专利名称：一种乙酸乙酯的纯化方法
技术领域：
本发明涉及一种乙酸乙酯的纯化方法，该工艺方法是从粗酯原料(乙酸乙酯-乙 醇-水的混合物)通过精馏过程生产乙酸乙酯的节能工艺方法。
背景技术：
目前广泛采用的乙酸乙酯精制方法(图1)是以反应粗酯(乙酸乙酯-乙醇-水 的混合物)为原料，反应粗酯静置分相后的油相进乙酸乙酯精制塔，精制塔塔釜得到乙酸 乙酯产品。精制塔塔顶采出乙酸乙酯-乙醇-水的混合物，冷却分相后，油相一部分作为回 流返回精制塔塔顶，另一部分作为头油采出返回至酯化反应工序。分相所得水相进废水汽 提塔，回收其中的乙酸乙酯和乙醇。其最大缺陷为大量乙酸乙酯(约占精制塔塔釜乙酸乙 酯量的50% )在精制塔和反应工序之间循环；其次，上述方法乙酸乙酯一次收率低，操作能 耗高。目前较为先进的乙酸乙酯精制过程能耗约为1. 2吨蒸汽/吨乙酸乙酯产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种乙酸乙酯的纯化方法，该工艺方法是从粗酯原料(乙酸 乙酯-乙醇-水的混合物)中纯化得到乙酸乙酯产品，克服了已有技术的缺点，在常规乙 酸乙酯精馏工艺基础上，突破性地将差压热集成和萃取精馏技术应用到乙酸乙酯精馏过程 中，显著降低操作能耗。本发明提供的工艺方法具有显著的实用性及经济效益。本发明提供的一种乙酸乙酯的纯化方法是从粗酯原料(乙酸乙酯-乙醇-水的混 合物)中纯化得到乙酸乙酯产品，其特征在于1)至少包括乙酸乙酯精馏塔TlOl、乙醇回收塔T102和乙酸乙酯回收塔T103 ；2)所说的乙酸乙酯精馏塔、乙酸乙酯回收塔之间热集成操作，乙酸乙酯精馏塔塔 顶气相作为乙酸乙酯回收塔塔釜加热热源，为乙酸乙酯回收塔提供所需热量；或者乙酸乙 酯回收塔塔顶气相作为乙酸乙酯精馏塔塔釜加热热源，为乙酸乙酯精馏塔提供所需热量；3)所说的乙酸乙酯精馏塔塔顶馏出乙酸乙酯-乙醇-水的混合物，塔釜得到乙酸 乙酯产品；4)所说的乙酸乙酯回收塔为萃取精馏塔，采用水为萃取剂，水从塔顶或者塔顶与 进料之间加入，塔顶馏出乙酸乙酯和水的混合物，塔釜排出乙醇和水的混合物；5)所说的乙醇回收塔用于回收乙酸乙酯回收塔塔釜物料中的乙醇，乙醇回收塔塔 顶采出乙醇-水混合物，塔釜排放废水。塔釜排出的废水经冷却后，一部分作为萃取剂循环 使用，另一部分出装置。本发明所说的乙酸乙酯回收塔进料为乙酸乙酯精馏塔塔顶馏出乙酸乙酯-乙 醇-水的混合物。本发明可以向原料(乙酸乙酯-乙醇-水的混合物)中加入洗涤水以促进原料分 相，将原料中的部分乙醇萃取到水相中，从而降低乙酸乙酯精制过程中分离乙醇的难度。洗 涤水19可以先与原料粗酯12混合后再一起进入分相罐V100，也可以分别进入VlOO然后再混合分相。还可以将分相罐VlOO设计为立式结构，洗涤水19由上部向下、原料粗酯12由 下部向上逆流接触，以达到充分洗涤的目的。本发明所说的原料(乙酸乙酯-乙醇-水的混合物)静置分相后的水相也进入乙 酸乙酯回收塔中部或下部，回收其中的乙酸乙酯。本发明所说的乙酸乙酯回收塔塔顶设冷凝器和分相器，乙酸乙酯回收塔塔顶馏出 气相经冷凝、分相后，油相一部分作为回流返回至乙酸乙酯回收塔塔顶，也可以不回流；另 一部分油相返回至乙酸乙酯精馏塔进料；分相后的水相返回乙酸乙酯回收塔。当乙酸乙酯 回收塔塔顶油相不回流时，萃取水进料至乙酸乙酯回收塔塔顶，或者乙酸乙酯回收塔塔顶 水相进料至乙酸乙酯回收塔塔顶。本发明乙醇回收塔塔顶得到乙醇-水混合物；塔釜排出的废水经冷却后，一部分 作为萃取剂循环使用，另一部分出装置。本发明所说的乙醇回收塔塔顶气相可以采用循环水冷却；或者乙醇回收塔塔顶气 相作为乙酸乙酯精馏塔塔釜加热热源；或者乙醇回收塔塔顶气相作为乙酸乙酯回收塔加热 热源；或者用于加热系统内其他低温流体，以降低操作能耗。