改进的醋酸提纯方法

专利名称：改进的醋酸提纯方法
技术领域：
本发明涉及一种低压甲醇羰基合成醋酸的提纯方法，特别涉及低压甲醇羰基化合成醋酸技术中催化剂组成向高主催化剂浓度、高碘甲烷浓度、高醋酸甲酯浓度、低水浓度趋势发展的改进的醋酸提纯方法。
背景技术：
醋酸是重要的化学中间体和化学反应用溶剂。以一氧化碳和甲醇为原料，用羰基合成法生产醋酸。自从美国孟山都公司开发了低压甲醇羰基合成醋酸的生产工艺后，低压甲醇羰基合成醋酸技术成为目前世界上生产醋酸的主要方法。
目前，低压甲醇羰基合成醋酸的生产工艺设备，见

图1，主要包括反应器1，精制系统的四个塔(脱轻塔2、脱水塔3、脱重塔4、废酸塔5)，及涤气塔6，蒸馏塔冷凝液槽7。甲醇预热后与一氧化碳、催化剂等加入反应器1底部，在一定温度和压力下反应，反应后于反应器1的上部侧线引出反应液，减压使反应产物与含催化剂的母液分离，后者返回反应器1(反应器1排出的气体含有一氧化碳、碘甲烷、氢、甲烷送入涤气塔6)。含粗醋酸、轻馏分的反应混合液以气相进入精制系统的第一个塔-脱轻塔2，脱出轻馏分，塔顶的气体经蒸馏塔冷凝液槽7则进入涤气塔。脱轻塔2的釜液为含水粗醋酸，被送到脱水塔3，脱水塔3底部的无水粗醋酸再被送入脱重塔4。从脱重塔4上部侧线引出成品酸；脱重塔4底部馏分中的醋酸最后被送到第四个塔是废酸塔5，以回收利用。三个塔与反应器1排出的气体汇总后的组成为CO 40～80％，其余20～60％为H2、CO2、N2、O2以及微量的醋酸、碘甲烷，随着催化剂的组成改变一方面水在催化剂中含量降低；另一方面醋酸甲酯和碘甲烷在催化剂中含量增加。再则，无机碘盐稳定剂在闪蒸过程中抑制水的蒸发，促进醋酸、醋酸甲酯和碘甲烷的蒸发。两方面的作用使得进脱轻塔2中醋酸甲酯和碘甲烷的含量明显增加，醋酸甲酯含量在5～6％(wt)，碘甲烷含量在35～50％(wt)，使得该塔内部气相中醋酸甲酯和碘甲烷浓度提高、塔顶回流的流体中醋酸甲酯和碘甲烷也明显增加，造成从脱轻塔2抽出的初产物醋酸，虽然含水降低但醋酸甲酯和碘甲烷的量明显增加，导致了脱水塔3的出料和进料物流中含醋酸甲酯和碘甲烷增加，尤其是塔顶回流物中醋酸甲酯和碘甲烷含量增加，导致了该塔产品被醋酸甲酯和碘甲烷污染，所以在催化剂变化的前提下，提纯醋酸的工艺也需要有新的改进。
在这种由甲醇羰基制备醋酸的方法，已公开了通过减少羰基化反应器中的水量可降低副产物(二氧化碳和丙酸)的量。另外，建议通过减少反应器中的水量来简化得到醋酸产品的纯化方法。然而，当羰基化反应器中的水量减少时，在副产的微量杂质中含有一些组份，这些组份的量随着醋酸产量的增加而增加，并且这些组份降低了醋酸产品的质量。
BP、大赛路对醋酸的提纯流程作了研究，进行了提纯工艺的改进，BP在专利CN93108283中表述了采用单一精馏区的技术来适应反应液中催化剂的改变而大赛路在专利CN96190401中在第一蒸馏塔控制倾析器分层的温度和在物料中加水改造醋酸提纯流程。
从控制丙酸副产量和转移反应形成的二氧化碳副产物量的角度出发，该羰基反应液中所含的水的浓度最好较低。然而，当减少该羰基反应液中所含的水的浓度时，降低了该脱轻塔顶部倾析器中液体可分离性，并且在较短时间内就停止了分离。其结果是，由于减少了其水的浓度，当该羰基反应液中所含的水的浓度较高时，通过回流到脱轻塔顶部而带到其中的杂质容易混入从该脱轻塔底部或靠近其底部侧馏分分离出的粗醋酸中。
专利CN96190401中在脱轻塔的塔顶气相冷凝后设置了倾析器8，以使塔顶气相冷凝后在倾析器8分离出气相，然后分离出两个液相，一相主要含有甲基碘，另一相主要含有水。其中溶有许多杂质的甲基碘相作为低沸点循环液流抽出，但当分离停止后，一部分含有这些杂质的液体作为回流液被加入到脱轻塔中，因此这些杂质容易混入到醋酸中。
