CN111606797A - 一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺,装置包括发生乙酸甲酯水解反应的反应精馏塔和乙酸甲酯水解产物分离的隔壁塔。乙酸甲酯和甲醇的共沸物进入反应精馏塔的反应段的下部,水加入反应段的上部。反应精馏塔的塔顶产物有乙酸甲酯和甲醇,塔釜产物有甲醇、水和乙酸。塔底产物减压后进入隔壁塔进行甲醇、水和乙酸三种产物的分离。隔壁塔塔顶得到高浓度的甲醇产品,塔底得到高浓度的乙酸产品,侧线得到水和部分乙酸。本发明的优点是乙酸甲酯在反应精馏塔内循环,提高单程转化率,塔釜不含有乙酸甲酯。使用隔壁塔对甲醇、水和乙酸三产物分离降低了能耗和设备投资费用。
Description
技术领域
本发明属于化工精馏领域,涉及乙酸甲酯水解技术,尤其是一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺。
背景技术
聚乙烯醇(PVA)生产过程中会产生大量的副产物乙酸甲酯,但乙酸甲酯的工业用途较为有限,其每升产一吨的聚乙烯醇就会产生1.5~1.7吨的乙酸甲酯,而水解反应的产物却具有较高的价值,因此将乙酸甲酯水解并利用其产物就显得十分重要。国内外通常用离子交换树脂作为催化剂的固定床来进行乙酸甲酯水解,然后用精馏去分离各个组分。而未被分解的乙酸甲酯被分离后再次进行水解,使其多次参与反应直到完全水解,该工艺的乙酸甲酯转化率低,回收循环系统的能耗较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺,不仅可以使得乙酸甲酯有较高的转化率,还能得到浓度较高的甲醇和乙酸产物,设备简单,投资较少,并且具有显著的节能效果。
一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺装置,包括反应精馏塔和隔壁塔,所述反应精馏塔包括反应段,提馏段,所述反应精馏塔设有一个以上的进料入口,反应精馏塔底部产物采出管线与隔壁塔的入口连接,所述隔壁塔中间布置一垂直隔板,该隔板将所述隔壁塔内腔分为四个区域,隔板上部为公共精馏段,横向一侧为预分离段,所述预分离段包含至少有一个进料入口,横向另一侧为侧线采出段,侧线采出段设有至少一个侧线采出口,所述隔板下部为公共提馏段。
而且,在反应精馏塔的底部产物采出管线上安装节流阀。
而且,所述反应精馏塔及隔壁塔底部均设有一个再沸器,反应精馏塔及隔壁塔顶部均设有一个冷凝器。
而且,所述反应精馏塔和隔壁塔为板式塔或者填料塔或者板式-填料塔。
而且,乙酸甲酯和甲醇的混合物按照摩尔比为(1.1~4):1的比例从反应精馏塔反应段的下部进入,水过量从上部进入,反应精馏塔塔底产出乙酸甲酯、水和甲酸,塔底产物进入节流阀,节流阀出口的物料进入隔壁塔的预分离段,隔壁塔的塔顶产出高纯度的甲醇,侧线采出混有乙酸的非纯水,塔底采出高纯度的乙酸。
而且,所述节流阀的节流比为1:0.1~0.9。
而且,反应精馏塔反应段的温度为50~120℃,回流比为0.5~30。
而且,所述反应精馏塔和隔壁塔的操作压力为0.1~0.9atm或者1atm或者1.2~12atm。
而且,所述反应精馏塔的反应段塔板数为5~80块,反应精馏塔的提馏段板数为5~90块,所述隔壁塔的公共精馏段的塔板数为4~80块,预分离段和侧线采出段的塔板数均为5~100 块,公共提馏段的塔板数为10~100块。
而且,所述反应精馏塔的反应段每块板置有5~100kg树脂催化剂。
本发明的优点和有益效果:
本发明使乙酸甲酯在反应精馏塔内循环,提高单程转化率,塔釜不含有乙酸甲酯。使用隔壁塔对甲醇、水和乙酸三产物分离降低了能耗和设备投资费用。
附图说明
图1是对二甲苯预分离工艺流程图。
1-反应精馏塔;1-1-反应段;1-2-提馏段;2-反应精馏塔冷凝器;3-反应精馏塔再沸器; 4-节流阀;5-隔壁塔;5-1-公共精馏段;5-2-预分离段;5-3-侧线采出段;5-4-公共提馏段;6- 隔壁塔冷凝器;7-隔壁塔再沸器;A-乙酸甲酯和甲醇混合物;B-水;C-高纯度甲醇;D-水和乙酸混合物;E-高纯度乙酸。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺装置,如图1所示,包括反应精馏塔1和隔壁塔5。所述反应精馏塔包括反应段1-1,提馏段1-2,所述反应精馏塔设有一个以上的进料入口。所述反应精馏塔底部设有一个再沸器3,顶部设有一个冷凝器2。所述反应精馏塔底部产物流出后进入节流阀4入口,所述节流阀出口与所述隔壁塔入口相连。所述隔壁塔中间布置一垂直隔板,该隔板将所述隔壁塔内腔分为四个区域。隔板上部为公共精馏段5-1,横向一侧为预分离段5-2,所述预分离段包含至少有一个进料入口。横向另一侧为侧线采出段 5-3,设有至少一个侧线采出口。所述隔板下部为公共提馏段5-4。所述隔壁塔底部设有一个再沸器7,顶部设有一个冷凝器6。
实施例1