本发明的操作条件为乙酸乙酯精馏塔塔顶气相作为乙酸乙酯回收塔塔釜加热热 源，乙酸乙酯精馏塔的塔顶操作压力为90 900kPa ；乙酸乙酯回收塔的塔顶操作压力为 30 400kPa ；乙醇回收塔的塔顶操作压力为90 1200kPa。除特殊说明外，本发明中所有 压力均指绝对压力。本发明的一种典型的操作条件为乙酸乙酯回收塔塔顶气相作为乙酸乙酯精馏塔 塔釜加热热源，乙酸乙酯精馏塔的塔顶操作压力为30 400kPa ；乙酸乙酯回收塔的塔顶操 作压力为90 900kPa ；乙醇回收塔的塔顶操作压力为90 1200kPa。本发明所说的乙醇回收塔塔顶气相可以采用循环水冷却；或者乙醇回收塔塔顶气 相作为乙酸乙酯精馏塔塔釜加热热源；或者乙醇回收塔塔顶气相作为乙酸乙酯回收塔加热 热源；或者用于加热系统内其他低温流体，以降低操作能耗。例如乙醇回收塔塔顶气相用 于加热乙酸乙酯精馏塔进料；乙醇回收塔塔顶气相用于加热乙酸乙酯回收塔回流液，乙醇 回收塔塔顶气相作为酯化反应工序酯化塔加热热源。本发明提供的工艺方法，回收能量、降低蒸汽消耗、减小循环水消耗的节能工艺方 法包括但不限于以下方法，所采用的节能工艺方法可以是下列的全部、或者是它们的各种 可能的组合(1)乙酸乙酯产品2给TlOl进料20预热。(2)乙酸乙酯产品2给T102进料30预热。(3)乙酸乙酯产品2给分相器VlOl油相沈预热。(4)乙酸乙酯产品2给分相器VlOl水相四预热。(5)乙酸乙酯产品2给T103回流液27预热。(6)T102 釜液；35 给 TlOl 进料 20 预热。(7)Τ102釜液35给分相器VlOl油相沈预热。(8)Τ102釜液35给分相器VlOl水相四预热。(9)Τ102釜液35给Τ103回流液27预热。(10)Τ102 釜液；35 给 Τ102 进料 30 预热。
(11)T103塔顶气相23给TlOl进料20预热。(12)T103塔顶气相23给分相器VlOl油相沈预热。(13) Τ103塔顶气相23给分相器VlOl水相四预热。(14)Τ103塔顶气相23给Τ103回流液27预热。(15)Τ102塔顶气相31给TlOl塔釜加热。(16)Τ102塔顶气相31给Τ103塔釜加热。(17)Τ102塔顶气相31给TlOl进料20预热。(18)Τ102塔顶气相31给分相器VlOl油相沈预热。(19)Τ102塔顶气相31给分相器VlOl水相四预热。(20)Τ102塔顶气相31给Τ103回流液27预热。(21)加热蒸汽凝液给TlOl进料20预热。(22)加热蒸汽凝液给Τ102进料30预热。(23)加热蒸汽凝液给Τ103进料22预热。(24)加热蒸汽凝液给VlOl油相沈预热。(25)加热蒸汽凝液给Τ103回流液27预热。(26) Τ103塔顶气相23的凝液M给VlOl油相沈预热。(27) Τ103塔顶气相23的凝液M给Τ103回流液27预热。本发明克服了已有技术的缺点，相对于粗酯原料，本发明提供的工艺方法，乙酸乙 酯精制过程一次收率几乎为100%，避免了大量乙酸乙酯在系统内循环。由于差压热集成工 艺和萃取精馏工艺的应用，本发明提供的工艺方法将乙酸乙酯精制过程操作能耗降至0. 55 吨蒸汽/吨乙酸乙酯产品，较目前先进的乙酸乙酯精制方法降低操作能耗50%以上。加上 无乙酸乙酯返回反应工序，可使反应工序能耗降低30%以上。因此，本发明提供的乙酸乙酯 精制工艺方法具有显著的实用性及经济效益。