另外，目前的提纯工艺，在脱轻相步骤中，溶液中I-浓度比较高，转化成碘甲烷不够充分，会污染进入脱水塔的物流，对后续的脱水步骤和脱重相步骤污染，影响到提纯的效果。
还有，目前的提纯工艺是从脱重塔的侧线出料的，出料温度为140℃，而醋酸储存需要温度是38℃以下，这样侧线采出产品冷却需要的能耗很高。而对于大型化工生产企业来说，节能是非常重要的。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种改进的低压甲醇羰基合成醋酸提纯方法，可以适应低压甲醇羰基化合成醋酸技术的催化剂组成任何一个变化范围，尤其是高碘甲烷浓度、高醋酸甲酯浓度、低水浓度催化剂体系。其通过降低进入脱轻塔初产物粗醋酸杂质含量，把纯化能耗控制在较低的程度，提高醋酸的产率。
本发明的改进的醋酸提纯方法，包括现有提纯工艺中的脱轻相步骤、脱水步骤、脱重相步骤，其中在脱轻相步骤前增加一吸收和汽提步骤，通过闪蒸产生含醋酸45-55％的初醋酸先进入到该吸收和汽提步骤中，与进入吸收和汽提步骤中的吸收液一起进行吸收和汽提；吸收和汽提后形成的气相物料进入脱轻相步骤，而形成的液相物料返回反应系统。
在本发明中，所述吸收和汽提步骤在沸腾状态下进行，通过加入蒸汽量和控制吸收温度来保持重相物料的浓度和流量。
在整个吸收和汽提步骤中，吸收液的流量为含45-55％醋酸的初醋酸流量的1-10wt％。
上述吸收和汽提步骤是在一个多动能塔内进行，所述吸收液从塔顶加入，通过汽液在塔内件上的接触，吸收了含醋酸45-55％的初醋酸中夹带的一些含碘杂质和水。气相出料从塔顶出，重相物料由塔底返回反应系统。所述多功能塔具有1-5个理论级数。
吸收液是一外加物料，其可以是脱轻相步骤中底部出口的湿醋酸或者是脱轻相步骤中经过倾析后所产生的含水的稀醋酸或者是脱水步骤中经过冷凝后的含水的稀醋酸。
为了使得微量的I-离子转化成碘甲烷，在本发明的脱轻相步骤中添加产品醋酸量的0.05-0.15wt％的甲醇；在该脱轻相步骤中还包含一倾析步骤，脱轻相步骤所产生的含水和醋酸为主的低密度相以及含碘甲烷和醋酸甲酯为主的高密度相的混合相通过冷凝后进入倾析步骤进行分层，分为含水和醋酸为主的低密度相以及含碘甲烷和醋酸甲酯为主的高密度相，所述低密度相保持倾析步骤的回流后，其余回反应系统；而高密度相返回反应系统。
在倾析步骤中，保持温度在28-36℃，以符合提纯的要求并充分降低能耗。
上述脱轻相步骤主要是分离出初醋酸中几乎全部的醋酸甲酯和碘甲烷以及大部分的水，使得湿醋酸中含有ppb级浓度的碘甲烷和ppm级的醋酸甲酯，以及3％以上的水，该脱轻相步骤在一脱轻塔进行，所述气相物料进入脱轻塔的中上部，该脱轻塔含有精馏塔的提留段和精馏段，其中气相物料进口以上为精馏段，以下为提留段。
本发明中的脱轻塔具有15-30个理论级数，其中精馏段具有5-15个理论级数，提留段具有10-25理论级数。
在本发明中，甲醇在脱轻塔中的加入位置，直接影响了脱轻相步骤所得湿醋酸的纯度，这个甲醇加入位置太靠近塔釜，则甲醇与醋酸生成的醋酸甲酯和未反应的甲醇带入湿醋酸，影响产品纯度。甲醇位置太靠近气相物料进口，则甲醇与I-离子接触时间不足，造成I-离子转化成碘甲烷不够充分而污染湿醋酸以及进一步污染产品，因此，甲醇加入的位置是在提留段的中间位置，即离开塔釜4-8个理论级数的位置。
同时在倾析步骤中保持加水，加水量等于反应系统中副反应使用的水量、产物和副产物带走的水量的总量减去原料带入的水量。
