CN113599851B - 一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精馏技术领域，具体公开了一种新型丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，包括脱轻塔、进料泵、再沸器、冷凝器、尾冷器、回流泵组、回流预热器、反应液预热器、釜液槽和釜液泵组，进料泵与脱轻塔中部的进料口连通，再沸器与脱轻塔的底部连通，冷凝器上部的进料口与脱轻塔塔顶的出料口连通，冷凝器上部的出料口与尾冷器上部的进料口连通，冷凝器下部的出料口连有冷凝液中间槽，尾冷器上部的出口连有焚烧炉。本发明精馏系统中反应液预热器对轻组分气液相进行预热，预热后再回流进塔，减少了塔内热量的消耗，避免了冷料进塔换热不均匀而导致分离效果差的隐患，同时对废液进行了回收，从而减少了浪费。
Description
技术领域
本发明属于精馏技术领域，具体是一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统及方法。
背景技术
丙二醇甲醚乙酸酯是性能优良的低毒高级工业溶剂，也主要用于油墨、油漆、墨水、纺织染料、纺织油剂的溶剂，可用于液晶显示器生产中的清洗剂;对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力，适用于高档涂料、油墨各种聚合物的溶剂，包括氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、纤维素醋酸酯、醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及硝化纤维素等。
丙二醇甲醚乙酸酯作为优异的有机溶剂，其本身有较大的价值，所以生产工艺上更应该提高其收率，使产品收率尽量提高，而我们目前的生产工艺中，酯产品塔虽然采取了负压塔，但由于塔身高度有限，在精馏过程中杂质较难分离，精馏塔回流中的丙二醇甲醚乙酸酯含量为99.92%，其中2-甲氧基-1-丙醇乙酸酯含量为0.06%左右，由于此产品是连续进料反应，未完全反应的丙二醇甲醚和乙酸，在脱轻塔精馏出后再回转至反应器反应，而精馏出的轻组分组成直接关系到二次反应所产生的杂质含量。重组分再次参与反应，势必会产生更多的杂质。而为了提纯成品，减少成品中的酸度，脱轻塔温度控制较高，而回流温度较低，塔顶精馏液经过冷凝器后再回流槽中温度仅有40℃左右。回流进塔还需要吸取大量的热能，若温度达不到又会将轻组分带入酯塔，从而更加影响丙二醇甲醚乙酸酯中的酸度，所以有必要选择一种精馏方式，既能在生产过程中将各组分尽量分离，又能减少能源的损耗，做到利益最大化，因此现在急需发明一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统及方法。
发明内容
本发明的目的是提供了一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，解决了上述所提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，包括脱轻塔、进料泵、再沸器、冷凝器、尾冷器、回流泵组、回流预热器、反应液预热器、釜液槽和釜液泵组，所述进料泵与所述脱轻塔中部的进料口连通，所述再沸器与所述脱轻塔的底部连通，所述冷凝器上部的进料口与所述脱轻塔塔顶的出料口连通，所述冷凝器上部的出料口与尾冷器上部的进料口连通，所述冷凝器下部的出料口连有冷凝液中间槽，所述尾冷器上部的出口连有焚烧炉，所述尾冷器下部的出料口与所述冷凝液中间槽连通，所述冷凝液中间槽下部的出料口与回流泵组连通，所述回流泵组的出口分别与所述回流预热器和反应液预热器连通，所述回流预热器下部的出料口连有冷凝水槽，所述回流预热器上部的出料口与所述脱轻塔上部的进料口连通，所述釜液槽上部的进口与所述脱轻塔的底部出口连通，所述釜液泵组的进口与所述釜液槽下部出口连通，所述釜液泵组的出口连有酯塔。
进一步地，所述冷凝液中间槽上部的出料口连有放空管道，所述放空管道与所述冷凝器和所述尾冷器之间的管道连通。
进一步地，所述回流预热器的冷凝水进水口连有蒸汽闪蒸罐。