图1是已有技术采用的乙酸乙酯精制工艺方法流程图。图2是本发明提供的一种乙酸乙酯精制工艺方法，TlOl和Τ102塔顶物料蒸汽分 别作为Τ103塔釜再沸器加热热源。图3是本发明提供的一种乙酸乙酯精制工艺方法，TlOl塔顶物料蒸汽作为Τ103塔 釜再沸器加热热源。Τ102塔顶物料蒸汽作为反应工序酯化塔加热热源。
具体实施例方式本发明的具体实施方案参照附图详细说明如下，但仅作说明而不是限制本发明。如图1所示，已有技术采用的是以粗酯(乙酸乙酯-乙醇-水的混合物)原料12 在分相罐VlOO中静置分相，油相1进乙酸乙酯精制塔C101，ClOl塔釜得到乙酸乙酯产品 2。ClOl塔顶气相3经冷凝器Ε102冷凝，凝液4经Ε103冷却后进分相罐VlOl。VlOl油相 6分为两股，一股油相作为ClOl回流液7返回ClOl塔顶，另一股油相作为头油8采出，头油 8返回至酯化反应工序。VlOO水相13和VlOl水相9都进入废水汽提塔C102，C102塔顶气 相10也进Ε102冷凝。C102塔釜排放废水11。
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这种常规工艺方法的最大缺陷为大量乙酸乙酯(约占精制塔塔釜乙酸乙酯量的 50% )在精制塔和反应工序之间循环；造成乙酸乙酯一次收率很低，操作能耗高。按图1所 示工艺方法，目前较为先进的乙酸乙酯精制过程能耗约为1. 2吨蒸汽/吨乙酸乙酯产品。本发明如图2，图3所示，本发明提供了一种乙酸乙酯的纯化方法是从粗酯原料 (乙酸乙酯-乙醇-水的混合物)中纯化得到乙酸乙酯产品。整个乙酸乙酯精制系统至少 包括乙酸乙酯精馏塔T101、乙醇回收塔T102和乙酸乙酯回收塔T103及其配套设备组成。 T101、T103之间差压热集成操作，由乙酸乙酯精馏塔塔釜得到乙酸乙酯产品。Τ101、Τ103之 间差压热集成操作的方法可以是TlOl塔顶物料蒸汽3给Τ103塔釜再沸器Ε106加热；或者 是Τ103塔顶物料蒸汽23给TlOl塔釜再沸器ElOl加热。TlOl和Τ103两台塔只有其中的 一台塔需要外部蒸汽加热，另一台塔不需要输入外供蒸汽，有效降低了操作能耗。本发明用水作为萃取剂，在Τ103塔采用萃取精馏的方法分离TlOl塔顶馏出的乙 酸乙酯-乙醇-水的混合物。由于水的萃取作用，极性较强的乙醇被水萃取至Τ103塔釜， Τ103塔顶馏出乙酸乙酯-水的混合物23，仅含有微量乙醇。23冷凝液M冷却后进分相器 V101，一部分油相27作为Τ103回流返回Τ103塔顶，也可以不返回；其余油相28采出并返 回TlOl塔。VlOl分离出的水相四进入Τ103上部或顶部。Τ103塔塔釜排出乙醇-水的混 合物，仅含有微量乙酸乙酯，去Τ102塔。Τ102塔塔顶采出为乙醇、水混合物，含有微量乙酸 乙酯。Τ102塔釜为废水35，一部分废水36经换热、冷却后返回Τ103作为萃取剂循环使用， 另一部分废水37出装置。本发明提供了一种乙酸乙酯精制工艺方法详细描述如下应用实施例1图2，TlOl和Τ102塔顶物料蒸汽分别作为Τ103塔釜再沸器加热热源。第一塔为乙酸乙酯精馏塔Τ101，第二塔为乙醇回收塔Τ102、第三塔为乙酸乙酯回 收塔Τ103。粗酯(乙酸乙酯-乙醇-水的混合物)原料12中加入洗涤水19，混合后进入分相 罐VlOO中静置分相，油相1与来自Τ103塔顶油相出料观混合后一起(或分别)进入TlOl 中部。TlOl塔釜通过再沸器ElOl用蒸汽加热，TlOl塔釜得到乙酸乙酯产品2。TlOl塔顶 气相3经热集成换热器Ε106冷凝，凝液4经进回流罐V103。凝液4分为两股，一部分作为 TlOl回流液21返回TlOl塔顶，另一股22采出去Τ103中部。 