[发明专利]分离醋酸和水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种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的方法。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，热泵系统中过热蒸汽的存在会降低再沸器的换热效率，需要增大再沸器换热面积，从而导致设备材料费用的增加。这是因为过热蒸汽的传热系数较饱和蒸汽要小很多。过热蒸汽为汽相传热，而饱和蒸汽可以迅速冷凝，在蒸汽侧形成液膜，大大增加传热速率。这对于使用价格昂贵的钛材管换热器这点尤为重要。而由于醋酸的腐蚀性，醋酸脱水塔恰恰需要选用昂贵的钛钢材质作为塔底再沸器用材。

总之，现有技术中存在醋酸脱水过程能耗高及设备制造成本高的问题。

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及设备制造成本高的问题，提供一种新的分离醋酸和水的方法。该方法具有传热效率高，能耗低，设备制造成本低的特点。

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)换热介质在冷凝器4与气相物流3换热后进入压缩机11压缩升温；升温后的换热介质进入脱过热器13脱过热；脱过热的换热介质进入再沸器8与塔釜液相物流7换热后经节流减压设备12减压，回流至冷凝器4再次与塔顶气相物流3换热；其中，所述换热介质为水。