反应段下部进入200kmol/h的6:5的乙酸甲酯比甲醇的混合物,上部进入300kmol/h的水。反应段板数为40块板,提馏段为22块板。反应段温度为70℃,回流比为3.2,每块板上堆装有树脂催化剂的填料,每块板上催化剂的装填量为32kg,乙酸甲酯水解的单程转化率为99%,节流阀的节流比为1:0.35。隔壁塔的预分离段和侧线采出段塔板数为70块板,公共精馏段塔板数为20块板,公共提馏段塔板数为30块板,回流比为0.7。隔壁塔的塔顶采出物为 99%摩尔浓度的甲醇200.9kmol/h,塔底采出99%摩尔浓度的乙酸76.4kmol,侧线采出85.4%摩尔浓度的水222.7kmol/h。
表1为与原传统的两塔序贯式分离乙酸甲酯反应精馏水解产物的流程相比,其能耗和年总投资分析结果如下:
实施例2
反应段下部进入150kmol/h的2:1的乙酸甲酯比甲醇的混合物,上部进入280kmol/h的水。反应段板数为35块板,提馏段为21块板。反应段温度为72℃,回流比为2.8,每块板上堆装有树脂催化剂的填料,每块板上催化剂的装填量为27kg,乙酸甲酯水解的单程转化率为 99%,节流阀的节流比为1:0.42。隔壁塔的预分离段和侧线采出段塔板数为65块板,公共精馏段塔板数为15块板,公共提馏段塔板数为35块板,回流比为0.85。隔壁塔的塔顶采出物为99%摩尔浓度的甲醇150.5kmol/h,塔底采出99%摩尔浓度的乙酸70kmol,侧线采出85.8%摩尔浓度的水209.5kmol/h。
表2为与原传统的两塔序贯式分离乙酸甲酯反应精馏水解产物的流程相比,其能耗和年总投资分析结果如下:
实施例3
反应段下部进入320kmol/h的15:4的乙酸甲酯比甲醇的混合物,上部进入600kmol/h的水。反应段板数为45块板,提馏段为28块板。反应段温度为81℃,回流比为3.5,每块板上堆装有树脂催化剂的填料,每块板上催化剂的装填量为40kg,乙酸甲酯水解的单程转化率为99.6%,节流阀的节流比为1:0.7。隔壁塔的预分离段和侧线采出段塔板数为82块板,公共精馏段塔板数为40块板,公共提馏段塔板数为52块板,回流比为1.5。隔壁塔的塔顶采出物为99.2%摩尔浓度的甲醇321.6kmol/h,塔底采出99.6%摩尔浓度的乙酸176.8kmol,侧线采出 82.1%摩尔浓度的水421.6kmol/h。
表3为与原传统的两塔序贯式分离乙酸甲酯反应精馏水解产物的流程相比,其能耗和年总投资分析结果如下:
本发明提供了一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺,具有极其显著的经济效益。结合实施例加以具体说明,相关领域的人员完全可以根据本发明提供的方法进行适当改动或变更与组合,来实现该技术。
Claims (10)
1.一种隔壁塔分离乙酸甲酯水解产物的反应精馏新工艺装置,其特征在于:包括反应精馏塔和隔壁塔,所述反应精馏塔包括反应段,提馏段,所述反应精馏塔设有一个以上的进料入口,反应精馏塔底部产物采出管线与隔壁塔的入口连接,所述隔壁塔中间布置一垂直隔板,该隔板将所述隔壁塔内腔分为四个区域,隔板上部为公共精馏段,横向一侧为预分离段,所述预分离段包含至少有一个进料入口,横向另一侧为侧线采出段,侧线采出段设有至少一个侧线采出口,所述隔板下部为公共提馏段。
2.根据权利要求1所述的工艺装置,其特征在于:在反应精馏塔的底部产物采出管线上安装节流阀。
3.根据权利要求1所述的工艺装置,其特征在于:所述反应精馏塔及隔壁塔底部均设有一个再沸器,反应精馏塔及隔壁塔顶部均设有一个冷凝器。
4.根据权利要求1所述的工艺装置,其特征在于:所述反应精馏塔和隔壁塔为板式塔或者填料塔或者板式-填料塔。
5.根据权利要求1所述的工艺装置的工艺方法,其特征在于:乙酸甲酯和甲醇的混合物按照摩尔比为1.1~4:1的比例从反应精馏塔反应段的下部进入,水过量从上部进入,反应精馏塔塔底产出乙酸甲酯、水和甲酸,塔底产物进入节流阀,节流阀出口的物料进入隔壁塔的预分离段,隔壁塔的塔顶产出高纯度的甲醇,侧线采出混有乙酸的非纯水,塔底采出高纯度的乙酸。
6.根据权利要求5所述的工艺方法,其特征在于:所述节流阀的节流比为1:0.1~0.9。
7.根据权利要求5所述的工艺方法,其特征在于:反应精馏塔反应段的温度为50~120℃,回流比为0.5~30。
8.根据权利要求5所述的工艺方法,其特征在于:所述反应精馏塔和隔壁塔的操作压力为0.1~12atm。
9.根据权利要求5所述的工艺方法,其特征在于:所述反应精馏塔的反应段塔板数为5~80块,反应精馏塔的提馏段板数为5~90块,所述隔壁塔的公共精馏段的塔板数为4~80块,预分离段和侧线采出段的塔板数均为5~100块,公共提馏段的塔板数为10~100块。
10.根据权利要求5所述的工艺方法,其特征在于:所述反应精馏塔的反应段每块板置有5~100kg树脂催化剂。
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