CN106187771B

CN106187771B - 一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法及其分离系统

Info

Publication number: CN106187771B
Application number: CN201510232951.6A
Authority: CN
Inventors: 赖先熔; 汪清泉; 黎园; 陈仕萍; 周海峰
Original assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Sichuan Vinylon Works
Current assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Sichuan Vinylon Works
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2018-10-02
Anticipated expiration: 2035-05-08
Also published as: CN106187771A

Abstract

本发明涉及一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法及其分离系统。它采用碳原子数为10～18的烷烃的一种或多种混合物作为萃取剂，经萃取精馏来分离醋酸乙烯酯中的微量苯。本方法可脱除醋酸乙烯酯中微量苯，使其苯含量降到1PPm以下。

Description

一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法及其分离系统

技术领域

本发明涉及化工萃取精馏分离技术领域，尤其涉及一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法及其分离系统。

背景技术

醋酸乙烯酯是一种重要的化工基本原料，被广泛用于生产聚乙烯醇、涂料、粘合剂、维纶、薄膜等化工和化纤产品。醋酸乙烯酯的生产方法主要有两种：乙烯法和乙炔法。由于生产工艺的特点，乙炔法合成醋酸乙烯酯中含有微量苯，其含量约为2～10PPm。苯的存在影响了它在医疗、食品等下游化工产品领域的应用。比如，国家新标准要求水基烟用施胶剂的苯含量≤0.1PPm，而以乙炔法合成醋酸乙烯酯为原料生产的烟用施胶剂的苯含量达不到该标准，致使其产品退出该市场。因此，需要找到一种脱除醋酸乙烯酯中微量苯的方法。

液体中微量苯的脱除方法主要有固体吸附法、溶剂抽提法和苯烷基化法等。

专利CN101972628A发明了一种同时脱除环戊烷中微量苯和正己烷的吸附剂。该发明以5A分子为原料，通过浸渍沥青质溶液、热解炭化，制得微孔有效直径≥20nm的吸附剂。在特定的吸附-脱附条件下，新鲜吸附剂对苯的吸附率为94.18％，经历十次吸附-脱附循环操作后的吸附剂，对苯的吸附率为92.68％，相当于新鲜吸附剂吸附能力的98.41％，说明吸附剂可反复再生循环使用。目前，该技术已经工业化。该方法是利用了环戊烷和苯、正己烷的分子尺寸不同而达到分离目的的，其待分离体系不同于醋酸乙烯酯和苯的体系：在醋酸乙烯酯和苯的体系中，苯的分子尺寸比醋酸乙烯酯稍大，如果可以吸附苯，则也可以吸附醋酸乙烯酯，因此，其方法不适用于醋酸乙烯酯中微量苯的分离。

专利CN10234947A公布了一种溶剂油或己烷精制过程中脱除微量苯的方法。该方法采用糠醛和乙二醇组成的复合萃取剂，与溶剂油或工业己烷原料以一定配比分别加入萃取精馏塔分离，塔顶得到苯含量＜50PPm的产品，塔釜混合物进入萃取剂回收塔再生后循环使用。该方法中复合萃取剂的组成采用的糠醛和乙二醇都属于极性较强的萃取剂，应用于醋酸乙烯酯和苯的分离实验，其塔顶出口的苯含量和原料中苯含量几乎没有变化，达不到分离的目的，因此，其方法也不适用于醋酸乙烯酯中微量苯的分离。

专利CN1261395A采用环糊精为包络物，从汽油或重整产品中脱除苯和回收高浓度苯。由于环糊精的成本高，且其对苯的特有选择性不高。因此，该技术还未实现工业化，且其中去除苯的过程只是初步的分离，不能满足在PPm级别分离苯的要求。

此外，目前关于适用于醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法的研究，尚未见文献报道。探索研究发现，脱除醋酸乙烯酯中微量苯的难度主要表现在于醋酸乙烯酯和苯的物理性质相近，如沸点：苯80.1℃，醋酸乙烯72.7℃，分子尺寸：苯0.65nm，醋酸乙烯0.52nm，且二者的极性差异小，常规物理方法不适用于醋酸乙烯酯-苯体系；而醋酸乙烯酯的化学性质活泼，苯的结构稳定不易发生化学反应，所以化学反应方法也不适用于醋酸乙烯酯为主的醋酸乙烯酯-苯体系。同时，醋酸乙烯酯脱苯技术的难度还在于要把其中本身已经是PPm级的微量苯更进一步地降到1PPm以下，其脱苯要求高，技术难度大，而现有研究中没有能达到该标准的脱苯方法可循。

因此，需要寻找一种特殊的方法来脱除醋酸乙烯中的微量苯。

发明内容

本发明的目的是提供一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，该方法可脱除醋酸乙烯酯中微量苯，使其苯含量降到1PPm以下。本发明的另一目的在于提供一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离系统，该分离系统适用于上述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法。

本发明的第一目的是通过以下措施实现的：

一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：它采用碳原子数为10～18的烷烃的一种或多种混合物作为萃取剂，经萃取精馏来分离醋酸乙烯酯中的微量苯。

