專利名稱：：醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法。
背景技術(shù)：
：聚乙烯醇生產(chǎn)過程中有大量的副產(chǎn)物醋酸甲酯，據(jù)估計(jì)，每生產(chǎn)l噸聚乙烯醇將副產(chǎn)1.51.7噸的醋酸甲酯。由于醋酸甲酯工業(yè)用途小，需將其水解成醋酸和甲醇，經(jīng)分離精制后，甲醇用于醋酸乙烯聚合工段，醋酸用于醋酸乙烯合成。以往國(guó)內(nèi)外各生產(chǎn)廠家均采用以離子交換樹脂為催化劑的固定床醋酸甲酯水解工藝。該工藝的缺點(diǎn)是單程轉(zhuǎn)化率低(水解率只能達(dá)23%24%)，大量未反應(yīng)的醋酸甲酯需要回收循環(huán)，設(shè)備龐大，能耗高，并且水解產(chǎn)物的分離流程復(fù)雜。近年來，催化精餾水解醋酸甲酯工藝研究取得成功，并逐步應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。由于采用了反應(yīng)精餾技術(shù)，反應(yīng)物料在精餾過程中得以分離，產(chǎn)物及時(shí)從反應(yīng)區(qū)移走，使反應(yīng)過程總處在較高的醋酸甲酯濃度下，從而提高了水解率。工業(yè)化應(yīng)用表明醋酸甲酯水解率達(dá)到53%57%，與固定床水解工藝相比，擴(kuò)大了設(shè)備的處理能力，減少了催化劑的用量并降低了能耗。盡管如此，還是存在分離過程復(fù)雜和大量未水解的醋酸甲酯需要循環(huán)的問題。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1380273介紹了目前醋酸甲酯催化精餾水解工藝，國(guó)內(nèi)最早采用醋酸甲酯催化精餾水解工藝的工業(yè)裝置于2000年在福建紡織化纖集團(tuán)有限公司建成并投產(chǎn)。該工藝主要由催化精餾塔、萃取精餾塔、脫醇塔、脫脂塔和共沸精餾塔組成，醋酸甲酯與從脫脂塔循環(huán)回的醋酸甲酯進(jìn)入萃取精餾塔，塔頂餾出液為醋酸甲酯，塔釜得到甲醇水溶液，甲醇水溶液進(jìn)入脫醇塔，塔頂餾出液為甲醇，塔釜得到水，循環(huán)回萃取精餾塔作溶劑，醋酸甲酯與水混合進(jìn)入催化精餾塔，塔頂全回流，塔釜出料進(jìn)入脫脂塔，塔頂餾出液為醋酸甲酯與甲醇混合物，塔釜得到醋酸水溶液，醋酸水溶液進(jìn)入共沸精餾塔，塔頂餾出液為脫除的水，塔釜得到醋酸。由于工藝中萃取精餾塔醋酸甲酯水解仍然不完全，后續(xù)流程必須對(duì)醋酸甲酯進(jìn)行回收利用，而醋酸甲酯、甲醇和水形成三元共沸物，使得其與甲醇和水分離困難，需要增加萃取精餾塔來實(shí)現(xiàn)分離，因此該技術(shù)存在流程復(fù)雜、能耗高的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在現(xiàn)有技術(shù)醋酸甲酯催化精餾水解工藝中流程復(fù)雜、能耗高的問題，提供了一種新的醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，該方法具有流程簡(jiǎn)單、能耗低的特點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，包括以下步驟a)水和醋酸甲酯混合由塔頂進(jìn)入催化精餾塔，塔頂全回流，塔釜得到甲醇、醋酸和水的混合物；b)甲醇、醋酸和水的混合物進(jìn)入脫醇塔，脫醇塔塔頂餾出液為甲醇水溶液，塔釜得到醋酸水溶液；C)甲醇水溶液進(jìn)入醇精制塔，醇精制塔塔頂餾出液為甲醇，塔釜出料為廢水；d)醋酸水溶液進(jìn)入以苯、環(huán)己垸、醋酸異丙酯或醋酸正丁酯中的至少一種為共沸劑的共沸精餾塔，在其塔頂分相器得到共沸劑和水的兩相混合物，水從塔頂采出，共沸劑返回塔內(nèi)，在塔釜得到純醋酸。在上述技術(shù)方案中，催化精餾塔的理論塔板數(shù)為1550，其中反應(yīng)段在塔上部，并占據(jù)整塔1/43/4的理論塔板，操作條件為進(jìn)料由塔頂進(jìn)料，塔頂全回流，塔頂回流量與進(jìn)料醋酸甲酯質(zhì)量比210:1，醋酸甲酯與水質(zhì)量比15:1，塔頂溫度8595"C，塔釜溫度90100'C;脫醇塔的理論塔板數(shù)為1050，進(jìn)料位置為塔的中下部，回流比為l10，塔頂溫度為64.795'C，塔釜溫度為100118'C;脫醇塔中的醇和酸完全分離，塔釜醋酸的質(zhì)量百分濃度大于50%;醇精制塔的理論塔板數(shù)為1040，進(jìn)料位置為塔的中下部，回流比為27，塔頂溫度為64.765.8°C，塔釜溫度為99105°C;共沸精餾塔的理論塔板數(shù)為1050，醋酸水溶液進(jìn)料位置為塔的中下部，回流比為0.54，塔頂溫度為64100°C，塔釜溫度為115118°C。