt％乙酸异丙酯和9.9wt％异丙醇。在反应器32中，异丙醇以4.2％转化率转化成乙酸异丙酯。
由此得到的反应混合物34全部送到共沸蒸馏塔6进料塔板。
经以上操作，基本不合水、乙酸异丙酯或异丙醇的纯化了的乙酸19(20.4重量份)从共沸蒸馏塔6底部得到，同时废水31从回收/蒸馏塔20底部放出。
表2给出了在附图1各管线中所含物质的组成(wt％)和各管线的装载量(每100重量份原料溶液1的重量份)。
                                  表2管线                1       3       4      5      13     14      15      17组成(wt％)水                  79.0    2.8     7.0    96.0   2.8    97.0    97.0    0.0乙酸                21.0    0.0     11.7   0.8    0.0    0.0     0.0     100.0乙酸异丙酯          0.0     96.4    80.8   2.7    96.4   2.5     2.5     0.0异丙醇              0.0     0.8     0.5    0.5    0.8    0.5     0.5     0.0装载量(重量份)      100.0   148.0   174.1  73.9   44.0   8.6     8.6     21.7管线                18      19      27     28     29     31      34组成(wt％)水                  0.0     0.0     88.3   8.6    8.6    99.3    6.1乙酸                100.0   100.0   0.0    0.0    0.0    0.7     30.6乙酸异丙酯          0.0     0.0     2.8    76.4   76.4   0.0     53.5异丙醇              0.0     0.0     8.9    15.0   15.0   0.0     9.9装载量(重量份)      1.3     20.4    0.3    2.9    4.3    79.6    4.2
这些结果表明，在实施例2中，原料溶液含21.0wt％乙酸，乙酸可以有效地与水分开，得到高纯度纯化乙酸。实施例3
在该实施例中，乙酸(35.0wt％)和水(65.0wt％)的混合物用作原料溶液40并用附图2所示设备纯化。
上述原料液40(100重量份)和含乙酸异丙酯为主要组分的提取介质42(104.0重量份)和65(5.4重量份)分别在30℃送入提取器2。
所用提取器2是逆流液-液提取型竖式振动塔(相应的理论塔板数为4-6)。原料溶液40从塔顶附近送入，同时提取介质从塔底附近送入。
从提取器2塔顶流出的提取液43(157.6重量份)被送入共沸蒸馏塔6的进料塔板，并在其中共沸蒸馏。所用的共沸蒸馏塔6是有30块塔板的浓缩单元和有30块塔板的回收单元组成的Oldershaw型蒸馏设备。
从共沸蒸馏塔6出来的塔顶气体46用冷凝器47冷却到30℃。然后由于得到的冷凝液在滗析器48内液-液分离成在室50中的贫水相和在室51中的富水相。部分(108.0重量份)贫水相经管线52返回到共沸蒸馏塔6顶部附近，同时其余部分(104.0重量份)循环至提取器2，用作提取介质42。
在滗析器48室51中的富水相不返回到共沸蒸馏塔6，而是全部经管线53送入汽提塔57。用作汽提塔57的是有20块塔板的Oldershaw型蒸馏设备。
从汽提塔57顶部出来的塔顶气体58返回到冷凝器47。废水60从汽提塔57底部放出。
提取残留液44(51.8重量份)送入提取介质回收塔61，在塔61中经蒸馏回收提取介质。用作提取介质回收塔61的是有25块塔板的浓缩单元和有25块塔板回收单元的Oldershaw型蒸馏设备。
从提取介质回收塔61顶部出来的塔顶气体62用冷凝器63冷却，由此得到的冷凝液送入滗析器64。部分(16.3重量份)冷凝液经管线66返回到提取介质回收塔61的顶部附近，同时其余部分(5.4重量份)经管线65循环到提取器2，用作提取介质。
经上述操作，从共沸蒸馏塔6底部得到基本不含水、乙酸异丙酯或异丙醇的纯化了的乙酸56(34.5重量份)，同时废水60和68从汽提塔57底部和提取介质回收塔61底部放出。
表3给出附图2各管线中物料组成(wt％)和各管线装载量(每100重量份原料溶液40的重量份数)。
