CN220194825U - 一种生产醋酸乙酯的热量集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，包括依次连接的酯化釜、酯化塔、精制塔、回收塔，回收塔通过酯化釜再沸器与酯化釜连接，精制塔通过酯化塔再沸器与酯化塔连接，酯化塔再沸器与酯化塔连接，酯化釜的顶部与第三原料预热器、第二原料预热器、第一原料预热器依次连接，第一原料预热器与精制塔连接，第二原料预热器与酯化塔连接，第三原料预热器与回收塔再沸器连接，第三原料预热器与精制塔再沸器连接，第三原料预热器还与酯化釜的底部连接。本实用新型将精制塔、回收塔的热量进行再次利用；将系统中的粗脂废热、成品废热、蒸汽冷凝水的废热进行回收用于将酯化原料预热，通过热量集成将吨醋酸乙酯蒸汽消耗从2.5吨降至1.1吨。

Description

一种生产醋酸乙酯的热量集成系统

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，具体涉及一种生产醋酸乙酯的热量集成系统。

背景技术

乙酸乙酯(ethyl acetate)，又称醋酸乙酯，是一种有机化合物，化学式为C4H8O2，是一种具有官能团-COOR的酯类(碳与氧之间是双键)，能发生醇解、氨解、酯交换、还原等一般酯的共同反应，主要用作溶剂、食用香料、清洗去油剂。

醋酸乙酯的合成方法中技术最成熟、应用最广泛的是醋酸酯化法，在硫酸催化剂作用下，醋酸和乙醇直接酯化生成醋酸乙酯，该法工艺技术成熟，投资少，操作简单。目前醋酸乙酯的合成系统主要分为酯化段、精馏段。

专利CN207713660U公开了一种节能降耗的乙酸乙酯合成系统，包括按照工艺进程走向依次连接的原料供给装置、酯化反应装置、精制装置和产品罐，原料供给装置包括酯醇原料罐、脱水酯醇罐和乙酸罐，酯化反应装置包括按反应进程依次连接的酯化再沸器、酯化釜、酯化塔、酯化冷凝器和酯化分层罐，脱水酯醇罐和乙酸罐分别与酯化再沸器连接，酯醇原料罐和脱水酯醇罐之间设置依次连接的原料蒸发器和原料渗透汽化透水膜组件；酯化分层罐和酯化冷凝装置之间设置依次连接的酯化蒸发器和酯化渗透汽化透水膜组件，酯化渗透汽化透水膜组件的料液侧的出料口经两条管路分别与酯化塔塔顶回流口和精制装置进料口连接。虽然设置了回收塔，但只是将废水中的少量醋酸乙酯进行回收，对于系统中的二次余热并没有进行再利用，导致大量热气浪费。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型的目的是提供一种生产醋酸乙酯的热量集成系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，包括依次连接的酯化釜、酯化塔、精制塔、回收塔，所述回收塔通过酯化釜再沸器与酯化釜连接，精制塔通过酯化塔再沸器与酯化塔连接，酯化塔再沸器与酯化塔连接，酯化釜的顶部与第三原料预热器、第二原料预热器、第一原料预热器依次连接，第一原料预热器通过酯化分项泵与酯化分项器、酯化塔再沸器、精制塔依次连接，第二原料预热器与酯化塔连接，第三原料预热器与回收塔再沸器连接，第三原料预热器与精制塔再沸器连接，第三原料预热器还与酯化釜的底部连接。

作为优选，所述酯化釜的底部通过釜液送出泵与回收回流槽、回收回流泵、回收塔依次连接；酯化釜的顶部与酯化塔的中部连接；酯化釜的顶部与硫酸高位槽连接；所述酯化釜再沸器通过回收分项器与回收冷凝器连接，回收分项器通过回收分项泵与回收回流槽连接。

作为优选，所述酯化塔的顶部通过第二原料预热器与酯化塔冷凝分离器、酯化塔冷凝器依次连接，酯化塔冷凝器通过酯化塔冷凝分离器与粗酯冷却器、酯化分层器、粗酯槽、酯化回流泵、酯化塔依次连接；所述酯化回流泵与精制塔进料预热器连接，粗酯槽也与精制塔进料预热泵连接。

