CN107011172B - 一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的方法及装置；间壁塔两侧塔釜联通，塔顶不连通；塔顶、塔釜分别设置两个冷凝器，两个再沸器；自粗分塔及其他工段的粗VAC进入醋酸乙烯塔一侧，轻组分从进料侧的塔顶采出，经冷凝器冷凝后进入分相罐，分相罐的油相侧部分回流、部分进入醛酯浓缩塔回收其中的VAC，并进行粗分离；通过醛酯浓缩塔分离后的VAC从塔釜采出，并直接接返回醋酸乙烯塔进料侧的塔顶回流；醋酸乙烯塔的另一侧为产品出料侧，从塔顶采出高纯度醋酸乙烯，经冷凝器冷凝后，进入VAC回流罐，部分回流，部分作为高纯度的醋酸乙烯产品送出界区。实现进料轻组分的单独出料，减少了物料返混合，直接得到高纯的醋酸乙烯产品。

Description

一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的方法及装置
技术领域
本发明属于化工精馏分离领域，涉及一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的方法及装置。
背景技术
乙炔法制醋酸乙烯的过程主要分为合成工段和精制工段。合成工段的主要作用是利用醋酸和乙炔合成醋酸乙烯，精制工段的主要作用是将反应液中的醋酸乙烯分离并精制。精制工段的进料主要为合成工段送来的反应液，包括醋酸乙烯、醋酸、乙炔、乙醛、醋酸甲酯、甲醇、丁烯醛、二乙酸亚乙酯、醋酸酐、丙酮和水等组分。反应液体入精制工段后，首先脱除其中的乙炔气体，然后进行粗分离，分离得到醋酸乙烯为主的轻组分以及醋酸为主的重组分，然后再分别进行精制和分离。
其中，粗分后以醋酸乙烯为主的轻组分物料中含有乙醛、醋酸甲酯、甲醇、丙酮和水等组分，从中进行产品级醋酸乙烯的提纯，是实现乙炔法制醋酸乙烯工艺流程的关键。
在传统的乙炔法制醋酸乙烯装置的分离技术中，进行醋酸乙烯精制的系统：多级精馏塔之间功能不明确，工艺冗长却低效，产品指标较差，能耗较高，得到的醋酸乙烯产品中水和醋酸甲酯质量分数超标。
间壁精馏塔不仅大幅度提高了热力学效率，降低能耗，而且又减少了设备投资，与常规的两塔分离序列相比，在满足相同的分离任务的同时，能够通过新型结构提供热集成，减少能量耗散和设备投资。
专利CN 104030921 A公开了一种分离醋酸乙烯的方法，是一种通过采用含醋酸乙烯、乙醛、醋酸甲醋、醋酸乙醋和丙烯醛的原料物流进入分壁式精馏塔分壁段一侧，经分离，在分壁段的另一侧得到醋酸乙烯产品，在分壁段以下提馏段底部得到含醋酸乙烯和醋酸乙醋的重组分物流，在分壁段以上精馏段顶部得到含醋酸乙烯、乙醛、醋酸甲醋和丙烯醛的轻组分物流的技术方案。该方法采用的分壁式精馏塔一定程度上简化了流程，节约了过程能耗，但是该专利中的分壁塔上端联通，不能有效脱除轻组分杂质，有进一步的优化空间。
因此，设计发明一种乙炔法合成的醋酸乙烯的精制方法，提高产品指标，降低能耗，是提升醋酸乙烯生产工艺的关键。
发明内容
本发明的目的就在于融合了上部不相通的间壁塔技术设计了一种乙炔法合成醋酸乙烯工艺的高纯醋酸乙烯的精制系统和方法，该间壁塔上部不联通，可以在该塔内实现完全脱除轻组分杂质，得到纯度极高的醋酸乙烯产品；同时通过间壁塔和醛酯浓缩塔串联，尽可能的回收了脱轻组分中的夹带的醋酸乙烯产品。该方法通过对过程的集成与强化，改变与优化工艺流程，减少蒸汽及冷却水的用量，具有设备投资少，能耗低的优点。
本发明的技术方案如下：
一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的装置，由醋酸乙烯塔和醛酯浓缩塔组成；其中醋酸乙烯塔为间壁塔，中间由一垂直隔板将精馏塔分为进料侧和VAC产品采出侧，间壁塔两侧塔釜联通，塔顶不连通；塔顶、塔釜分别设置两个冷凝器，两个再沸器；醛酯浓缩塔设有一个冷凝器，一个再沸器。
