[发明专利]多级错流液液萃取分离醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种醋酸甲酯和甲醇水溶液的萃取分离工艺，特别是涉及一种多级错流液液萃取分离醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法。

背景技术

醋酸甲酯是重要的化工原料和溶剂，广泛用作硝化纤维、醋酸纤维、樟脑、油脂、腊、树胶、各种天然树脂的溶剂，在化工产品生产过程中，主要作为醋酐、香料、药物及燃料的原料，与氨或二甲胺反应制得乙酰胺和二甲基酰胺产品，与醇进行酯交换生产一系列醋酸酯，作为高档的溶剂和香料。目前，我国生产醋酸甲酯大中型企业达二十多家，年产品约290000吨，随着助剂、药物及制药工业的发展，醋酸甲酯仍满足不了市场需求。2008年中国仍从外国进口大量的醋酸甲酯。根据市场情况分析，2010～2015年醋酸甲酯系列产品仍有较好的市场。

醋酸甲酯可由酯化法、甲醇羟化法及酸酐与甲醇反应方法制得，在聚乙烯醇（PVC）工业生产过程中产生的废液里也含有大量的醋酸甲醋。无论酯化反应，还是聚乙烯醇副产物，生成的醋酸甲酯产物均为醋酸甲酯、甲醇、水混合溶液。上述混合溶液中，醋酸甲酯、甲醇、水形成二元、三元共沸物，组成之间采用精馏方法难以分离。传统上工业生产中采用加水共沸精馏形成含醋酸甲酯96.5%（wt%）的水共沸物，然后采用干燥剂、或与水生成结晶的碱和盐类化合物脱水，可得99.5%以上的醋酸甲酯，该过程工艺较复杂，碱和盐循环利用过程能耗高，废水排放较大。因此，开发有效的分离工艺，不仅有利于醋酸甲酯纯度的提高，更有利于降低能耗以及醋酸甲酯产品的进一步开发应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级错流液液萃取分离醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，克服醋酸甲酯产品分离所存在的上述困难，以便有效分离醋酸甲酯和甲醇水溶液混合物，一次使得醋酸甲酯纯度达到99.7%以上，收率达97.0%以上；不仅有利于产品纯度提高，同时萃取溶剂循环使用，更有利于降低物耗能耗。

完成上述发明的技术方案是：

一种多级错流液液萃取分离醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，包括以下步骤：原料为醋酸甲酯和甲醇水溶液，以多元醇和水的混合溶剂为萃取剂，对醋酸甲酯和甲醇水溶液进行多级错流液液萃取；萃余相得到醋酸甲酯，萃取相经精馏处理后，萃取剂循环使用。

所述原料醋酸甲酯和甲醇水溶液，可以是醋酸甲酯和甲醇、水任意比例的混合溶液；工业上醋酸甲酯和甲醇水溶液通常包含80～90%醋酸甲酯、10～20%甲醇和0～3%水，其来源包括但不限于酯化法、甲醇羟化法及酸酐与甲醇反应方法制得的醋酸甲酯粗产物，也包括聚乙烯醇副产醋酸甲酯。

本发明方法萃取剂采用多元醇和水的混合溶剂，所述的多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇或丙三醇；优选乙二醇和水的混合溶剂为萃取剂。萃取剂的选择为本发明的关键：选择一种溶剂(S)难溶于醋酸甲酯，易溶于甲醇，通过多级错流液液萃取，萃余相可得到高纯度的醋酸甲酯；萃取相经精馏塔精馏处理后，溶剂(S)循环使用。比较各类溶剂，从分层现象看，醋酸甲酯体系在多元醇和水的混合溶剂中分层现象最好，进一步研究醋酸甲酯和甲醇水溶液体系在各种多元醇和水的混合溶剂中的分配情况，结果表明在乙二醇和水的混合溶剂中的分离效果最佳。综合各因素，确定乙二醇和水的混合溶剂为萃取剂最为合适。

所述的多元醇和水的混合溶剂，多元醇和水的质量比例为1∶0.1~1，优选1∶0.25~1，最佳比例为1∶0.25。

本发明方法多级错流液液萃取通常可进行2-5级萃取，优选3级错流萃取。每一级萃取操作时，常温下将原料醋酸甲酯和甲醇水溶液与萃取剂混合搅拌10～60分钟，搅拌轴转速150～400转/分钟，静置20～45分钟后分层，可进行下一级处理。

每一级萃取中，所述萃取剂与原料的质量比为0.5~2.5：1，优选1.0~1.5：1，本发明的推荐的最佳比例为1：1。

所述的醋酸甲酯和甲醇水溶液经多级错流液液萃取后，萃余相中不计多元醇，醋酸甲酯质量百分比达到99.7%以上，收率达97.0%以上。

所述萃余相经精馏处理后，即可得到高纯度醋酸甲酯产品。

本发明的多级错流液液萃取分离工艺流程（以3级错流萃取为例）见图1所示，分离后可得到高纯度醋酸甲酯。