作为更优选，所述酯化分层器与水相中间槽、回收塔进料泵、回收塔进料预热器、回收塔依次连接。

作为优选，所述精制塔与精制塔进料预热器、酯化回流泵依次连接；精制塔通过精制塔再沸器与蒸汽管连接；精制塔的底部通过成品采出泵与精制塔进料预热器、成品冷却器、成品计量槽、成品入库泵依次连接；所述酯化塔再沸器通过酯化分项器与精制塔冷凝器连接，精制塔冷凝器通过精制塔冷凝分离器与精制冷却器、精制回流槽、水相中间槽依次连接。

作为更优选，成品入库泵还与粗酯槽连接。

作为优选，所述回收塔通过回收塔再沸器与蒸汽管道连接；回收塔和回收塔再沸器还与废水送出泵、回收进料预热器依次连接。

酯化原料经过第一原料预热器、第二原料预热器、第三原料预热器依次预热后，进入酯化釜，催化剂硫酸从硫酸高位槽进入酯化釜中，酯化原料和催化剂在酯化釜内反应产生的醋酸乙酯和水以气态的形式从酯化釜的顶部进入酯化塔的中部。

气体在酯化塔中进行分离，醋酸乙酯-乙醇-水的三元混合物从酯化塔的顶部进入第二原料预热器将其加热，再通过酯化塔冷凝分离器进入酯化塔冷凝器进行冷凝将乙醇去除，醋酸乙酯-水的混合物从酯化塔冷凝器的底部通过酯化塔冷凝分离器进入粗酯冷却器，再进入酯化分层器分为有机相和水相，水相从酯化分层器的顶部进入水相中间槽将水相中的少量有机相进行回收；有机相即粗醋酸乙酯进入粗酯槽，一部分粗醋酸乙酯再进入精制塔进料预热器；另一部分粗醋酸乙酯通过酯化回流泵回流到粗酯塔顶部。

粗醋酸乙酯通过精制塔进料预热器进入精制塔中部进行蒸馏，部分醋酸乙酯携水从精制塔顶部进入酯化塔再沸器，酯化塔再沸器给酯化塔和酯化釜加热；酯化塔再沸器中的余热通过酯化分项器、酯化分项泵进入第一原料预热器将其加热；酯化塔再沸器中冷凝的醋酸乙酯和水汇同酯化塔再沸器冷凝物进入酯化分项器，分项后醋酸乙酯进入精制塔冷凝器进行冷凝，冷凝后进入精制塔冷凝分离器，再通过精制冷却器进入精制回流槽，醋酸乙酯通过精制回流泵回流到精制塔进行蒸馏，精制回流槽中的水及少量脂进入水相中间槽。在精制塔的底部采出合格的醋酸乙酯通过成品采出泵进入精制塔进料预热器，合格的醋酸乙酯将精制塔进料预热器加热后进入成品冷却器降温，再进入成品计量槽，之后一部分醋酸乙酯经过成品入库泵去装成品醋酸乙酯的大罐，一部分醋酸乙酯经过成品入库泵进入粗酯罐。

酯化釜的废水、酯化塔再沸器的废水通过釜液送出泵进入回收回流槽，将废水中的少量醋酸乙酯送入回收塔顶部。精制回流槽中的废水进入水相中间槽，将含有少量醋酸乙酯的废水通过回收塔进料泵送入回收进料预热器进行预热，之后进入回收塔中部进行蒸馏，蒸馏得到的醋酸乙酯从回收塔顶部进入酯化釜再沸器给酯化釜加热，尾气进入回收冷凝器进行冷凝，冷凝液和酯化釜再沸器的冷凝液一起进入酯化分项器，通过回收分项泵进入回收回流槽，一部分通过回收回流泵进入回收塔顶部，一部分通过回收回流泵进入酯化原料罐。回收塔和回收塔再沸器中的废水从底部排出通过废水送出泵进入回收进料预热器将其加热后废水去污水场进行处理。

热量再利用方式：蒸汽管通过回收塔再沸器将回收塔加热，回收塔的余热通过酯化釜再沸器将酯化釜加热。蒸汽管通过精制塔再沸器将精制塔加热，精制塔的余热通过酯化塔再沸器将酯化塔和酯化釜加热。精制塔的余热还通过酯化塔再沸器将第一原料预热器加热；酯化塔的余热将第二原料预热器加热；回收塔再沸器的冷凝水、精制塔再沸器的冷凝水、酯化釜的冷凝水将第三原料预热器加热。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过热耦合的方式将精制塔、回收塔的热量进行了再次利用；将系统中的粗脂废热、成品废热、蒸汽冷凝水的废热进行回收用于将酯化原料预热，提高了进料温度，节省了物料加热所需蒸汽。通过热量集成将吨醋酸乙酯蒸汽消耗从2.5吨降至1.1吨，达到降低蒸汽消耗目的。