利用本发明的装置精制醋酸乙烯的方法，自粗分塔及其他工段的粗VAC进入醋酸乙烯塔一侧，轻组分从进料侧的塔顶采出，经冷凝器冷凝后进入分相罐，分相罐的油相侧部分回流、部分进入醛酯浓缩塔回收其中的VAC，并进行粗分离；通过醛酯浓缩塔分离后的VAC从塔釜采出，并直接接返回醋酸乙烯塔进料侧的塔顶回流；醋酸乙烯塔的另一侧为产品出料侧，从塔顶采出高纯度醋酸乙烯，经冷凝器冷凝后，进入VAC回流罐，部分回流，部分作为高纯度的醋酸乙烯产品送出界区。
所述的间壁式醋酸乙烯塔进料侧有40-60块理论板，其中精馏段有20-40块理论板；醋酸乙烯出料侧由35-70块理论板。
所述的醋酸乙烯塔的操作压力为1.0-1.2bara，进料侧塔顶温度为50-60℃，VAC出料侧塔顶温度为70-75℃；塔釜温度为70-80℃。
所述的醛酯浓缩塔共有30-70块理论板，其中精馏段有15-36块理论板；其特征操作压力为1.0-1.2bara，塔顶温度25-30℃，塔釜温度为65-70℃。
所述的醋酸乙烯塔分相罐的水相汇集后送脱水塔处理，脱水塔分离得到的水在醋酸乙烯精制系统内循环使用，减少污水排放。
上述技术方案中，醋酸乙烯塔的进料除常规组成外，还含有一定量的去离子水，使其与丙酮、醋酸甲脂等形成共沸，可以降低塔顶温度，从而降低加热蒸汽和冷却水用量。
上述技术方案中，醋酸乙烯塔分相罐的水相汇集后送完脱水塔处理，脱水塔分离得到的水可以在醋酸乙烯精制系统内循环使用，减少污水排放。
上述技术方案中，醛酯浓缩塔脱除醋酸乙烯后，得到的组成大部分为乙醛、丙酮和醋酸甲酯，可以进行后续精制后得到乙醛产品等。
本发明的优点和有益效果如下：
1、本发明设计的一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的方法，其优点在于设计的间壁塔上部不联通，实现进料轻组分的单独出料，减少了物料返混合，可以直接在该塔出料侧直接得到高纯的醋酸乙烯产品。
2、本发明设计的一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的方法，其优点在于利用间壁塔全热耦合等工艺，极大降低了能耗和设备投资，分离高纯度醋酸乙烯产品分同时，减少了生产成本。
附图说明
图1示出了根据本发明的一种乙炔法合成的醋酸乙烯的精制系统示意图。
如图所示：101-醋酸乙烯塔，102-醛酯浓缩塔，103-醋酸乙烯塔进料侧塔顶冷凝器，104-醋酸乙烯塔分相罐，105-醋酸乙烯塔进料侧塔顶回流泵，106-醋酸乙烯塔进料侧再沸器，107-醋酸乙烯塔产品采出侧塔顶冷凝器，108-醋酸乙烯塔产品采出侧回流罐，109-醋酸乙烯塔产品采出侧回流泵，110-醋酸乙烯塔产品采出侧再沸器，111-醋酸乙烯塔釜液泵，112-醛酯浓缩塔塔顶冷凝器，113-醛酯浓缩塔回流罐，114-醛酯浓缩塔回流泵，115-醛酯浓缩塔再沸器，117-醛酯浓缩塔釜液泵。
具体实施方式
本发明具体是实施方式结合附图进一步描述，但本发明描述范围并不仅限于此。
一种乙炔法合成的醋酸乙烯的精制装置，包括醋酸乙烯塔(101)和醛酯浓缩塔(102)。其中醋酸乙烯塔(101)为间壁塔，中间由一垂直隔板将精馏塔分为进料侧和VAC产品采出侧，间壁塔(101)两侧塔釜联通，塔顶不连通；塔顶设置进料侧冷凝器(103)、产品采出侧冷凝器(107)，塔釜分别进料侧再沸器(106)、产品采出侧再沸器(110)。醛酯浓缩塔(102)设有一个冷凝器(112)，一个再沸器(115)。
自粗分塔及其他工段的粗VAC进入醋酸乙烯塔(101)一侧，进料量为19.6m3/h，进料除常规组成外，还预先添加了0.2-0.4m3/h的去离子水。进入醋酸乙烯塔(101)后，轻组分从进料侧的塔顶采出，塔顶温度为50-60℃，经冷凝器(103)冷凝后进入分相罐(104)，分相罐(104)的油相侧部分回流、部分进入醛酯浓缩塔(102)回收其中的VAC后直接返回塔顶回流。醋酸乙烯塔(101)的另一侧为产品出料侧，塔顶温度为70-75℃，从塔顶采出高纯度醋酸乙烯，经冷凝器(107)冷凝后，进入VAC回流罐(108)，部分回流，部分作为高纯度的醋酸乙烯产品送出界区。醋酸乙烯塔(101)塔釜部分采出送回粗分塔，塔釜温度为70-80℃。