进一步地，所述再沸器连有凝结水储水系统，所述再沸器左侧的冷凝水出口与所述蒸汽闪蒸罐连通。
进一步地，所述脱轻塔与所述进料泵之间设有进料流量计。
进一步地，所述回流泵组与所述回流预热器之间设有回流流量计。
进一步地，所述回流泵组的出口处设有第一取样点。
进一步地，所述釜液泵组的出口处设有第二取样点。
一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏方法，所述方法的具体步骤如下：
S1、脱轻塔塔釜的温度控制在158-159℃，塔顶的温度控制在128-130℃，进料泵向脱轻塔内泵入酯反应混合液，进料量控制在18-20m³/h，在再沸器的作用下，脱轻塔内得到的冷凝水输送至蒸汽闪蒸罐；脱轻塔内得到的重组分液相从脱轻塔底部至釜液槽内，釜液槽对重组分液相进行反应，反应后的重组分液相输送至釜液泵组；
S2、脱轻塔内得到的轻组分气相从脱轻塔塔顶至冷凝器中，轻组分气相经过冷凝器冷凝；冷凝后得到的轻组分液相输送至冷凝液中间槽内；将冷凝器内剩余的气液相输送至尾冷器中，再将冷凝液中间槽内的轻组分液相放空至尾冷器中；轻组分气液相在尾冷器的作用下，得到的不凝气相通过管道输送至焚烧炉内，得到的尾冷液则通过管道进入冷凝液中间槽，尾冷液的温度为40℃；
回流泵组将冷凝液中间槽内的尾冷液进行回流，回流泵组(6)将部分尾冷液通过管道输送至反应液预热器中进行预热，预热后的尾冷液再参与反应；将另一部分尾冷液传送至回流预热器中，回流量为17-19m³/h；同时蒸汽闪蒸罐中的冷凝水输送至回流预热器中，蒸汽闪蒸罐内的温度达到142-145℃，因此再沸器的热量降低，蒸汽用量减少，由0.75MPa降至0.68MPa；接着回流预热器进行反应，反应得到的轻组分液相从回流预热器回流至脱轻塔内；反应后的脱轻回流液通过管道输送至冷凝水槽中；
S3、精馏过程中，对各部分进行取样分析：对回流泵组输出的物料通过第一取样点取样分析；采出的物料分析：丙二醇甲醚乙酸酯为8%；对釜液泵组输出的未反应完全的酯混合液通过第二取样点进行取样分析，采出的物料分析：丙二醇甲醚乙酸酯的含量为99.39%，2-甲氧基-1-丙醇乙酸酯含量为0.06%；将未反应完全的酯混合液再输送至酯塔进行精馏提纯，提纯出的丙二醇甲醚乙酸酯的含量为99.96%，2-甲氧基-1-丙醇乙酸酯含量为0.03%。
本发明的有益效果: 本发明精馏系统中反应液预热器对轻组分气液相进行预热，预热后再回流进塔，减少了塔内热量的消耗，避免了冷料进塔换热不均匀而导致分离效果差的隐患，同时对废液进行了回收，从而减少了浪费；蒸汽闪蒸罐使得再沸器所需要的热量降低，蒸汽用量减少，从而节省了蒸汽的消耗，减少了能源的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统的整体结构图；
图中：1-脱轻塔，2-进料泵，3-再沸器，4-冷凝器，5-尾冷器，6-回流泵组，7-回流预热器，8-反应液预热器，9-釜液槽，10-釜液泵组,11-冷凝液中间槽，12-焚烧炉，13-冷凝水槽，14-酯塔，15-放空管道，16-蒸汽闪蒸罐，17-凝结水储水系统，18-冷凝水出口，19-进料流量计，20-回流流量计，21-第一取样点，22-第二取样点。
具体实施方式
下面将结合本发明说明书附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，具体公开了一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，包括脱轻塔1、进料泵2、再沸器3、冷凝器4、尾冷器5、回流泵组6、回流预热器7、反应液预热器8、釜液槽9和釜液泵组10，进料泵2与脱轻塔1中部的进料口连通，脱轻塔1与进料泵2之间设有进料流量计19，再沸器3与脱轻塔1的底部连通，再沸器3连有凝结水储水系统17，再沸器3左侧的冷凝水出口18与蒸汽闪蒸罐16连通。
冷凝器4上部的进料口与脱轻塔1塔顶的出料口连通，冷凝器4上部的出料口与尾冷器5上部的进料口连通，冷凝器4下部的出料口连有冷凝液中间槽11，尾冷器5上部的出口连有焚烧炉12，尾冷器5下部的出料口与冷凝液中间槽11连通，冷凝液中间槽11上部的出料口连有放空管道15，放空管道15与冷凝器4和尾冷器5之间的管道连通,冷凝液中间槽11下部的出料口与回流泵组6连通。