在本发明的脱水步骤中，保持回流物流的温度在30-50℃。
本发明的脱水步骤是在一脱水塔内进行的，该脱水塔分为精馏段和提留段，并具有25-35个理论级数，其中所述湿醋酸进料口以上为精馏段，具有10-15个理论级数；以下为提留段，具有10-20个理论级数。
在脱水步骤中，甲醇的加入量为醋酸产出量的0.05-0.1wt％，其加入的位置位于提留段的中间位置。且允许上下变动1个理论级数。
在上述脱水步骤中，通过调节所述脱水塔塔底再沸器的热量和回流的流量，保证脱水后得到的干醋酸中水含量小于600ppm、醋酸甲酯含量小于100ppm、碘甲烷含量小于20ppb。而对干醋酸中水、醋酸甲酯、碘甲烷的浓度控制是本发明的脱重塔技术改进的关键所在。
本发明中，脱重相步骤直接从塔顶冷凝液储槽采出产品醋酸，其采出的产品醋酸温度小于50℃。这主要是因为进入脱重相步骤中的干醋酸除丙酸和I-离子外，已经满足醋酸产品的标准，所以不需要像公开的文献上所描述的那样从脱重塔的塔上部侧线出料，这个改进可以改善脱重塔设备结构和降低能耗。
由于从塔侧线采出产品醋酸的温度为140℃左右，而醋酸储存需要温度是38℃以下。这样侧线采出产品冷却需要的能耗是塔顶冷凝液储槽采出产品的8.5倍，因此本发明比现有技术节能。
同时，产品从侧线采出，塔的回流量需要有两部分组成，产量和塔精馏需要的回流量，在采出口上下存在回流液量的巨大变化，产品从塔顶冷凝液储槽采出，塔的回流只要塔精馏需要的回流量。产品从塔顶冷凝液储槽采塔的回流量小，塔的设计简单。
为了保证精馏的效果。本发明中，脱重相步骤所使用的脱重塔具有30-45个理论级。
本发明的整个提纯过程的工作压力在表压0或加压。
本发明的改进的低压甲醇羰基合成醋酸提纯方法，可以适应低压甲醇羰基化合成醋酸技术的催化剂组成任何一个变化范围，尤其是高碘甲烷浓度、高醋酸甲酯浓度、低水浓度催化剂体系。通过与之相应的工艺流程，使合成醋酸的反应产率提高，反应的副产物更少，同时改善设备，降低能耗。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1是孟山都低压甲醇羰基化制取醋酸的装置示意图。图中1为反应系统；2为脱轻塔；3为脱水塔；4为脱重塔；5为废酸塔；6为涤气系统；7为蒸馏塔冷凝液槽。
图2是改进的低压甲醇羰基化制取醋酸的提纯装置示意图。图中2-脱轻塔；3-脱水塔；4-脱重塔；5-废酸塔；6-尾气系统；7、15-蒸馏塔冷凝液槽；8-多功能塔；9、12、13、17、18-塔底再沸器；10、14、16塔顶冷凝器；11-倾析器。
具体实施例方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。下面结合具体的生产工艺流程，详细说明本发明。
参看图2，一种改进的低压甲醇羰基合成醋酸提纯装置，包含多功能塔8、脱轻塔2、脱水塔3、脱重塔4、废酸塔5、涤气系统6、倾析器11、蒸馏塔冷凝液储槽7、15、塔底再沸器9、12、13、17、18、塔顶冷凝器10、14、16。
从闪蒸槽通过闪蒸产生含醋酸约50％的初醋酸19通过管道接至多动能塔8上的初醋酸进口，在多功能塔8的塔顶连接一吸收液管道和一气相物料管道，吸收液41从吸收液管道加入多功能塔8，气相物料管道20接至脱轻塔2；在多功能塔8底部设置一液相物料管道44接至反应系统。并在多功能塔8底部接一塔底再沸器9。
在脱轻塔2的下部接一输送甲醇43的甲醇管道，脱轻塔2顶部的通过一塔顶冷凝器10及管道22、23接倾析器11；脱轻塔2底部的湿醋酸输送管道接至脱水塔3的中部。
