CN108129264A - 一种变压分离甲醇和乙酸酯类的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变压分离甲醇和乙酸酯类的装置及方法。该变压分离甲醇和乙酸酯类的装置包括常压塔和加压塔；常压塔中部设置有第一原料入口，釜底设置有甲醇出口，塔顶设置有第一混合物出口；加压塔中部设置有第二原料入口，釜底设置有乙酸酯类出口，塔顶设置有第二混合物出口；甲醇出口与所述第二原料入口相连通；第二混合物出口与所述第一原料入口相连通。本发明利用不同压力下甲醇和乙酸酯类共沸的组成不同，变压分离得到的甲醇产品质量浓度达到99.9％以上，乙酸酯类产品质量浓度达到99.5％以上；此外，本发明使用两塔分离，不使用任何萃取剂，无污染，设备投资成本低。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，进一步涉及一种变压分离甲醇和乙酸酯类的装置及方法。
背景技术
甲醇，是无色有酒精气味易挥发的液体。常用于制造甲醛和农药等。
乙酸酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯等)是有机原料中间体，广泛应用于纺织、香料和医药等行业。
甲醇/乙酸甲酯和甲醇/乙酸乙酯均形成最低共沸物，用普通精馏的办法难以分离，获得符合国标GB338-2011优等品要求的甲醇产品较为困难。
公开号CN101367725A公开了一种双塔串联分离甲醇和乙酸乙酯的方法，该方法可得到纯度高于99.5wt％的甲醇产品，但该方法适用范围较窄。
公开号CN1269253A公开了一种甲醇和乙酸乙酯的分离方法，该方法采用水做萃取剂，通过萃取精馏以及乙酸乙酯精制两步得到高纯度的甲醇但该方法需要三塔的联合操作，设备多，流程较长。
公开号CN102746147A公开了一种通过盐析剂分离工业废料中甲醇和乙酸乙酯的方法，得到的甲醇和乙酸乙酯的纯度均达到99％以上，但该方法步骤复杂。
发明内容
为解决甲醇、乙酸酯类的有效分离，本发明的目的在于提供一种变压分离甲醇和乙酸酯类的装置及方法。利用不同压力下甲醇和乙酸酯类共沸的组成不同，变压分离得到的甲醇产品质量浓度达到99.9％以上，乙酸酯类产品质量浓度达到99.5％以上；此外，采用两塔分离，不使用任何萃取剂，无污染；所选用设备均可碳钢，设备投资成本低。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
一方面，本发明提供一种变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，该变压分离甲醇和乙酸酯类的装置包括常压塔和加压塔；
所述常压塔的中部设置有第一原料入口，釜底设置有甲醇出口，塔顶设置有第一混合物出口；
所述加压塔的中部设置有第二原料入口，釜底设置有乙酸酯类出口，塔顶设置有第二混合物出口；
所述甲醇出口与所述第二原料入口相连通；所述第二混合物出口与所述第一原料入口相连通。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，优选地，所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括常压塔冷凝器和常压塔回流泵；所述第一混合物出口与所述常压塔冷凝器相连通，所述常压塔冷凝器与所述常压塔回流泵相连通，所述常压塔回流泵分支两路，一路与所述第二原料入口相连通，用于将所述常压塔冷凝后的混合物泵入所述加压塔中；另一路与所述常压塔的塔顶部设置的入口相连通，用于回流所述常压塔冷凝后的混合物。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，优选地，所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括常压塔回流罐，所述常压塔冷凝器、所述常压塔回流罐和所述常压塔回流泵依次相连通。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，优选地，所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括加压塔冷凝器和加压塔回流泵；所述第二混合物出口与所述加压塔冷凝器相连通，所述加压塔冷凝器与所述加压塔回流泵相连通，所述加压塔回流泵分支两路，一路与所述第一原料入口相连通，用于将所述加压塔冷凝后的混合物泵入所述常压塔中；另一路与所述加压塔的塔顶部设置的入口相连通，用于回流所述加压塔冷凝后的混合物。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，优选地，所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括加压塔回流罐，所述加压塔冷凝器、所述加压塔回流罐和所述加压塔回流泵依次相连通。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，优选地，所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括常压塔再沸器，所述常压塔再沸器用于将所述常压塔的塔釜中的液相部分汽化，为所述常压塔的传热、传质提供热量。所述常压塔再沸器的侧线通有低压蒸汽，以蒸汽为热介质，为常压塔再沸器工艺侧介质的汽化提供热量。