附图说明

图1：本实用新型的流程示意图；

图中所示：1、酯化釜；2、酯化塔；3、精制塔；4、回收塔；5、第三原料预热器；6、硫酸高位槽；7、酯化釜再沸器；8、酯化塔再沸器；9、酯化分项器；10、酯化分项泵；11、第二原料预热器；12、酯化塔冷凝器；13、酯化塔冷凝分离器；14、酯化分层器；15、粗酯冷却器；16、粗酯槽；17、酯化回流泵；18、成品冷却器；19、精制塔进料预热器；20、成品采出泵；21、精制塔再沸器；22、成品计量槽；23、第一原料预热器；24、精制塔冷凝器；25、精制塔冷凝分离器；26、精制冷却器；27、精制回流槽；28、成品入库泵；29、回收分项器；30、回收分项泵；31、釜液送出泵；32、回收冷凝器；33、水相中间槽；34、回收塔进料泵；35、回收回流槽；36、回收回流泵；37、回收塔再沸器；38、废水送出泵；39、回收进料预热器；40、精制回流泵。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所述，目前醋酸乙酯的生产系统虽然设置了回收塔，但只是将废水中的少量醋酸乙酯进行回收，对于系统中的二次余热并没有进行再利用，导致大量热气浪费。

基于此，本实用新型提供一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，包括酯化釜1、酯化塔2、精制塔3、回收塔4，酯化釜1通过酯化塔再沸器8与酯化塔2连接，酯化釜1的顶部与第三原料预热器5、第二原料预热器11、第一原料预热器23依次连接，酯化釜1的顶部与硫酸高位槽6连接；第一原料预热器23通过酯化分项泵10与酯化分项器9、酯化塔再沸器8、精制塔3依次连接，第二原料预热器11与酯化塔2连接，第三原料预热器5与回收塔再沸器37连接，第三原料预热器5与精制塔再沸器21连接，第三原料预热器5还与酯化釜1的底部连接。酯化釜1的底部通过釜液送出泵31与回收回流槽35、回收回流泵36、回收塔4依次连接；酯化釜1的顶部与酯化塔2的中部连接；所述酯化釜再沸器7通过回收分项器29与回收冷凝器32连接，回收分项器29通过回收分项泵30与回收回流槽35连接。

酯化塔2的顶部通过第二原料预热器11与酯化塔冷凝分离器13、酯化塔冷凝器12依次连接，酯化塔冷凝器12通过酯化塔冷凝分离器13与粗酯冷却器15、酯化分层器14、粗酯槽16、酯化回流泵17、酯化塔2依次连接；所述酯化回流泵17与精制塔进料预热器19连接，粗酯槽16也与精制塔3进料预热泵连接。酯化分层器14与水相中间槽33、回收塔进料泵34、回收塔4进料预热器、回收塔4依次连接。

精制塔3通过酯化塔再沸器8与酯化塔2连接，精制塔3与精制塔进料预热器19、酯化回流泵17依次连接；精制塔3通过精制塔再沸器21与蒸汽管连接；精制塔3的底部通过成品采出泵20与精制塔进料预热器19、成品冷却器18、成品计量槽22、成品入库泵28依次连接；所述酯化塔再沸器8通过酯化分项器9与精制塔冷凝器24连接，精制塔冷凝器24通过精制塔冷凝分离器25与精制冷却器26、精制回流槽27、水相中间槽33依次连接。成品入库泵28还与粗酯槽16连接。

回收塔4通过酯化釜再沸器7与酯化釜1连接，回收塔4通过回收塔再沸器37与蒸汽管道连接；回收塔4和回收塔再沸器37还与废水送出泵38、回收进料预热器39依次连接。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