由于本發(fā)明醋酸甲酯在催化精餾塔中完全水解，不存在醋酸甲酯回收的問題，并采用共沸精餾分離醋酸和水，因此使得本發(fā)明工藝流程短，在適宜的操作條件下，其塔頂能耗比原工藝減少15%,塔釜能耗減少20%。圖1為醋酸甲酯催化精餾水解的共沸工藝流程示意圖。圖1中1為催化精餾塔，2為脫醇塔，3為醇精制塔，4為共沸精餾塔，5為混合器，6為水，7為醋酸甲酯，8為醋酸甲酯水溶液，9為甲醇、醋酸的水溶液，IO為甲醇水溶液，ll為醋酸水溶液，12為甲醇，13為廢水，14為水，15為醋酸。水6和醋酸甲酯7經(jīng)混合器5混合成醋酸甲酯水溶液8后，由塔頂進(jìn)入催化精餾塔1，塔頂全回流，塔釜得到甲醇、醋酸的水溶液9，甲醇、醋酸的水溶液9從脫醇塔2的中下部進(jìn)入，塔頂鎦出液為甲醇水溶液IO，塔釜得到醋酸水溶液ll，甲醇水溶液10從醇精制塔的中下部進(jìn)入，塔頂餾出液為甲醇12，塔釜得到廢水13，醋酸水溶液ll從共沸精餾塔的中下部進(jìn)入，塔頂采出為水相14，塔釜得到醋酸15。下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是，本發(fā)明的范圍并不只限于實(shí)施例所覆蓋的范圍。具體實(shí)施方式實(shí)施例1按圖1所示流程催化精餾塔的理論板數(shù)為15，其中塔上部IO塊理論板裝填催化劑。醋酸甲酯和水分別以1千克/小時(shí)、1.4千克/小時(shí)的流量進(jìn)入催化精餾塔，塔頂回流量為8千克/小時(shí)，控制塔頂溫度為8792'C，塔釜出料進(jìn)入理論板數(shù)為50的脫醇塔，進(jìn)料位置為第30塊理論板，回流比為2，塔頂溫度為S085。C，塔頂餾出液為甲醇水溶液，塔釜出料為醋酸水溶液，甲醇水溶液進(jìn)入醇精制塔，理論板數(shù)為15，進(jìn)料位置為第10塊塔板，回流比為6，控制塔頂溫度為64.765.8°C，塔頂餾出液為甲醇，塔釜得到廢水，醋酸水溶液進(jìn)入共沸精餾塔，共沸劑為醋酸異丙酯，共沸劑與原料質(zhì)量比為1.5，理論板數(shù)為15，原料進(jìn)料位置為第10塊理論板，共沸劑一次性從塔頂加入，回流比為4，控制塔釜溫度為115118°C，塔頂采出為水，塔釜得到醋酸，各物流的分析結(jié)果和各塔的能耗分別見表1和表2。_表1各物流的分析結(jié)果(質(zhì)量％)_組分9101112131415表2各塔的能耗(兆焦/小時(shí))<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2催化精餾塔的理論板數(shù)為45，其中塔上部12塊理論板裝填催化劑。醋酸甲酯和水分別以l千克/小時(shí)、1.2千克/小時(shí)的流量進(jìn)入催化精餾塔，塔頂回流量為2千克/小時(shí)，控制塔頂溫度為8792'C，其它各塔的設(shè)備和操作參數(shù)如實(shí)施例1，各物流的分析結(jié)果和各塔的能耗分別見表3和表4。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4各塔的能耗(兆焦/小時(shí))<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例3只改變脫醇塔的條件，其它各條件如實(shí)施例l。脫醇塔的理論板數(shù)為10塊，進(jìn)料位置為第6塊理論塔板，回流比為8，控制塔頂溫度為8085。C，穩(wěn)定操作后，各物流的分析結(jié)果和各塔的能耗分別見表5和表6。