Τ103塔顶气相23经冷凝器Ε102冷凝，凝液M经Ε103冷却，凝液冷却液25进分 相罐VlOl分相，油相沈分为两股，一股油相作为Τ103回流液27返回Τ103塔顶，另一股油 相28作为Τ103塔顶出料，物流28返回TlOl进料。VlOO水相13进入Τ103塔下部或中部。 VlOl水相四进入Τ103塔上部或顶部。Τ103塔釜出料30进Τ102中部。Τ102塔顶气相31通过热集成换热器Ε105也给Τ103塔釜加热，物流31凝液32进 回流罐V102。凝液32分为两股，一部分作为Τ102回流液33返回Τ102塔顶，另一股34为 回收乙醇。Τ102塔釜液为废水35，物流35分为两股，一股废水36经冷却器Ε107冷却后作 为循环萃取剂38进入Τ103塔顶部或者进入Τ103塔顶与物流22进料位置之间；另一股废 水37出装置。以下给出了实施例1各主要设备的一种典型操作条件TlOl塔顶操作压力500kPa，塔顶操作温度为121 °C，塔釜操作温度139°C。
T102塔顶操作压力400kPa，塔顶操作温度119°C，塔釜操作温度146°C。T103塔顶操作压力为常压，塔顶操作温度84°C，塔釜操作温度98°C。VlOO操作压力为常压，操作温度38°C。VlOl操作压力为常压，操作温度38°C。应用实施例2:本发明提供了一种乙酸乙酯精制工艺方法，TlOl塔顶物料蒸汽作为T103塔釜再 沸器加热热源。T102塔顶物料蒸汽作为反应工序酯化塔加热热源(图3)。实施例2各主要设备的典型操作条件与实施例1相同。采用本发明提供的乙酸乙酯纯化方法与目前广泛采用两塔乙酸乙酯精制工艺操 作能耗对比如下目前广泛采用的常规两塔乙酸乙酯精制工艺，生产乙酸乙酯的蒸汽耗量约1. 2吨
蒸汽/吨乙酸乙酯产品。采用本发明提供的乙酸乙酯纯化方法，蒸汽耗量约0. 55吨蒸汽/吨乙酸乙酯产
P
ΡΠ O采用本发明提供的乙酸乙酯纯化方法与目前广泛采用的常规两塔乙酸乙酯精制 工艺方法对比，按10万吨/年乙酸乙酯装置计算(乙酸乙酯产量为12. 5吨/小时，年操作 时数按8000小时)乙酸乙酯精制过程能耗降低了(1. 2-0. 55)/1. 2X 100%^ 54%0每年可节省蒸汽(1. 2-0. 55)吨/吨xlO万吨/年=0. 65吨/吨X 10万吨/年=6. 5万吨/年按每吨蒸汽150元计算，每年可节省蒸汽费用6. 5万吨/年X150元/吨=975万元/年。上述节省费用还未计入因减少大量乙酸乙酯在反应工序与精制工序循环带来的 能耗降低效益。如果计入上述能耗降低经济效益，每年节能效益将达到1500万元以上。本发明提供了一种乙酸乙酯的纯化方法，具有极其显著经济效益。结合实施例加 以具体说明，相关领域的人员完全可以根据本专利提供的方法进行适当改动或变更与组 合，来实现本专利技术。需要特别说明的是，所有这些通过对本专利提供的工艺流程进行相 类似的改动或变更与组合，对本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为在本发明的精 神、范围和内容中。
权利要求
1.一种乙酸乙酯的纯化方法，该工艺方法是以乙酸乙酯-乙醇-水的混合物的粗酯为 原料纯化得到乙酸乙酯产品，其特征在于1)至少包括乙酸乙酯精馏塔(TlOl)、乙醇回收塔(T102)和乙酸乙酯回收塔(T103)；2)所说的乙酸乙酯精馏塔、乙酸乙酯回收塔之间热集成操作，乙酸乙酯精馏塔塔顶气 相作为乙酸乙酯回收塔塔釜加热热源，为乙酸乙酯回收塔提供所需热量；或者乙酸乙酯回 收塔塔顶气相作为乙酸乙酯精馏塔塔釜加热热源，为乙酸乙酯精馏塔提供所需热量；3)所说的乙酸乙酯精馏塔塔顶馏出乙酸乙酯-乙醇-水的混合物，塔釜得到乙酸乙酯产品 ；4)所说的乙酸乙酯回收塔为萃取精馏塔，采用水为萃取剂，水从塔顶或者塔顶与进料 之间加入，塔顶馏出乙酸乙酯和水的混合物，塔釜排除乙醇和水的混合物；5)所说的乙醇回收塔用于回收乙酸乙酯回收塔塔釜物料中的乙醇，乙醇回收塔塔顶采 出乙醇-水混合物，塔釜排放废水。