常压塔再沸器和加压塔再沸器与各自塔釜循环连通。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，优选地，所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括加压塔再沸器，所述加压塔再沸器用于将所述加压塔的塔釜中的液相部分汽化，为所述加压塔的传热、传质提供热量。所述加压塔再沸器的侧线通有低压蒸汽，以蒸汽为热介质，为加压塔再沸器工艺侧介质的汽化提供热量。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，优选地，所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括甲醇产品泵和乙酸酯类产品泵，所述甲醇产品泵用于将所述常压塔的釜底分离出的甲醇泵入甲醇收集装置中，所述乙酸乙酯类产品泵用于将所述加压塔的釜底分离出的乙酸酯类泵入乙酸酯类收集装置。
上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置中，所采用的设备的材质均可选用碳钢材质。
另一方面，本发明还提供一种变压分离甲醇和乙酸酯类的方法，其采用上述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置进行变压分离，包括以下步骤：
将甲醇和乙酸酯类的混合原料经由第一原料入口进入常压塔中，常压塔釜底分离出甲醇产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；
常压塔塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物经由第二原料入口进入加压塔中，加压塔釜底分离出乙酸酯类产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；加压塔塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物回流，经由第一原料入口进入常压塔中；
上述方法中，优选地，该变压分离甲醇和乙酸酯类的方法包括以下步骤：
将甲醇和乙酸酯类的混合原料经由第一原料入口进入常压塔中进行分离，常压塔的釜底分离出甲醇产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；
常压塔的塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物经过常压塔冷凝器降温后进入常压塔回流罐中，常压塔回流泵将常压塔回流罐中的甲醇和乙酸酯类混合物经由第二原料入口泵入到加压塔中进行分离，同时常压塔回流泵将常压塔回流罐中的一部分甲醇和乙酸酯类混合物回流至常压塔中；
加压塔的釜底分离出乙酸酯类产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；加压塔的塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物经过加压塔冷凝器降温后进入加压塔回流罐中，加压塔回流泵将加压塔回流罐中的甲醇和乙酸酯类混合物经由第一原料入口泵入到常压塔中循环分离，同时加压塔回流泵将加压塔回流罐中的一部分甲醇和乙酸酯类混合物回流至加压塔中。
上述方法中，优选地，所述常压塔中的操作压力为0.11-0.25MPa，温度为50-100℃，回流比为0.5-5.0。
上述方法中，优选地，所述加压塔中的操作压力为0.7-1.2MPa，温度为120-200℃，回流比为0.2-4.0。
上述方法中，塔顶返回液相物流为常压塔或加压塔的回流，回流的作用是调整塔顶产品的纯度，回流比越大，所需要的理论板数就越少，在板数不变的情况下，塔顶产品的纯度就越高，但同时回流比越大，塔顶冷凝所用的冷却介质量越大，操作费用越大；回流比是指常压塔或加压塔塔顶回流量与采出量的比值。
本发明利用不同压力下甲醇和乙酸酯类共沸的组成不同，变压分离得到的甲醇产品质量浓度达到99.9％以上，乙酸酯类产品质量浓度达到99.5％以上；能处理不同的原料组成，操作范围宽；此外，本发明使用两塔分离，不使用任何萃取剂，无污染，设备均可选用碳钢，设备投资成本低。
附图说明
图1为本发明实施例中变压分离甲醇和乙酸酯类的装置的结构示意图；
附图符号说明：