发明人在研究过程中发现，上述萃取剂具有极性小，对苯的选择性好；挥发度小，不与原组分发生化学反应，不形成恒沸物；与原料有足够的互溶度；安全、无毒、无腐蚀，热稳定性好，价格便宜等优点，将其加入到醋酸乙烯酯中来分离微量苯，增加了苯和醋酸乙烯酯的相对挥发度，经处理后的醋酸乙烯酯中苯含量＜1PPm，处理效果明显。

上述碳原子数为10～18的烷烃，可以是直链烷烃、含支链烷烃或环烷烃，优选为碳原子数为14～16的正构烷烃、含支链烷烃或其多种混合物。该碳数段的烷烃均属于极弱极性分子，含部分支链对其极性影响小。

上述技术方案中，涉及的原料醋酸乙烯酯优选为精醋酸乙烯酯，其纯度＞90wt％，苯含量为2～10PPm。选用精醋酸乙烯酯作为原料可避免过多杂质混入萃取剂，以减少其再生操作费用。

上述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，采用上述萃取剂进行萃取精馏时，萃取精馏塔塔顶采出苯含量＜1PPm的低苯醋酸乙烯酯，塔釜混合液经减压再生塔处理后萃取剂循环使用。

作为进一步优化，上述萃取剂和原料醋酸乙烯酯的质量比为0.5～3，优选为1～2，萃取精馏塔的操作压力为常压，再沸器加热温度为80～110℃，优选90～100℃，塔顶回流比为1～3，优选1.5～2。

为了保证再生溶剂的纯度，以及避免高温条件造成醋酸乙烯酯聚合，上述塔釜混合液经减压再生塔的处理过程采用减压精馏再生的方法，其塔内温度为120～140℃，优选125～130℃，真空度为10～40KPa，优选20～30kPa，塔顶回流比为0.5～2，优选0.7～1。

上述塔釜混合液经减压再生塔的处理过程中，再生后的萃取剂可经换热器冷却到40～50℃，送入储罐以备循环使用，或者直接循环加入到萃取精馏塔进行萃取精馏。

为了防止醋酸乙烯酯热聚合，在原料醋酸乙烯酯中加入含量为5PPm的阻聚剂对苯醌。

本发明的另一目的是通过以下措施实现的：

一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离系统，它包括连接有原料入口管和萃取剂入口管的精馏塔，与精馏塔连通的再生塔，以及冷凝回流装置，其特征在于：它还包括有萃取剂储罐和抽真空系统；所述精馏塔和所述再生塔的塔顶均连接有冷凝回流装置；所述冷凝回流装置包括有冷凝器、中间储槽、回流管和产品管；所述再生塔塔顶连接的冷凝回流装置中的中间储槽上，还连接有所述抽真空系统；所述再生塔与所述萃取剂储罐连通；所述萃取剂储罐通过萃取剂循环管与所述精馏塔连通。

本发明具有以下有益效果：

1、本方法工艺流程简单，操作方便，基本无三废排放；

2、萃取剂无毒、无腐蚀性，可循环使用；

3、该方法对醋酸乙烯酯中微量苯的分离效果好，经处理后的醋酸乙烯酯中苯含量＜1PPm，回收的富苯醋酸乙烯酯可用于对苯含量无特殊要求的化工产品，醋酸乙烯酯原料损耗量极低；

4、本分离系统结构简单优化，适用于本醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法。

附图说明

图1为本发明实施例1所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法中采用的装置的结构示意图。

图中：1-原料醋酸乙烯酯入口管；2-萃取剂入口管；3-萃取精馏塔；4-低苯醋酸乙烯酯出口管；5-冷凝器；6-冷凝器出口管；7-低苯醋酸乙烯酯中间储槽；8-低苯醋酸乙烯酯回流管；9-低苯醋酸乙烯酯产品管；10-醋酸乙烯酯-萃取剂采出管；11-溶剂泵；12-减压精馏塔入口管；13-减压再生塔；14-富苯醋酸乙烯酯采出管；15-冷凝器；16-冷凝器出口管；17-富苯醋酸乙烯酯中间储槽；18-真空泵进口管；19-真空泵；20-真空泵出口管；21-富苯醋酸乙烯酯回流管；22-富苯醋酸乙烯酯产品管；23-再生萃取剂泵；24-溶剂泵；25-冷却器入口管；26-冷却器；27-储罐入口管；28-萃取剂储罐；29-储罐出口管；30-溶剂泵；31-萃取剂循环管。