2.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于所说的乙酸乙酯回收塔进料为乙酸乙 酯精馏塔塔顶馏出乙酸乙酯-乙醇-水的混合物。
3.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于向原料乙酸乙酯-乙醇-水的混合物 中加入洗涤水以促进原料分相。
4.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于所说的原料乙酸乙酯-乙醇-水的混 合物静置分相后的水相也进入乙酸乙酯回收塔，回收其中的乙酸乙酯。
5.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于所说的乙酸乙酯回收塔塔顶设冷凝器 和分相器，乙酸乙酯回收塔塔顶馏出气相经冷凝、分相后，油相一部分作为回流返回至乙酸 乙酯回收塔塔顶，或不回流；另一部分油相返回至乙酸乙酯精馏塔进料；分相后的水相返 回乙酸乙酯回收塔。
6.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于乙醇回收塔塔顶得到乙醇-水混合物； 塔釜排出的废水经冷却后，一部分作为萃取剂循环使用，另一部分出装置。
7.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于所说的乙醇回收塔塔顶气相采用循环 水冷却；或者乙醇回收塔塔顶气相作为乙酸乙酯精馏塔塔釜加热热源；或者乙醇回收塔塔 顶气相作为乙酸乙酯回收塔加热热源；或者用于加热系统内其他低温流体，以降低操作能耗。
8.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于操作条件为乙酸乙酯精馏塔塔顶气 相作为乙酸乙酯回收塔塔釜加热热源，乙酸乙酯精馏塔的塔顶操作压力为90 900kPa ； 乙酸乙酯回收塔的塔顶操作压力为30 400kPa ；乙醇回收塔的塔顶操作压力为90 1200kPao
9.按照权利要求1所说的工艺方法，其特征在于操作条件为；乙酸乙酯回收塔塔顶气 相作为乙酸乙酯精馏塔塔釜加热热源，乙酸乙酯精馏塔的塔顶操作压力为30 400kPa ； 乙酸乙酯回收塔的塔顶操作压力为90 900kPa ；乙醇回收塔的塔顶操作压力为90 1200kPao
全文摘要
本发明涉及一种乙酸乙酯的纯化方法。从乙酸乙酯-乙醇-水的混合物中纯化得到乙酸乙酯产品。它至少包括乙酸乙酯精馏塔、乙酸乙酯回收塔和乙醇回收塔及其配套设备。乙酸乙酯精馏塔、乙酸乙酯回收塔之间热集成，由乙酸乙酯精馏塔塔釜得到乙酸乙酯产品。乙酸乙酯回收塔采用水为萃取剂，进行萃取精馏操作，塔顶回收乙酸乙酯，塔釜排放乙醇-水混合物去乙醇回收塔。乙醇回收塔塔釜得到乙醇-水混合物，塔釜废水一部分循环使用，其他排放、出装置。加上系统内其他换热、节能的应用极大地降低了操作能耗。本发明操作能耗降至0.55吨蒸汽/吨乙酸乙酯产品，较目前乙酸乙酯精制方法降低能耗50％以上，加上无乙酸乙酯返回反应工序，可使反应工序能耗降低30％以上。
文档编号C07C67/54GK102070445SQ20111000587
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者蓝仁水, 黄贵明 申请人:蓝仁水, 黄贵明