                                表3管线             40     42     43     44     46     52     53     54组成(wt％)水               65.0   2.7    13.9   89.9   10.7   2.7    95.0   0.0乙酸             35.0   0.0    21.9   0.9    0.0    0.0    0.0    0.0乙酸异丙酯       0.0    94.3   62.2   3.1    86.5   94.3   2.5    0.0异丙醇           0.0    3.0    2.0    6.2    2.7    3.0    2.5    0.0装载量(重量份)   100.0  104.0  157.6  51.8   231.1  108.0  20.3   0.0管线             56     58     60     62     65     66     68组成(wt％)水               0.0    14.9   100.0  11.6   11.6   11.6   99.0乙酸             100.0  0.0    0.0    0.0    0.0    0.0    1.0乙酸异丙酯       0.0    42.5   0.0    29.4   29.4   29.4   0.0异丙醇           0.0    42.5   0.0    59.0   59.0   59.0   0.0装载量(重量份)   34.5   1.2    19.1   21.7   5.4    16.3   46.4
这些结果表明，根据实施例3的方法，不用将乙酸作为塔顶馏出液从蒸馏塔蒸出，可以有效地将乙酸与水分开，从含乙酸35.0wt％的原料溶液40中回收高纯度乙酸。  还表明提取介质可以循环和再使用，没有任何浪费。
本发明纯化乙酸的方法包括用含乙酸异丙酯量为原料溶液的0.6-3.0倍重量的提取介质提取含10-50wt％乙酸的原料液；让如此得到的提取液共沸蒸馏；将至少部分从塔顶蒸馏出的贫水相作为提取介质返回到上述提取器；从共沸蒸馏塔底回收脱水和纯化的乙酸。因此，根据本发明，提取介质可以有效循环和再使用，可以高效和低能耗地得到纯化乙酸。
从提取器出来的提取残留液与从共沸蒸馏塔出来的富水相合并，并送入回收/蒸馏塔，在这里混合物中的所含提取介质组分被共沸蒸馏。因此提取介质可以低能耗地浓缩并与水分离，这可以减少提取介质的损失。
此外，由回收/蒸馏塔得到的提取介质浓缩液用乙酸酯化。因此，在本方法中乙酸异丙酯水解生成的异丙醇可被转化成乙酸异丙酯并被回收。结果是，可以进一步减少乙酸异丙酯的损失，同时，在提取介质中浓集的异丙醇可连续地控制在低水平，使在提取器中保持乙酸提取的高效率成为可能。
参照本发明的详细说明和具体实施例，本领域技术人员在不脱离其思想和范围的基础上可以进行各种改变和改进。

Claims (6)

1.一种纯化乙酸的方法，包括：
将乙酸浓度10-50wt％的乙酸原料水溶液引入提取器；
加入乙酸异丙酯数量为原料溶液0.6-3.0倍重量的含乙酸异丙酯的提取介质，让提取介质与原料溶液接触；
将乙酸提取到提取介质中；
将含乙酸的提取介质与提取残留液分离；
将含乙酸的提取介质引入共沸蒸馏塔；
经与水共沸蒸馏，从共沸蒸馏塔顶部将提取介质中所含乙酸异丙酯蒸出；
冷凝从共沸蒸馏塔顶出来的馏出液，将馏出液分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；
将至少部分贫水相作为提取介质返回到提取器；和
从共沸蒸馏塔底部回收已经脱水和纯化了的乙酸。
2.如权利要求1的纯化乙酸的方法，其中所说的提取残留液和至少部分富水相被送入回收/蒸馏塔；
在所说的提取残留液和富水相中的乙酸异丙酯与水一起共沸蒸馏；
从回收/蒸馏塔顶蒸出的馏出液被冷凝，分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；
至少部分贫水相从体系放出；和
废水从回收/蒸馏塔底部放出。
3.如权利要求2的纯化乙酸的方法，其中
从体系中放出的贫水相，与乙酸一起送入酯化反应器；和
经水解乙酸异丙酯生成的异丙醇被转化成乙酸异丙酯，接着回收。
4.如权利要求3的纯化乙酸的方法，其中与贫水相一起送入酯化反应器的乙酸是从共沸蒸馏塔底回收的乙酸的一部分。
5.如权利要求1所述的纯化乙酸的方法，其中提取残留液被送入提取介质回收塔；和
从提取介质回收塔顶蒸出的馏出液返回到提取器。
6.如权利要求5的纯化乙酸的方法，其中从共沸蒸馏塔顶出来的经冷凝的馏出液分成的富水相被送入汽提塔；
从汽提塔蒸出的馏出液返回到共沸蒸馏塔；和
水从汽提塔底部放出。
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