本实用新型实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。

实施例

一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，包括酯化釜1、酯化塔2、精制塔3、回收塔4，酯化釜1通过酯化塔再沸器8与酯化塔2连接，酯化釜1的顶部与第三原料预热器5、第二原料预热器11、第一原料预热器23依次连接，酯化釜1的顶部与硫酸高位槽6连接；第一原料预热器23通过酯化分项泵10与酯化分项器9、酯化塔再沸器8、精制塔3依次连接，第二原料预热器11与酯化塔2连接，第三原料预热器5与回收塔再沸器37连接，第三原料预热器5与精制塔再沸器21连接，第三原料预热器5还与酯化釜1的底部连接。酯化釜1的底部通过釜液送出泵31与回收回流槽35、回收回流泵36、回收塔4依次连接；酯化釜1的顶部与酯化塔2的中部连接；所述酯化釜再沸器7通过回收分项器29与回收冷凝器32连接，回收分项器29通过回收分项泵30与回收回流槽35连接。

酯化塔2的顶部通过第二原料预热器11与酯化塔冷凝分离器13、酯化塔冷凝器12依次连接，酯化塔冷凝器12通过酯化塔冷凝分离器13与粗酯冷却器15、酯化分层器14、粗酯槽16、酯化回流泵17、酯化塔2依次连接；所述酯化回流泵17与精制塔进料预热器19连接，粗酯槽16也与精制塔3进料预热泵连接。酯化分层器14与水相中间槽33、回收塔进料泵34、回收塔4进料预热器、回收塔4依次连接。

精制塔3通过酯化塔再沸器8与酯化塔2连接，精制塔3与精制塔进料预热器19、酯化回流泵17依次连接；精制塔3通过精制塔再沸器21与蒸汽管连接；精制塔3的底部通过成品采出泵20与精制塔进料预热器19、成品冷却器18、成品计量槽22、成品入库泵28依次连接；所述酯化塔再沸器8通过酯化分项器9与精制塔冷凝器24连接，精制塔冷凝器24通过精制塔冷凝分离器25与精制冷却器26、精制回流槽27、水相中间槽33依次连接。成品入库泵28还与粗酯槽16连接。

回收塔4通过酯化釜再沸器7与酯化釜1连接，回收塔4通过回收塔再沸器37与蒸汽管道连接；回收塔4和回收塔再沸器37还与废水送出泵38、回收进料预热器39依次连接。

酯化原料经过第一原料预热器23预热至95℃、第二原料预热器11预热至100℃、第三原料预热器5预热至110℃，进入120℃的酯化釜1，催化剂硫酸从硫酸高位槽6进入酯化釜1中，酯化原料和催化剂在酯化釜1内反应产生的醋酸乙酯和水以气态的形式从酯化釜1的顶部进入125℃酯化塔2的中部。

气体在酯化塔2中进行分离，醋酸乙酯-乙醇-水的三元混合物从酯化塔2的顶部进入第二原料预热器11将其加热至100℃，再通过酯化塔冷凝分离器13进入酯化塔冷凝器12进行冷凝将乙醇去除，醋酸乙酯-水的混合物从酯化塔冷凝器12的底部通过酯化塔冷凝分离器13进入粗酯冷却器15，再进入酯化分层器14分为有机相和水相，水相从酯化分层器14的顶部进入水相中间槽33将水相中的少量有机相进行回收；有机相即粗醋酸乙酯进入粗酯槽16，一部分粗醋酸乙酯再进入精制塔进料预热器19预热至110℃；另一部分粗醋酸乙酯通过酯化回流泵17回流到粗酯塔顶部。

粗醋酸乙酯通过精制塔进料预热器19进入130℃的精制塔3中部进行蒸馏，部分醋酸乙酯携水从精制塔3顶部进入酯化塔再沸器8将其加热至120℃，酯化塔再沸器8给酯化塔2和酯化釜1加热；酯化塔再沸器8中的余热通过酯化分项器9、酯化分项泵10进入第一原料预热器23将其加热至95℃；酯化塔再沸器8中冷凝的醋酸乙酯和水汇同酯化塔再沸器8冷凝物进入酯化分项器9，分项后醋酸乙酯进入精制塔冷凝器24进行冷凝，冷凝后进入精制塔冷凝分离器25，再通过精制冷却器26进入精制回流槽27，醋酸乙酯通过精制回流泵40回流到精制塔3进行蒸馏，精制回流槽27中的水及少量脂进入水相中间槽33。在精制塔3的底部采出合格的醋酸乙酯通过成品采出泵20进入精制塔进料预热器19，合格的醋酸乙酯将精制塔进料预热器19加热至110℃后进入成品冷却器18降温，再进入成品计量槽22，之后一部分醋酸乙酯经过成品入库泵28去装成品醋酸乙酯的大罐，一部分醋酸乙酯经过成品入库泵28进入粗酯罐。