具体实施方法

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，该方法采用结构如附图1所示的常规生产装置进行，其原料醋酸乙烯酯的纯度为99.93wt％，苯含量为1.91PPm，萃取剂采用C₁₂～C₁₄的混合烷烃，且萃取剂和原料醋酸乙烯酯的质量比为0.6，且原料醋酸乙烯酯中加入含量为5PPm的阻聚剂对苯醌；该原料醋酸乙烯酯经原料醋酸乙烯酯入口管1进入萃取精馏塔3下部，萃取剂储罐28中的萃取剂经溶剂泵30送入萃取精馏塔3上部，原料醋酸乙烯酯和萃取剂逆流接触传质，萃取精馏塔3内的加热温度为92℃，常压，回流比为1；精馏过程中，低苯醋酸乙烯酯由塔顶低苯醋酸乙烯酯出口管4引出，经冷凝器5换热后，部分低苯醋酸乙烯酯经低苯醋酸乙烯酯回流管8返回萃取精馏塔3顶部，余下低苯醋酸乙烯酯作为产品经低苯醋酸乙烯酯产品管9采出；醋酸乙烯酯-萃取剂混合物从塔釜采出，由溶剂泵11送入减压再生塔13中部，该减压再生塔13内部的加热温度为125℃，真空度为20kPa，回流比为0.7，减压再生塔13由塔顶真空泵19抽真空形成负压操作环境；经减压再生塔13处理再生后得到的富苯醋酸乙烯酯由塔顶富苯醋酸乙烯酯采出管14采出，经冷却器15冷凝后，部分富苯醋酸乙烯酯由富苯醋酸乙烯酯回流管21返回减压再生塔13顶部，余下富苯醋酸乙烯酯经富苯醋酸乙烯酯产品管22采出(可用于生产对苯含量没有特殊要求的下游化工产品)，再生后得到的萃取剂从塔釜采出，由溶剂泵24送至冷却器26，然后进入萃取剂储罐28中以备循环使用。整个装置运行稳定后，分析低苯醋酸乙烯酯产品管9出口处获得的低苯醋酸乙烯酯产品中的苯含量为0.54PPm，脱苯率为72.8％，醋酸乙烯酯纯度99.94％。

其中，本例中采用的分析方法如下：

醋酸乙烯酯中的苯含量：采用气相色谱-质谱联用法检测，苯的检出限为0.01PPm，定量限0.04PPm，

醋酸乙烯酯的脱苯率＝(W₂-W₁)/W₁×100％

式中，W₁为原料醋酸乙烯酯中的苯含量，PPm；W₂为低苯醋酸乙烯酯产品中的苯含量，PPm。

醋酸乙烯酯的纯度采用胶粘剂不挥发物含量的测定法(GB/T2793-1995)估算，试验温度105±2℃，试验时间180±5min，取样量1.0g，

醋酸乙烯酯近似质量纯度＝(1-m₁/m)×100％

式中，m为加热前试样的质量，g；m₁为加热后试样的质量，g。

实施例2-7

实施例2-7按如下物料、工艺及参数进行，其余设置均与实施例1相同：

Claims

1.一种醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：其原料醋酸乙烯酯为精醋酸乙烯酯，其纯度＞90wt％，苯含量为2～10PPm；它采用碳原子数为10～18的烷烃的一种或多种混合物作为萃取剂，经萃取精馏来分离醋酸乙烯酯中的微量苯。

2.根据权利要求1所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：所述碳原子数为10～18的烷烃为直链烷烃、含支链烷烃或环烷烃。

3.根据权利要求1所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：所述萃取剂为碳原子数为14～16的正构烷烃、含支链烷烃或其多种混合物。

4.根据权利要求1-3任一所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：采用所述萃取剂进行萃取精馏时，萃取精馏塔塔顶采出苯含量＜1PPm的低苯醋酸乙烯酯，塔釜混合液经减压再生塔处理后萃取剂循环使用。

5.根据权利要求4所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：所述萃取剂和原料醋酸乙烯酯的质量比为0.5～3，萃取精馏塔的操作压力为常压，再沸器加热温度为80～110℃，塔顶回流比为1～3；所述塔釜混合液经减压再生塔的处理过程采用减压精馏再生的方法，其塔内温度为120～140℃，真空度为10～40KPa，塔顶回流比为0.5～2。

6.根据权利要求4所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：所述萃取剂和原料醋酸乙烯酯的质量比为1～2，萃取精馏塔的操作压力为常压，再沸器加热温度为90～100℃，塔顶回流比为1.5～2；所述塔釜混合液经减压再生塔的处理过程采用减压精馏再生的方法，其塔内温度为125～130℃，真空度为20～30kPa，塔顶回流比为0.7～1。

7.根据权利要求4所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：所述塔釜混合液经减压再生塔的处理过程中，再生后的萃取剂经换热器冷却到40～50℃，送入储罐以备循环使用，或者直接循环加入到萃取精馏塔进行萃取精馏；原料醋酸乙烯酯中加入含量为5PPm的阻聚剂对苯醌。

8.根据权利要求5或6所述醋酸乙烯酯中微量苯的分离方法，其特征在于：所述塔釜混合液经减压再生塔的处理过程中，再生后的萃取剂经换热器冷却到40～50℃，送入储罐以备循环使用，或者直接循环加入到萃取精馏塔进行萃取精馏；原料醋酸乙烯酯中加入含量为5PPm的阻聚剂对苯醌。