表5各物流的分析結(jié)果(質(zhì)量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>15塊理論板，回流比為3，塔頂餾出液混合回萃取精餾塔，萃取精餾塔的理論板數(shù)為20，溶劑進(jìn)料位置為第3塊塔板，原料進(jìn)料為第12塊塔板，回流比為2，塔頂餾出液醋酸甲酯進(jìn)入催化精餾塔，塔釜出料進(jìn)入脫醇塔，脫醇塔塔頂?shù)玫郊兗状迹獮閺U水，脫脂塔的塔釜出料進(jìn)入共沸精餾塔，共沸精餾塔的理論板數(shù)為20，進(jìn)料位置為第13塊塔板，共沸劑為醋酸異丙酯，塔頂分相器油相返回塔內(nèi)，水相出料，塔釜得到醋酸(含水質(zhì)量百分比0.02%)，各塔的能耗數(shù)據(jù)見表9。表9各塔的能耗(兆焦/小時(shí))<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，包括以下步驟a)水和醋酸甲酯混合由塔頂進(jìn)入催化精餾塔，塔頂全回流，塔釜得到甲醇、醋酸和水的混合物；b)甲醇、醋酸和水的混合物進(jìn)入脫醇塔，脫醇塔塔頂餾出液為甲醇水溶液，塔釜得到醋酸水溶液；c)甲醇水溶液進(jìn)入醇精制塔，醇精制塔塔頂餾出液為甲醇，塔釜出料為廢水；d)醋酸水溶液進(jìn)入以苯、環(huán)己烷、醋酸異丙酯或醋酸正丁酯中的至少一種為共沸劑的共沸精餾塔，在其塔頂分相器得到共沸劑和水的兩相混合物，水從塔頂采出，共沸劑返回塔內(nèi)，在塔釜得到純醋酸。2、根據(jù)權(quán)利1所述醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，其特征在于催化精餾塔的理論塔板數(shù)為1550，其中反應(yīng)段在塔上部，并占據(jù)整塔1/43/4的理論塔板，操作條件為進(jìn)料由塔頂進(jìn)料，塔頂全回流，塔頂回流量與進(jìn)料醋酸甲酯質(zhì)量比210:1，醋酸甲酯與水質(zhì)量比15:1，塔頂溫度8595。C，塔釜溫度9010(TC。3、根據(jù)權(quán)利1所述醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，其特征在于脫醇塔的理論塔板數(shù)為1050，進(jìn)料位置為塔的中下部，回流比為110，塔頂溫度為64.795'C，塔釜溫度為100118°C。4、根據(jù)權(quán)利1所述醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，其特征在于脫醇塔中的醇和酸完全分離，塔釜醋酸的質(zhì)量百分濃度大于50%。5、根據(jù)權(quán)利1所述醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，其特征在于醇精制塔的理論塔板數(shù)為1040，進(jìn)料位置為塔的中下部，回流比為27，塔頂溫度為64.765.8"C，塔釜溫度為99105°C。6、根據(jù)權(quán)利1所述醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，其特征在于共沸精餾塔的理論塔板數(shù)為1050，醋酸水溶液進(jìn)料位置為塔的中下部，回流比為0.54，塔頂溫度為64100°C，塔釜溫度為U5118。C。全文摘要本發(fā)明涉及一種醋酸甲酯催化精餾水解的共沸方法，主要解決目前醋酸甲酯催化精餾水解工藝中流程復(fù)雜、能耗高的問題。本發(fā)明通過采用包括以下步驟水和醋酸甲酯混合由塔頂進(jìn)入催化精餾塔，塔頂全回流，塔釜得到甲醇、醋酸和水的混合物；該混合物進(jìn)入脫醇塔，脫醇塔塔頂餾出液為甲醇水溶液，塔釜得到醋酸水溶液；甲醇水溶液進(jìn)入醇精制塔，醇精制塔塔頂餾出液為甲醇，塔釜為廢水；醋酸水溶液進(jìn)入以苯、環(huán)己烷、醋酸異丙酯以及醋酸正丁酯中的一種為共沸劑的共沸精餾塔，在其塔頂分相器得到共沸劑和水的兩相混合物，水從塔頂采出，共沸劑返回塔內(nèi)，在塔釜得到純醋酸的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可用于聚乙烯醇生產(chǎn)過程中回收副產(chǎn)物醋酸甲酯的工業(yè)生產(chǎn)中。文檔編號(hào)C07C53/08GK101306981SQ20071004070公開日2008年11月19日申請(qǐng)日期2007年5月16日優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日發(fā)明者張惠明,劍肖,鐘思青,鐘祿平,顧軍民申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院