醋酸精馏脱水塔系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型的涉及煤化工领域，具体地涉及一种具有膜分离装置的醋酸精馏脱水塔系统。
【背景技术】
[0002]精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。
[0003]精馏是利用混合物内各组分沸点不同，利用热源加热混合物，使各物料在不同温度下冷凝分离，达到要求的分离产品纯度，满足生产需要。精馏方式很多，其中蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气、液两相物系，利用物系中各组分挥发度不同的特性以实现分离的目的。按蒸馏方式可将蒸馏分为简单蒸馏，平衡蒸馏、精馏和特殊精馏。以下是特殊精馏的发展和具体分离方式。
[0004]恒沸精馏的基本原理是是在分离的混合液中加入第三组分，以提高组分间的相对挥发度，从而用精馏的方法将它们分离。恒沸精馏时，在被分离的二元混合液中加入第三组分，该组分能与原溶液中的一个或者两个组分形成最低恒沸物，从而形成了 “恒沸物-纯组分”的精馏体系。恒沸物从塔顶蒸出，纯组分从塔底排出，其中所添加的第三组分称为恒沸剂或夹带剂。
[0005]决定恒沸精馏可行性和经济性的关键是恒沸剂的选择，恒沸剂量是影响恒沸精馏过程设计的重要参数。Laroche等研宄了以苯为挟带剂的乙醇-水分离过程，得到了改变挟带剂量时轻组分相对挥发度的变化规律。
[0006]今后对于恒沸精馏的研宄方向也将与夹带剂剂量与产品质量之间的关系为重点，达到高效高产。传统的恒沸精馏法已形成规模化、机械化程度很高的无水酒精生产工艺，且产量大、质量好、生产稳定、技术成熟，其能耗低于萃取蒸馏法，成本更低。
[0007]萃取精馏与恒沸精馏基本原理相同，只是根据第三组分在精馏过程中所起的作用来与恒沸精饱进行区分。
[0008]萃取精馏是通过向精馏系统中加入适当的质量分离剂(MSA)来显著增大相对挥发度很小或者易形成共沸物的混合物组分之间的相对挥发度，使分离易于进行，从而获得产品的一种特殊精馏技术。虽然萃取精馏一方面增加了被分离组分之间的相对挥发度，使分离能够得以进行，但是，另一方面带来的最大缺点是溶剂比大，从而导致生产能力提高遇到困难，而且过程能耗大。为了解决这一弊端，对萃取精馏过程的研宄一般是从“流”即萃取精馏流程安排、萃取精馏塔的塔板结构和“场”即分离剂或溶剂的选择出发，对萃取精馏分离过程不断发展和完善。
[0009]当前的研宄热点是如何选择合适的萃取剂，选择溶剂的一般方法是先采用性质约束法划定分离混合物系所需溶剂的大致范围。对于一个被分离物系，通过这种方法往往可以得到多个适用的溶剂，然后应用计算机优化方法寻求最佳溶剂已成为研宄的方向。在萃取精馏工艺路线以及溶剂不便改动的情况下，采用高效新型的塔板内构件，是提高萃取精馏塔生产能力的有效策略。
[0010]1921年Bacchaus首先提出了反应精饱的概念，反应精饱是将化学反应与精饱分离结合在同一设备中进行的一种親合过程。20世纪70年代中期，Eastman Kodak公司首先实现了酯化和萃取精馏相结合的均相反应精馏过程工业化，70年代后期扩展到非均相体系。由于世界对MTBE需求量不断增加，从而使该技术受到了广泛关注。
[0011]催化精馏过程中伴有化学反应的过程，由于分离和反应的强烈交互作用，使得该过程的理论模拟和工程设计变得繁杂，过程的影响因素很多，对其研宄比传统的反应和精馏要困难得多。虽然催化精馏技术很早就提出了，但到目前为止，仍未建立完整的理论体系O
[0012]抽提精馏工艺是从加氢煤焦油中回收高纯度苯发展而来。由于煤焦油中芳烃含量很高，液-液抽提技术就不再适用，而极性溶剂却适用于此种情况。在抽提精馏技术中，决定的因素是溶剂改变混合物中烃类蒸汽压的能力，这种作用是由溶剂分子的极性结构所引起的，并导致溶液中所有烃类的蒸汽压降低，但程度不同。抽提精馏的原理就是首先将沸点相近的馏分脱除，然后与极性溶剂混合，提高沸点差，增大非芳烃的挥发度，并除去共沸混合物。
[0013]传统的精馏设备能耗大，热力学效率很低。对此，人们提出了许多节能措施。大量的理论分析、实验研宄以及工业应用表明，热泵精馏的节能效果十分显著。热泵精馏是把精馏塔塔顶蒸汽加压升温，使其用作塔底再沸器的热源，回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。根据热泵所消耗的外界能量不同，热泵精馏可分为蒸汽压缩式和蒸汽喷射式两种类型。
[0014]现有醋酸装置采用的脱水塔精馏工艺主要是简单的蒸馏分离，采用浮阀塔盘进行醋酸和水的分离，蒸汽能耗较高，具体操作工艺流程如下。
[0015]脱轻塔精馏段有一特殊的侧线板，它将含水和少量的碘甲烷的粗醋酸全部采出，通过粗酸集液槽经脱水塔进料泵，少部分回脱轻塔作为塔下段回流，大部分进入脱水塔，粗醋酸含水量在10%左右，粗醋酸的中的水靠浮阀塔盘通过蒸汽进行加热分离。为了避免碘化氢在脱水塔中的聚集，由低压吸收塔甲醇泵引来一股甲醇作为脱水塔的第二进料，从脱水塔下部引入，使其与碘化氢反应生成碘甲烷和水。脱水塔顶出来的气相进入脱水塔冷凝器，冷凝冷却到62°C，冷凝液经脱水塔回流槽由脱水塔回流泵，将一部分回流液回流回脱水塔的塔顶，一部分与脱轻塔分层器的轻相采出液一起由稀酸泵送至醋酸合成工序反应釜和转化釜。
[0016]脱水塔釜液为含水量小于750ppm的干燥醋酸，经成品塔进料泵送入成品塔。
[0017]从脱水塔冷凝器出来含水量较高的粗醋酸进入脱水回流罐，由于脱水塔回流罐出来的含水量30%左右的醋酸一部分回流到脱水塔上部进行脱水精馏的正常操作，一部分通过稀酸泵返回合成反应釜。以上精馏技术在不同程度存在以下二个问题:第一是能耗高，水含量高蒸汽消耗高；第二是:设备的内部构造有待进一步优化，以利于整体提高生产工艺技术和运转效率。
【发明内容】
[0018]本实用新型是在醋酸精馏脱水塔系统的进一步改进。由