[发明专利]用于分离醋酸和水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离醋酸和水的方法。

背景技术

在对二甲苯氧化生产对苯二甲酸的过程中，通常使用醋酸作为有机溶剂。氧化过程中生成的大量水稀释了醋酸溶剂，而反应需要合适浓度的醋酸溶剂。为了保证溶剂中醋酸的浓度，通常使用醋酸脱水塔分离出溶剂中多余的水。随着生产规模的扩大，醋酸脱水塔的操作费用日益高涨。

常规的直接精馏脱水由于在醋酸低浓度时相对挥发度较小的缘故，通常采用增加塔板数以及增大回流比的方法降低塔顶出料中醋酸的浓度，导致能耗指标高的同时还使装置投资成本上升。工程上出于经济性考虑，一般塔顶醋酸浓度要求低于0.8重量％，塔顶出料作为废水排出。

文献GB1576787公开了采用共沸精馏的方法分离醋酸和水。此方法采用两塔串联，第一个塔以醋酸酯类为共沸剂，塔顶出料为醋酸的水溶液，其中醋酸浓度小于0.1重量％，醋酸酯类约为5重量％，水溶液还含有少量副产物醋酸甲酯。第二个塔回收水中的醋酸酯类共沸剂，返回一塔。应用此方法的蒸汽消耗一般是简单精馏的60％。塔顶浓度可以控制在0.1重量％。此方法较简单精馏大幅降低了能耗，也回收了更多的醋酸。但是二塔回收后的废水中仍会含有微量醋酸酯类，而醋酸酯类的价格较高，因此共沸剂消耗抵消了醋酸消耗；且醋酸酯类为易燃介质，工程应用时，也需要增加安全设施的费用。

热泵精馏作为一种能有效提高精馏热效率的节能技术，已广泛应用于各种化工生产过程中。但是，热泵中的换热介质水进入冷凝器时可能存在气液两相，会引起设备损耗，操作费用增加。

总之，现有技术中存在醋酸脱水过程能耗高，操作费用高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在醋酸脱水过程能耗高，操作费用高的问题，提供一种新的用于分离醋酸和水的方法。该方法具有能耗低，操作费用低的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于分离醋酸和水的方法，包括以下步骤：

a)醋酸水溶液1从中部进入醋酸脱水塔2，经精馏分离后，塔顶得到气相物流3，塔釜得到液相物流7；物流3经冷凝器4换热冷凝后，分为物流5和物流6，物流5作为塔顶产品出料进入后续流程，物流6返回醋酸脱水塔2顶部；物流7经再沸器8换热后，分为物流9和物流10，物流9返回醋酸脱水塔2底部，物流10作为塔釜产品出料进入后续流程；

b)换热介质水在冷凝器4与气相物流3换热后汽化为水蒸汽，水蒸汽进入压缩机11压缩升温，升温后的水蒸汽进入再沸器8与塔釜液相物流7换热；在再沸器8中换热后的水蒸汽通过节流减压设备12减压后，进入气液分离罐13，气液分离后，得到液相物流15和气相物流14；气相物流14进入压缩机11；液相物流15进入塔顶冷凝器4再次与气相物流3换热。

上述技术方案中，醋酸脱水塔2的操作条件：塔板数优选范围为60～120块，更选范围为80～100块；塔釜温度优选范围为105～160℃，更优选范围为110～150℃；塔顶温度优选范围为100～135℃，更优选范围为100～125℃；操作压力优选范围为0.1～0.4MPa，更优选范围为0.1～0.25MPa；物流6与物流5的重量比优选范围为0.5～10，更优选范围为2～4；物流9与物流10的重量比优选范围为1～17，更优选范围为4～9。冷凝器4的操作条件：管程操作压力优选范围为0.1～0.4MPa，更优选范围为0.1～0.25MPa；操作温度优选范围为100～135℃，更优选范围100～125℃。壳程操作压力优选范围为0.1～0.3MPa，更优选范围为0.1～0.25MPa；操作温度优选范围为100～125℃，更优选范围为100～120℃。再沸器8的操作条件：管程操作压力优选范围为0.1～0.4MPa，更优选范围为0.1～0.25MPa；操作温度优选范围为105～160℃，更优选范围为110～150℃。壳程操作压力优选范围为0.15～0.8MPa，更优选范围操作为0.25～0.7MPa；温度优选范围为110～400℃，更优选范围为130～400℃。气液分离罐13的操作条件：操作压力优选范围为0.1～0.3MPa，更优选范围为0.1～0.25Mpa；操作温度优选范围为100～125℃，更优选范围为100～120℃。以重量百分比计，醋酸水溶液1中醋酸的含量为20～80％，水的含量为20～80％。换热介质水优选方案为走冷凝器4和再沸器8的壳程，物流3优选方案为走冷凝器4的管程，物流7优选方案为走再沸器8的管程。