酯化釜1的废水、酯化塔再沸器8的废水通过釜液送出泵31进入回收回流槽35，将废水中的少量醋酸乙酯送入130℃的回收塔4顶部。精制回流槽27中的废水进入水相中间槽33，将含有少量醋酸乙酯的废水通过回收塔进料泵34送入回收进料预热器39预热至120℃，之后进入回收塔4中部进行蒸馏，蒸馏得到的醋酸乙酯从回收塔4顶部进入酯化釜再沸器7将酯化釜1加热至120℃，尾气进入回收冷凝器32进行冷凝，冷凝液和酯化釜再沸器7的冷凝液一起进入酯化分项器9，通过回收分项泵30进入回收回流槽35，一部分通过回收回流泵36进入回收塔4顶部，一部分通过回收回流泵36进入酯化原料罐。回收塔4和回收塔再沸器37中的废水从底部排出通过废水送出泵38进入回收进料预热器39将其加热至120℃后，废水去污水场进行处理。

热量再利用方式：140℃的蒸汽管通过回收塔再沸器37将回收塔4加热至130℃，回收塔4的余热通过酯化釜再沸器7将酯化釜1加热至120℃。蒸汽管通过精制塔再沸器21将精制塔3加热至130℃，精制塔3的余热通过酯化塔再沸器8将酯化塔2加热至125℃，将酯化釜1加热至120℃。精制塔3的余热还通过酯化塔再沸器8将第一原料预热器23加热至95℃；酯化塔2的余热将第二原料预热器11加热至100℃；回收塔再沸器37的冷凝水、精制塔再沸器21的冷凝水、酯化釜1的冷凝水将第三原料预热器5加热至110℃。

本实用新型将吨醋酸乙酯蒸汽消耗从2.5吨降至1.1吨，达到降低蒸汽消耗目的。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，包括依次连接的酯化釜、酯化塔、精制塔、回收塔，其特征在于，所述回收塔通过酯化釜再沸器与酯化釜连接，精制塔通过酯化塔再沸器与酯化塔连接，酯化塔再沸器与酯化塔连接，酯化釜的顶部与第三原料预热器、第二原料预热器、第一原料预热器依次连接，第一原料预热器通过酯化分项泵与酯化分项器、酯化塔再沸器、精制塔依次连接，第二原料预热器与酯化塔连接，第三原料预热器与回收塔再沸器连接，第三原料预热器与精制塔再沸器连接，第三原料预热器还与酯化釜的底部连接。

2.根据权利要求1所述的一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，其特征在于，所述酯化釜的底部通过釜液送出泵与回收回流槽、回收回流泵、回收塔依次连接；酯化釜的顶部与酯化塔的中部连接；酯化釜的顶部与硫酸高位槽连接；所述酯化釜再沸器通过回收分项器与回收冷凝器连接，回收分项器通过回收分项泵与回收回流槽连接。

3.根据权利要求1所述的一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，其特征在于，所述酯化塔的顶部通过第二原料预热器与酯化塔冷凝分离器、酯化塔冷凝器依次连接，酯化塔冷凝器通过酯化塔冷凝分离器与粗酯冷却器、酯化分层器、粗酯槽、酯化回流泵、酯化塔依次连接；所述酯化回流泵与精制塔进料预热器连接，粗酯槽也与精制塔进料预热泵连接。

4.根据权利要求3所述的一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，其特征在于，所述酯化分层器与水相中间槽、回收塔进料泵、回收塔进料预热器、回收塔依次连接。

5.根据权利要求1所述的一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，其特征在于，所述精制塔与精制塔进料预热器、酯化回流泵依次连接；精制塔通过精制塔再沸器与蒸汽管连接；精制塔的底部通过成品采出泵与精制塔进料预热器、成品冷却器、成品计量槽、成品入库泵依次连接；所述酯化塔再沸器通过酯化分项器与精制塔冷凝器连接，精制塔冷凝器通过精制塔冷凝分离器与精制冷却器、精制回流槽、水相中间槽依次连接。

6.根据权利要求5所述的一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，其特征在于，成品入库泵还与粗酯槽连接。

7.根据权利要求1所述的一种生产醋酸乙酯的热量集成系统，其特征在于，所述回收塔通过回收塔再沸器与蒸汽管道连接；回收塔和回收塔再沸器还与废水送出泵、回收进料预热器依次连接。