醛酯浓缩塔(102)的进料为醋酸乙烯塔(101)进料侧塔顶采出的油相，进料量为0.86m3/h，塔顶温度为25-30℃，塔釜温度为65-70℃。醛酯浓缩塔(102)的塔釜主要为VAC，采出后直接接返回醋酸乙烯塔(101)进料侧的塔顶回流；塔顶组成主要为乙醛、丙酮、醋酸甲酯等轻组分，经过塔顶冷凝器(112)冷凝后，送往后续工序继续分离。
实施例1：
以含有醋酸乙烯、乙醛、醋酸甲酯和丙酮的成分的原料为例，进料液体加入0.3m3/h的去离子水，以19.6m3/h进入醋酸乙烯塔(101)，物系组成(醋酸乙烯、乙醛、醋酸甲酯、丙酮、水)。醋酸乙烯塔(101)进料侧理论板数为50块，进料位置为第23块，塔顶温度是54℃，塔釜温度是80℃；醋酸乙烯塔产品出料侧理论板数为40块，塔顶温度为70℃。醛酯浓缩塔(102)理论板数为40块理论板，其中进料位置为第20块板，塔顶温度是29℃，塔釜温度是70℃。最终得到的醋酸乙烯产品纯度为99.99％以上。
实施例2：
原料组成同实施例1。醋酸乙烯塔(101)进料侧理论板数为53块，进料位置为第25块，塔顶温度是52℃，塔釜温度是80℃；醋酸乙烯塔产品出料侧理论板数为43块，塔顶温度为71℃。醛酯浓缩塔(102)理论板数为42块理论板，其中进料位置为第21块板，塔顶温度是30℃，塔釜温度是70℃。最终得到的醋酸乙烯产品纯度为99.99％以上。
实施例3：
原料组成同实施例1。醋酸乙烯塔(101)进料侧理论板数为60块，进料位置为第30块，塔顶温度是50℃，塔釜温度是81℃；醋酸乙烯塔产品出料侧理论板数为52块，塔顶温度为72℃。醛酯浓缩塔(102)理论板数为45块理论板，其中进料位置为第25块板，塔顶温度是28℃，塔釜温度是68℃。最终得到的醋酸乙烯产品纯度为99.99％以上。

Claims (4)

1.一种利用间壁塔精制醋酸乙烯的方法，由醋酸乙烯塔和醛酯浓缩塔组成；其中醋酸乙烯塔为间壁塔，中间由一垂直隔板将精馏塔分为进料侧和VAC产品采出侧，间壁塔两侧塔釜联通，塔顶不连通；塔顶、塔釜分别设置两个冷凝器，两个再沸器；醛酯浓缩塔设有一个冷凝器，一个再沸器；自粗分塔及其他工段的粗VAC进入醋酸乙烯塔一侧，轻组分从进料侧的塔顶采出，经冷凝器冷凝后进入分相罐，分相罐的油相侧部分回流、部分进入醛酯浓缩塔回收其中的VAC，并进行粗分离；通过醛酯浓缩塔分离后的VAC从塔釜采出，并直接接返回醋酸乙烯塔进料侧的塔顶回流；醋酸乙烯塔的另一侧为产品出料侧，从塔顶采出高纯度醋酸乙烯，经冷凝器冷凝后，进入VAC回流罐，部分回流，部分作为高纯度的醋酸乙烯产品送出界区。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的间壁式醋酸乙烯塔进料侧有40-60块理论板，其中精馏段有20-40块理论板；醋酸乙烯出料侧由35-70块理论板。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是醋酸乙烯塔的操作压力为1.0-1.2bara，进料侧塔顶温度为50-60℃，VAC出料侧塔顶温度为70-75℃；塔釜温度为70-80℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的醛酯浓缩塔共有30-70块理论板，其中精馏段有15-36块理论板；其特征操作压力为1.0-1.2bara，塔顶温度25-30℃，塔釜温度为65-70℃。
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