在倾析器11上设置一进水管42，以保持加水。倾析器11的回流物料管道24连接脱轻塔2的回流口26和通过管道27连接反应系统45。重相物料管道25接反应系统45。在脱轻塔2底部接一塔底再沸器12。
脱水塔3的塔顶设置有通过管道29、30连接的冷凝器14和冷凝液储槽15，冷凝液储槽15的冷凝液管道31连接脱水塔3的回流口32和通过管道33接反应系统45。脱水塔3上的甲醇进口位于脱水塔3中提留段的中间位置。在脱水塔3底部接一塔底再沸器13。脱水塔3底部的干醋酸输送管道接脱重塔4。
脱重塔4的塔顶设置有通过管道40连接的冷凝器16和冷凝液储槽7，冷凝液储槽7的冷凝液管道37连接脱水塔4的回流口38和和产品采出口36。在脱重塔3底部接一塔底再沸器17和通过循环管道34接废酸塔5，在废酸塔5的塔底接一塔底再沸器18和一排放管35。
倾析器11、冷凝液储槽15、7通过管道与涤气系统6连接。
甲醇和CO在反应器中在催化剂作用下生成醋酸，在闪蒸槽通过闪蒸产生含醋酸约50％的初醋酸19。按照本发明的提纯技术，19不直接进入文献所说的脱轻塔2，先进入一个多功能塔8。这个多功能塔8集吸收和汽提的功能吸收液41从塔顶的加入，通过汽液在塔内件上的接触，吸收了初醋酸19中夹带的一些含碘杂质和水，塔底再沸器9通过保持沸腾状态、控制加入再沸器的蒸汽量和控制多功能塔8的塔釜温度来保持出重相物料管道44输出的塔物料中组分的浓度和流量。多功能塔8塔顶通过气相物料管道20输出气相物料。
这个多功能塔8的吸收液41是外加的一股物料，而不是这个塔系统本身产生的液体。这个吸收液可以是脱轻塔2底部出口的湿醋酸21，也可以脱轻塔2顶部倾析器11所产生的含水的稀醋酸，也可以是脱水塔3冷凝液槽15中的含水的稀醋酸。这个吸收液41的流量是物料19的1％～10wt％。
这个多功能塔8可以是填料塔和板式塔，不管何种形式塔，这个塔具有1～5个理论级数，优选2～3个理论级数。
从多功能塔8出来的气相物料，通过气相物料管道20进入脱轻塔2的中上部。脱轻塔2有别于M.J.Howard等人1993年在《Catal.Today》18(1993)325-354中“C1 to acetylscatalysis and process”所说的脱轻塔。其改进之处在于本发明的塔气相物料的进口在塔的中上部，而不是底部；本发明脱轻塔含有提留段和精馏段，气相物料管道20进料口以上为精馏段，在气相物料管道20进口以下为提留段；本发明脱轻塔的功能是分离出初醋酸19中几乎全部的醋酸甲酯和碘甲烷以及大部分的水，使得湿醋酸21中含有ppb级浓度的碘甲烷和ppm级的醋酸甲酯，以及3％以下的水；本发明在脱轻塔中添加甲醇，使得微量的I-离子转化成碘甲烷，而不是《化工百科全书》中所说的只在脱水塔3中添加甲醇。其中，甲醇的加入量为产品醋酸量的0.05～0.15％。
脱轻塔2可以是填料塔和板式塔，不管何种形式塔，脱轻塔具有15～30个理论级数，优选20～25个理论级数。脱轻塔2分为精馏段和提留段，其中精馏段具有理论级数为5～15，优选5～10个理论级数，提留段具有理论级数为10～25，优选10～15个理论级数。
脱轻塔2塔顶保持回流，回流采用低密度相。
脱轻塔2顶部设有一个倾析器11，控制内部温度使得倾析器内产生分层，分为含水和醋酸为主的低密度相以及含碘甲烷和醋酸甲酯为主的高密度相。有文献(专利CN96190401)提出这个温度控制在-20～40℃。但是实验发现，本发明的塔顶冷凝器10及管道23输送的物料在倾析器11中、在温度低于-18℃以下时发生固化。本发明发现倾析器11内部温度控制在28～36℃，这个分层效果已经符合提纯的需要，更低的温度将浪费更多的能耗。