回流泵组6的出口分别与回流预热器7和反应液预热器8连通，反应液预热器8对轻组分气液相进行预热，预热后再回流进塔，减少了塔内热量的消耗，避免了冷料进塔换热不均匀而导致分离效果差的隐患，同时对废液进行了回收，从而减少了浪费，回流泵组6的出口处设有第一取样点21，回流泵组6与回流预热器7之间设有回流流量计20，回流预热器7下部的出料口连有冷凝水槽13，回流预热器7上部的出料口与脱轻塔1上部的进料口连通，回流预热器7的冷凝水进水口连有蒸汽闪蒸罐16。
釜液槽9上部的进口与脱轻塔1的底部出口连通，釜液泵组10的进口与釜液槽9下部出口连通，釜液泵组10的出口处设有第二取样点22，釜液泵组10的出口连有酯塔14。
一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏方法，所述方法的具体步骤如下：
S1、脱轻塔1塔釜的温度控制在158-159℃，塔顶的温度控制在128-130℃，进料泵2向脱轻塔内泵入酯反应混合液，进料量控制在18-20m³/h，在再沸器3的作用下，脱轻塔1内得到的冷凝水输送至蒸汽闪蒸罐16；脱轻塔1内得到的重组分液相从脱轻塔1底部至釜液槽9内，釜液槽9对重组分液相进行反应，反应后的重组分液相输送至釜液泵组10；
S2、脱轻塔1内得到的轻组分气相从脱轻塔1塔顶至冷凝器4中，轻组分气相为丙二醇甲醚和醋酸，轻组分气相经过冷凝器4冷凝；冷凝后得到的轻组分液相输送至冷凝液中间槽11内；将冷凝器4内剩余的气液相输送至尾冷器5中，再将冷凝液中间槽11内的轻组分液相放空至尾冷器5中；轻组分气液相在尾冷器5的作用下，得到的不凝气相通过管道输送至焚烧炉12内，得到的尾冷液则通过管道进入冷凝液中间槽11，尾冷液的温度为40℃；
回流泵组6将冷凝液中间槽11内的尾冷液进行回流，回流泵组6将部分尾冷液通过管道输送至反应液预热器8中进行预热，预热后的尾冷液再参与反应；将另一部分尾冷液传送至回流预热器7中，回流量为17-19m³/h；同时蒸汽闪蒸罐16中的冷凝水输送至回流预热器7中，蒸汽闪蒸罐16内的温度达到142-145℃，因此再沸器3的热量降低，蒸汽用量减少，由0.75MPa降至0.68MPa；接着回流预热器7进行反应，反应得到的轻组分液相从回流预热器7回流至脱轻塔1内；反应后的脱轻回流液通过管道输送至冷凝水槽13中；
S3、精馏过程中，对各部分进行取样分析：对回流泵组6输出的物料通过第一取样点21取样分析；采出的物料分析：丙二醇甲醚乙酸酯为8%；对釜液泵组10输出的未反应完全的酯混合液通过第二取样点22进行取样分析，采出的物料分析：丙二醇甲醚乙酸酯的含量为99.39%，2-甲氧基-1-丙醇乙酸酯含量为0.06%；将未反应完全的酯混合液再输送至酯塔14进行精馏提纯，提纯出的丙二醇甲醚乙酸酯的含量为99.96%，2-甲氧基-1-丙醇乙酸酯含量为0.03%。
以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，其特征在于，包括脱轻塔(1)、进料泵(2)、再沸器(3)、冷凝器(4)、尾冷器(5)、回流泵组(6)、回流预热器(7)、反应液预热器(8)、釜液槽(9)和釜液泵组(10)，所述进料泵(2)与所述脱轻塔(1)中部的进料口连通，所述再沸器(3)与所述脱轻塔(1)的底部连通，
所述冷凝器(4)上部的进料口与所述脱轻塔(1)塔顶的出料口连通，所述冷凝器(4)上部的出料口与尾冷器(5)上部的进料口连通，所述冷凝器(4)下部的出料口连有冷凝液中间槽(11)，所述尾冷器(5)上部的出口连有焚烧炉(12)，所述尾冷器(5)下部的出料口与所述冷凝液中间槽(11)连通，所述冷凝液中间槽(11)下部的出料口与回流泵组(6)连通，所述回流泵组(6)的出口分别与所述回流预热器(7)和反应液预热器(8)连通，所述回流预热器(7)下部的出料口连有冷凝水槽(13)，所述回流预热器(7)上部的出料口与所述脱轻塔(1)上部的进料口连通，所述回流预热器(7)的冷凝水进水口连有蒸汽闪蒸罐(16),所述再沸器(3)连有凝结水储水系统(17)，所述再沸器(3)左侧的冷凝水出口(18)与所述蒸汽闪蒸罐(16)连通,所述蒸汽闪蒸罐(16)中的冷凝水输送至所述回流预热器(7)中，所述釜液槽(9)上部的进口与所述脱轻塔(1)的底部出口连通，所述釜液泵组(10)的进口与所述釜液槽(9)下部出口连通，所述釜液泵组(10)的出口连有酯塔(14)。