1常压塔，2加压塔，3常压塔回流罐，4加压塔回流罐，5常压塔再沸器，6加压塔再沸器，7常压塔冷凝器，8加压塔冷凝器，9甲醇产品泵，10乙酸酯类产品泵，11常压塔回流泵，12加压塔回流泵。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例
本实施例提供一种变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，如图1所示，该变压分离甲醇和乙酸酯类的装置包括常压塔1、加压塔2、常压塔回流罐3、加压塔回流罐4、常压塔再沸器5、加压塔再沸器6、常压塔冷凝器7、加压塔冷凝器8、甲醇产品泵9、乙酸酯类产品泵10、常压塔回流泵11和加压塔回流泵12。
常压塔1的中部设置有第一原料入口，釜底设置有甲醇出口，塔顶设置有第一混合物出口；加压塔2的中部设置有第二原料入口，釜底设置有乙酸酯类出口，塔顶设置有第二混合物出口；甲醇出口与第二原料入口相连通；第二混合物出口与第一原料入口相连通。第一混合物出口与常压塔冷凝器7相连通，常压塔冷凝器与常压塔回流罐3相连通，常压塔回流罐3与常压塔回流泵11相连通，常压塔回流泵11分支两路，一路与第二原料入口相连通，用于将常压塔冷凝后的混合物泵入加压塔2中；另一路与常压塔1的塔顶部设置的入口相连通，用于回流常压塔冷凝后的混合物。
第二混合物出口与加压塔冷凝器8相连通，加压塔冷凝器8与加压塔回流罐4相连通，加压塔回流罐4与加压塔回流泵12相连通，加压塔回流泵12分支两路，一路与第一原料入口相连通，用于将加压塔冷凝后的混合物泵入常压塔1中；另一路与加压塔的塔顶部设置的入口相连通，用于回流加压塔冷凝后的混合物。
常压塔再沸器5用于将常压塔1的塔釜中的液相部分汽化，为常压塔1的传热、传质提供热量。加压塔再沸器6用于将加压塔2的塔釜中的液相部分汽化，为加压塔2的传热、传质提供热量。
甲醇产品泵9用于将常压塔1的釜底分离出的甲醇泵入甲醇收集装置中，乙酸乙酯类产品泵10用于将加压塔2的釜底分离出的乙酸酯类泵入乙酸酯类收集装置。
另一方面，本实施例还提供变压分离甲醇和乙酸酯类的方法，包括以下步骤：
将甲醇和乙酸酯类的混合原料经由第一原料入口进入常压塔1中进行分离，常压塔1的釜底分离出甲醇产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；
常压塔1的塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物经过常压塔冷凝器7降温后进入常压塔回流罐3中，常压塔回流泵11将常压塔回流罐3中的甲醇和乙酸酯类混合物经由第二原料入口泵入到加压塔2中进行分离，同时常压塔回流泵11将常压塔回流罐3中的一部分甲醇和乙酸酯类混合物回流至常压塔1中；
加压塔2的釜底分离出乙酸酯类产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；加压塔2的塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物经过加压塔冷凝器8降温后进入加压塔回流罐4中，加压塔回流泵12将加压塔回流罐4中的甲醇和乙酸酯类混合物经由第一原料入口泵入到常压塔1中循环分离，同时加压塔回流泵12将加压塔回流罐4中的一部分甲醇和乙酸酯类混合物回流至加压塔2中。
采用上述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置及方法，配合利用模拟软件PROIIV9.2，分别以甲醇和乙酸甲酯混合物，甲醇和乙酸乙酯混合物为原料，以变压来分离甲醇和乙酸酯类。
实验结果分别见表1和表2所示：
表1
其中：常压塔中的操作压力为0.11MPa，常压塔塔顶温度为56.4℃，塔釜温度为84.3℃，回流比为3.3；加压塔中的操作压力为1.1MPa，加压塔塔顶温度为135.9℃，塔釜温度为151.2℃，回流比为1.8。
表2
其中：常压塔中的操作压力为0.11MPa，常压塔塔顶常压塔塔顶温度为64.7℃，塔釜温度为84.3℃，回流比为3.7；加压塔中的操作压力为1.1MPa，加压塔塔顶温度为140.2℃，塔釜温度为176.4℃，回流比为1.0。
由表1和表2实验数据可以看出，采用本发明的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置变压分离可以分离甲醇和不同的乙酸酯类，且均可得到合格的甲醇和乙酸酯类产品。
Claims (10)
1.一种变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：该变压分离甲醇和乙酸酯类的装置包括常压塔和加压塔；
所述常压塔的中部设置有第一原料入口，釜底设置有甲醇出口，塔顶设置有第一混合物出口；
所述加压塔的中部设置有第二原料入口，釜底设置有乙酸酯类出口，塔顶设置有第二混合物出口；