在倾析器11通过进水管42接入水，加水量等于根据反应器中副反应使用的水量、产物和副产物带走的水量的总量减去原料带入的水量。提高了该脱轻塔顶部倾析器中液体可分离性，减少杂质容易混入到从该脱轻塔底部或靠近其底部侧馏分分离出的粗醋酸中。
倾析器11中除保持塔2回流物流2之外，其余回反应器。
甲醇43在脱轻塔2中的加入位置，直接影响了湿醋酸21的纯度。这个甲醇43加入位置太靠近塔釜，则甲醇与醋酸生成的醋酸甲酯和未反应的甲醇带入湿醋酸21，影响产品纯度。这个甲醇43加入位置太靠近加料口，则甲醇与I-离子接触时间不足，造成I-离子转化成碘甲烷不够充分而污染湿醋酸21进一步污染产品。这个甲醇43加入的位置应该是在提留段的中间位置即离开塔釜4～8个理论级数的位置，本发明实施采用是5～6个理论级数的位置。
湿醋酸21进入脱水塔3的中部，脱水塔3顶部设冷凝器14和冷凝液储槽15。保持塔顶回流口32回流，其余含水醋酸和杂质等的物流通过管道33回反应系统45。控制冷凝器14的冷量，保持回流温度在30～50℃。
通过调节塔底再沸器13的热量和回流的流量，保持干醋酸28中水含量小于600ppm、醋酸甲酯含量小于100ppm、碘甲烷含量小于20ppb。
脱水塔3可以是填料塔和板式塔，不管何种形式塔，这个塔具有25～35个理论级数，优选23～28个理论级数。脱水塔3分为精馏段和提留段，其中精馏段(进料21以上)具有理论级数为10～15，优选11～13个理论级数，提留段(进料21以上)具有理论级数为10～25，优选12～15个理论级数。
按《化工百科全书》(1991年4版第二卷719页)中“醋酸及其衍生物”一文，脱水塔3依旧可以加入适当的甲醇，这已是公知的知识，不是本发明所专有。本发明强调的是这个加入是脱水塔3提留段的中间位置，容许上下变动1个理论级数。这个加入量可以是醋酸产出量的0.05～0.1％wt。
本发明还需要强调，对于脱水塔3底部物流干醋酸28中水、醋酸甲酯、碘甲烷的浓度控制是对脱重塔4技术改进的关键。
经过提纯，脱水塔3底部干醋酸28中水、醋酸甲酯、碘甲烷的浓度已经满足产品质量的要求，干醋酸28中不能达到产品质量要求的是丙酸，这个杂质和可能不符合产品质量标准I-离子，在脱重塔4和废酸塔5中脱除，I-离子的脱除依靠的是干醋酸28中添加KOH。这个在《化工百科全书》(1991年4版第二卷719页)中“醋酸及其衍生物”一文也已经有叙述，是个公知的知识。
本发明的改进是通过多功能塔8的增加、脱轻塔2的技术改进和添加甲醇以及脱水塔3的技术改进和控制要求，使得进脱重塔4的干醋酸28除丙酸和I-离子外，已经满足醋酸产品的标准，所以脱重塔4不需要象公开的文献上所描述的那样从塔上部侧线出料，而是直接从塔顶冷凝液储槽7采出产品。这个改进可以改善脱重塔4设备结构和降低能耗。
塔顶冷凝液储槽7采出的温度为小于50℃，而从塔侧线采出温度是140℃左右，醋酸储存需要温度是38℃以下。侧线采出产品冷却需要的能耗是塔顶冷凝液储槽7采出产品的8.5倍，在大型化工生产来说，节能是非常重要的。
同时，产品从侧线采出，塔的回流量需要有两部分组成产量和塔精馏需要的回流量，在采出口上下存在回流液量的巨大变化，产品从塔顶冷凝液储槽7采出，塔的回流只要塔精馏需要的回流量。产品从塔顶冷凝液储槽7采塔的回流量小，塔的设计简单。
当然，对于脱重塔4，需要有理论级数的保证才有精馏的效果保证。要求脱重塔4有30～45个理论级，优选35～40个理论级。