2.根据权利要求1所述的一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，其特征在于，所述冷凝液中间槽(11)上部的出料口连有放空管道(15)，所述放空管道(15)与所述冷凝器(4)和所述尾冷器(5)之间的管道连通。
3.根据权利要求1所述的一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，其特征在于，所述脱轻塔(1)与所述进料泵(2)之间设有进料流量计(19)。
4.根据权利要求1所述的一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，其特征在于，所述回流泵组(6)与所述回流预热器(7)之间设有回流流量计(20)。
5.根据权利要求1所述的一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，其特征在于，所述回流泵组(6)的出口处设有第一取样点(21)。
6.根据权利要求1所述的一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统，其特征在于，所述釜液泵组(10)的出口处设有第二取样点(22)。
7.一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏方法，采用权利要求1-6任意一项所述的一种丙二醇甲醚乙酸酯的脱轻精馏系统来进行精馏，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：
S1、脱轻塔(1)塔釜的温度控制在158-159℃，塔顶的温度控制在128-130℃，进料泵(2)向脱轻塔内泵入酯反应混合液，进料量控制在18-20m³/h，在再沸器(3)的作用下，脱轻塔(1)内得到的冷凝水输送至蒸汽闪蒸罐(16)；脱轻塔(1)内得到的重组分液相从脱轻塔(1)底部至釜液槽(9)内，釜液槽(9)对重组分液相进行反应，反应后的重组分液相输送至釜液泵组(10)；
S2、脱轻塔(1)内得到的轻组分气相从脱轻塔(1)塔顶至冷凝器(4)中，轻组分气相经过冷凝器(4)冷凝；冷凝后得到的轻组分液相输送至冷凝液中间槽(11)内；将冷凝器(4)内剩余的气液相输送至尾冷器(5)中，再将冷凝液中间槽(11)内的轻组分液相放空至尾冷器(5)中；轻组分气液相在尾冷器(5)的作用下，得到的不凝气相通过管道输送至焚烧炉(12)内，得到的尾冷液则通过管道进入冷凝液中间槽(11)，尾冷液的温度为40℃；
回流泵组(6)将冷凝液中间槽(11)内的尾冷液进行回流，回流泵组(6)将部分尾冷液通过管道输送至反应液预热器(8)中进行预热，预热后的尾冷液再参与反应；将另一部分尾冷液传送至回流预热器(7)中，回流量为17-19m³/h；同时蒸汽闪蒸罐(16)中的冷凝水输送至回流预热器(7)中，蒸汽闪蒸罐(16)内的温度达到142-145℃，因此再沸器(3)的热量降低，蒸汽用量减少，由0.75MPa降至0.68MPa；接着回流预热器(7)进行反应，反应得到的轻组分液相从回流预热器(7)回流至脱轻塔(1)内；反应后的脱轻回流液通过管道输送至冷凝水槽(13)中；
S3、精馏过程中，对各部分进行取样分析：对回流泵组(6)输出的物料通过第一取样点(21)取样分析；采出的物料分析：丙二醇甲醚乙酸酯为8%；对釜液泵组(10)输出的未反应完全的酯混合液通过第二取样点(22)进行取样分析，采出的物料分析：丙二醇甲醚乙酸酯的含量为99.39%，2-甲氧基-1-丙醇乙酸酯含量为0.06%；将未反应完全的酯混合液再输送至酯塔(14)进行精馏提纯，提纯出的丙二醇甲醚乙酸酯的含量为99.96%，2-甲氧基-1-丙醇乙酸酯含量为0.03%。
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