所述甲醇出口与所述第二原料入口相连通；所述第二混合物出口与所述第一原料入口相连通。
2.根据权利要求1所述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括常压塔冷凝器和常压塔回流泵；所述第一混合物出口与所述常压塔冷凝器相连通，所述常压塔冷凝器与所述常压塔回流泵相连通，所述常压塔回流泵分支两路，一路与所述第二原料入口相连通，用于将所述常压塔冷凝后的混合物泵入所述加压塔中；另一路与所述常压塔的塔顶部设置的入口相连通，用于回流所述常压塔冷凝后的混合物。
3.根据权利要求2所述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括常压塔回流罐，所述常压塔冷凝器、所述常压塔回流罐和所述常压塔回流泵依次相连通。
4.根据权利要求1所述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括加压塔冷凝器和加压塔回流泵；所述第二混合物出口与所述加压塔冷凝器相连通，所述加压塔冷凝器与所述加压塔回流泵相连通，所述加压塔回流泵分支两路，一路与所述第一原料入口相连通，用于将所述加压塔冷凝后的混合物泵入所述常压塔中；另一路与所述加压塔的塔顶部设置的入口相连通，用于回流所述加压塔冷凝后的混合物。
5.根据权利要求4所述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括加压塔回流罐，所述加压塔冷凝器、所述加压塔回流罐和所述加压塔回流泵依次相连通。
6.根据权利要求1所述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括常压塔再沸器，所述常压塔再沸器用于将所述常压塔的塔釜中的液相部分汽化，为所述常压塔的传热、传质提供热量。
7.根据权利要求1所述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括加压塔再沸器，所述加压塔再沸器用于将所述加压塔的塔釜中的液相部分汽化，为所述加压塔的传热、传质提供热量。
8.根据权利要求1所述的变压分离甲醇和乙酸酯类的装置，其特征在于：所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置还包括甲醇产品泵和乙酸酯类产品泵，所述甲醇产品泵用于将所述常压塔的釜底分离出的甲醇泵入甲醇收集装置中，所述乙酸乙酯类产品泵用于将所述加压塔的釜底分离出的乙酸酯类泵入乙酸酯类收集装置。
9.一种变压分离甲醇和乙酸酯类的方法，其采用权利要求1-8任一项所述变压分离甲醇和乙酸酯类的装置进行变压分离，包括以下步骤：
将甲醇和乙酸酯类的混合原料经由第一原料入口进入常压塔中，常压塔的釜底分离出甲醇产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；
常压塔塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物经由第二原料入口进入加压塔中，加压塔釜底分离出乙酸酯类产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；加压塔塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物回流，经由第一原料入口进入常压塔中；
优选地，该变压分离甲醇和乙酸酯类的方法包括以下步骤：
将甲醇和乙酸酯类的混合原料经由第一原料入口进入常压塔中进行分离，常压塔的釜底分离出甲醇产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；
常压塔的塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物经过常压塔冷凝器降温后进入常压塔回流罐中，常压塔回流泵将常压塔回流罐中的甲醇和乙酸酯类混合物经由第二原料入口泵入到加压塔中进行分离，同时常压塔回流泵将常压塔回流罐中的一部分甲醇和乙酸酯类混合物回流至常压塔中；
加压塔的釜底分离出乙酸酯类产品，塔顶分离出甲醇和乙酸酯类混合物；加压塔的塔顶分离出的甲醇和乙酸酯类混合物经过加压塔冷凝器降温后进入加压塔回流罐中，加压塔回流泵将加压塔回流罐中的甲醇和乙酸酯类混合物经由第一原料入口泵入到常压塔中循环分离，同时加压塔回流泵将加压塔回流罐中的一部分甲醇和乙酸酯类混合物回流至加压塔中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述常压塔中的操作压力为0.11-0.25MPa，温度为50-100℃，回流比为0.5-5.0；
优选地，所述加压塔中的操作压力为0.7-1.2MPa，温度为120-200℃，回流比为0.2-4.0。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180608 |