整个提纯系统工作压力在表压0或加压，优选微加压100～200kpa。
实施例 实施例1在初醋酸19保持表1中的组成，按文献叙述的流程(《化工百科全书》(1991年4版第二卷719页)中“醋酸及其衍生物”)图1的流程进行实验，测定各个物流的组成。
实施步骤将甲醇和CO在反应器中在羰基化催化剂的作用下，生成醋酸。将含有催化剂和产物的反应液进行闪蒸。反应区产生的尾气在涤气系统6进行洗涤，回收催化剂。闪蒸产生的初醋酸19经过“图1流程”所示的脱轻塔2脱出轻组分，然后从脱轻塔2侧线抽出湿醋酸21，湿醋酸21在脱水塔3中脱出水和其他杂质。干燥的醋酸从脱水塔3底部抽出，然后进脱重塔4和废酸塔5中脱出丙酸。在脱重塔4的上部侧线得到合格的产品。
表1(见下)

实施例2在初醋酸19保持表2中的组成，本发明的工艺流程和实施步骤进行试验，吸收液来自脱轻塔2底部出口的湿醋酸21的分流，约是初醋酸19的3.5％。测定各个物流的组成。
实施步骤将甲醇和CO在反应器中在羰基化催化剂的作用下，生成醋酸。将含有催化剂和产物的反应液进行闪蒸。反应区产生的尾气在涤气系统6进行洗涤，回收催化剂。闪蒸产生的初醋酸19进入多功能塔8的底部，在塔的顶部保持一定量的吸收液41，在塔的底部有一塔底再沸器9，保持加热塔釜的部分液体汽化，通过控制热量来控制汽化量，汽化产生的气体对多功能塔8内产生的液体汽提。多功能塔8保持2-3块理论板。多功能塔8顶部通过气相物料管道20采出的气相物料进脱轻塔2脱出水、醋酸甲酯和碘甲烷，多功能塔8底部重相物料管道44输出的塔物料回反应系统。按实施方案中所说，气相物料管道20采出的气相物料从脱轻塔2的中上部进入，在脱轻塔2的下部进入一定量的甲醇43。脱轻塔2具有约20-25个理论级，气相物料管道20采出的气相物料进料的位置为距最上部分离柱的5-10理论级，甲醇43在距离塔釜约5-6个理论级。脱轻塔2塔顶保持回流，回流采用低密度相。倾析器11内部温度控制在28-36℃。倾析器11内保持加水，加水量等于根据反应器中副反应使用的水量、产物和副产物带走的水量的总量减去原料带入的水量。倾析器11中除保持脱轻塔2回流口26物流之外，其余回反应系统45。从脱轻塔2底部抽出湿醋酸21进入脱水塔3的中部。
通对塔底再沸器12的热量控制和脱轻塔2回流口26回流的量控制，湿醋酸21中含水小于3％wt，醋酸甲酯和碘甲烷小于1％wt。脱水塔3顶部设冷凝器14和冷凝液储槽15。保持脱水塔3塔顶回流口32回流，其余含水醋酸和杂质等的物流通过管道33回反应系统45。控制冷凝器14的冷量，保持回流口32回流温度在30-50℃。通过调节塔底再沸器13的热量和回流口32回流的流量，保持干醋酸28中水含量小于600ppm、醋酸甲酯含量小于100ppm、碘甲烷含量小于20ppb。脱水塔3为23-28个理论级数精馏柱。脱水塔3分为精馏段和提留段，其中精馏段(进料21以上)需要理论级数为约11-13个，提留段(进料21以下)理论级数为约12-15个理论级数。脱水后的干醋酸28进脱重塔4。从塔顶冷凝液储槽7通过产品采出口36采出产品。在废酸塔5抽出废酸。脱重塔4是35-40个理论级的精馏柱。整个提纯系统工作压力在100~200kpa(表压)。
表2

实施例3在初醋酸19保持表3中的组成，是一种与表1相比，含水更低的闪蒸产物，按本发明的工艺流程进行试验，见流程图2，吸收液来自脱轻塔2底部出口的湿醋酸21的分流，约是初醋酸19的4％wt。测定各个物流的组成。
表3

实施例4在初醋酸19保持表4中的组成，是一种与表3尽量接近的组分。按照本发明的工艺流程进行和实施步骤试验，吸收液来自脱水塔3冷凝液槽15中的管道33含水的稀醋酸的分流，流量约是初醋酸的1％。测定各个物流的组成。
表4

实施例5在初醋酸19保持表5中的组成。按照本发明的工艺流程进行和实施步骤试验，吸收液来自脱轻塔2底部出口的湿醋酸21的分流，流量约是初醋酸的4wt％。测定各个物流的组成。
表5

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.改进的醋酸提纯方法，包括现有提纯工艺中的脱轻相步骤、脱水步骤、脱重相步骤，其中在脱轻相步骤前增加一吸收和汽提步骤，通过闪蒸产生含醋酸45-55％的初醋酸先进入到该吸收和汽提步骤中，与进入吸收和汽提步骤中的吸收液一起进行吸收和汽提；吸收和汽提后形成的气相物料进入脱轻相步骤，而形成的液相物料返回反应系统。
2.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中所述吸收和汽提步骤在沸腾状态下进行，通过加入蒸汽量和控制吸收温度来保持重相物料的浓度和流量。
3.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中吸收液的流量为含醋酸45-55％的初醋酸流量的1-10wt％。
4.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中所述吸收和汽提步骤是在一个多动能塔内进行，所述吸收液从塔顶加入，气相出料从塔顶出，液相物料由塔底返回反应系统。
5.根据权利要求4所述的醋酸提纯方法，其中所述多功能塔具有1-5个理论级数。
6.根据权利要求4所述的醋酸提纯方法，其中所述多功能塔具有2-3个理论级数。
7.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中吸收液是一外加物料，其可以是脱轻相步骤中底部出口的湿醋酸或者是脱轻相步骤中经过倾析后所产生的含水的稀醋酸或者是脱水步骤中经过冷凝后的含水的稀醋酸。
8.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中所述脱轻相步骤中添加产品醋酸量的0.05-0.15wt％的甲醇。
9.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中所述脱轻相步骤中还包含一倾析步骤，脱轻相步骤所产生的含水和醋酸为主的低密度相以及含碘甲烷和醋酸甲酯为主的高密度相的混合相通过冷凝后进入倾析步骤进行分层，分为含水和醋酸为主的低密度相以及含碘甲烷和醋酸甲酯为主的高密度相，所述低密度相保持倾析步骤的回流后，其余回反应系统；而高密度相返回反应系统。
10.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中在倾析步骤中，保持温度在28-36℃。
11.根据权利要求8所述的醋酸提纯方法，其中所述脱轻相步骤在一脱轻塔进行，所述气相物料进入脱轻塔的中上部，该脱轻塔含有精馏塔的提留段和精馏段，其中气相物料进口以上为精馏段，以下为提留段。
12.根据权利要求11所述的醋酸提纯方法，其中脱轻塔具有15-30个理论级数，其中精馏段具有5-15个理论级数，提留段具有10-25理论级数。
13.根据权利要求11所述的醋酸提纯方法，其中脱轻塔具有20-30个理论级数，其中精馏段具有5-10个理论级数，提留段具有10-15理论级数。
14.根据权利要求12所述的醋酸提纯方法，其中甲醇加入的位置是在提留段的中间位置，即离开塔釜4-8个理论级数的位置。
15.根据权利要求12所述的醋酸提纯方法，其中甲醇加入的位置是在提留段的中间位置，即离开塔釜5-6个理论级数的位置。
16.根据权利要求9所述的醋酸提纯方法，其中在倾析步骤中保持加水，加水量等于反应系统中副反应使用的水量、产物和副产物带走的水量的总量减去原料带入的水量。
17.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中在脱水步骤中，保持回流物流的温度在30-50℃。
18.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中所述脱水步骤是在一脱水塔内进行的，该脱水塔分为精馏段和提留段，并具有25-35个理论级数，其中所述湿醋酸进料口以上为精馏段，具有10-15个理论级数；以下为提留段，具有10-20个理论级数。
19.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中所述脱水步骤是在一脱水塔内进行的，该脱水塔分为精馏段和提留段，并具有23-28个理论级数，其中所述湿醋酸进料口以上为精馏段，具有11-13个理论级数；以下为提留段，具有12-15个理论级数。
20.根据权利要求19所述的醋酸提纯方法，其中在脱水步骤中，甲醇的加入量为醋酸产出量的0.05-0.1wt％；其加入的位置位于提留段的中间位置。
21.根据权利要求20所述的醋酸提纯方法，其中甲醇加入的位置允许上下变动1个理论级数。
22.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中在脱水步骤中，通过调节所述脱水塔塔底再沸器的热量和回流的流量，保证脱水后得到的干醋酸中水含量小于600ppm、醋酸甲酯含量小于100ppm、碘甲烷含量小于20ppb。
23.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中脱重相步骤直接从塔顶冷凝液储槽采出产品醋酸，其采出的产品醋酸温度小于50℃。
24.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中脱重相步骤所使用的脱重塔具有30-45个理论级。
25.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中整个提纯过程的工作压力在表压0或加压。
26.根据权利要求1所述的醋酸提纯方法，其中整个提纯过程的工作压力为100-200kpa。
全文摘要
一种改进的醋酸提纯方法，包括现有提纯工艺中的脱轻相、脱水、脱重相步骤，其中在脱轻相步骤前增加一吸收和汽提步骤，通过闪蒸产生的初醋酸先进入到该吸收和汽提步骤中，与进入吸收和汽提步骤中的吸收液一起进行吸收和汽提；吸收和汽提后形成的气相物料进入脱轻相步骤，而形成的液相物料返回反应系统。公开的装置，包含精制系统的脱轻塔、脱水塔、脱重塔和废酸塔及涤气系统和设置脱轻塔顶部设置的倾析器，其在脱轻塔前增加一多功能塔。本发明可以适应低压甲醇羰基化合成醋酸技术的催化剂组成任何一个变化范围，尤其是高碘甲烷浓度、高醋酸甲酯浓度、低水浓度催化剂体系。合成醋酸的反应产率提高，反应的副产物更少，同时改善设备，降低能耗。
文档编号C07C51/44GK1944374SQ200610029929
公开日2007年4月11日 申请日期2006年8月10日 优先权日2006年8月10日
发明者陈大胜, 曹智龙, 刘艳, 吴文晶 申请人:上海吴泾化工有限公司