[發明專利]一種乙酸乙酯生產中的精餾塔節能改造系統

有效

• 申請號: 201110220948.4
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102350076A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 趙楚榜;于冬娥;朱宏文;汪尚飛;張浩寧
• 申請（專利權）人: 江門謙信化工發展有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/32;B01D3/42;C07C69/14;C07C67/54
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明;王楚鴻

技術領域

本發明涉及一種乙酸乙酯中的精餾塔節能生產改造系統，具體是改造乙酸乙酯精餾塔的冷凝系統，將本來單個塔頂冷凝器變換成多個塔頂冷凝器，改進后的多個塔頂冷凝器按順序連接，實現氣相物料分級冷凝，分步采出。該系統通過控制循環冷卻水的流量來控制冷凝液溫度，使得氣相組分分級冷凝，同時在最后一級塔頂冷凝器中采出富含甲酯組分的物料，以控制系統中的循環的甲酯量。

背景技術

乙酸乙酯是應用最廣泛的脂肪酸酯之一,?它具有優良的溶解性能，是一種快干型工業溶劑，被廣泛用于乙基纖維、醋酸纖維、氯化橡膠、乙烯樹酯、醋酸纖維樹脂、合成橡膠等聚合物和醫藥中間體的生產；也可用于生產復印機用液體硝基纖維墨水；在紡織工業中用作清新劑；食品工業中用作特殊改性酒精的香味萃取劑；是香料工業中最重要的香料添加劑，可作為調香劑的組分。同時，乙酸乙酯也可用作粘合劑的溶劑、油漆的稀釋劑以及制造藥物、染料的原料。

目前，生產乙酸乙酯的生產工藝主要為傳統的酯化工藝。該工藝方法采用濃硫酸作為催化劑，催化活性快、能滿足產能的要求，但使用濃硫酸會使設備腐蝕嚴重，副產物不少，物耗偏大。

如圖1所示，在傳統的乙酸乙酯生產中，經過酯化工段后，生產的粗酯直接進入精餾塔6進行精制，精餾塔內的氣相部分經過單個塔頂冷凝器1，然后進入塔頂冷卻器2全冷凝后進入冷凝液收集罐3，冷凝液再通過回流泵4輸送到塔頂分相器5，分相后上層油相組分重新回流至精餾塔塔頂。

在醋酸酯生產過程中，氣相原料存在微量的甲酸和甲醇，存在的甲酸或者甲醇和對應的乙醇或者醋酸都可以生產相應的甲酯（含乙酸甲酯和甲酸乙酯）。

實驗證明，甲酯和水的互溶性較大，30℃以上時，兩者的互溶度均在20%以上，隨著溫度偏高互溶度將升至達30%以上。而兩者沸點相對較低，其中乙酸甲酯沸點57.8℃，甲酸乙酯沸點54.3℃，而乙酸乙酯的沸點為77.1℃。因此，酯化產生的系統將在酯化、精餾及回收工段循環。同時，由于甲酯的存在，甲酯和水的互溶度大的特性將導致酯化粗酯、精餾回流酯中的水分偏大，相應夾帶進其中的醇含量也將偏大，因而增加了酯化塔和精餾塔的負荷，能耗偏大。

對此，現有技術中傳統的處理方法是：當精餾塔頂甲酯含量達到一定量后，定期排放頭酯。但該措施清理效果不明顯，能耗依然沒能有效降低。

我們知道，醋酸酯生產中精餾部分能耗占整個生產工藝的90%以上，因此，改善精餾塔頂分級冷凝采出的措施對于降低精餾塔的能耗是非常必要的。

發明內容

本發明是為了克服現有技術的不足，尤其是為了一種能解決傳統乙酯生產工藝中醋酸甲酯分離率不高，又能解決能耗增加等問題，實現節能生產的精餾塔節能改造系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種乙酸乙酯生產中的精餾塔節能改造系統，包括精餾塔，于精餾塔頂上按順序串聯連接有塔頂冷凝器裝置、塔頂冷卻器、冷凝液收集罐、回流泵、塔頂分相器，從精餾塔頂出來氣相、帶有甲酯的物料依次經過塔頂冷凝器裝置、塔頂冷卻器、冷凝液收集罐、回流泵和塔頂分相器后回流至精餾塔頂內，塔頂冷凝器裝置由至少兩個依次連接的塔頂冷凝器組成，各塔頂冷凝器均通過水冷冷卻氣相物料并控制氣相物料的溫度；各塔頂冷凝器分別與塔頂冷卻器連接，各塔頂冷凝器之間相互串聯連接，于最后一個塔頂冷凝器上設有冷凝液定時采出口；各塔頂冷凝器的換熱面積依次逐漸減少。

本發明的節能改造系統旨在改進精餾塔塔頂的冷凝裝置，將本來為現有技術中的換熱面積為S₀的單個塔頂冷凝器換成n個換熱面積較小的塔頂冷凝器（按順序分別標記為C1、C2…Cn），換熱面積分別為S₁、S₂、S₃…Sn,其中，應該滿足:S_1?+?S_2?+?S_3?+…+Sn≥S₀，以滿足冷凝需求，并且n個塔頂冷凝器的相互關系為：?S_1?》S₂》S₃…》Sn。塔頂氣相物料首先經過塔頂冷凝器C1，通過控制循環水的流量，使得氣相物料溫度控制在一定的溫度，使得氣相物料大部分冷凝變為冷凝液，冷凝液再經塔頂冷卻器直接進入冷凝液收集罐，未冷凝的氣相物料繼續進入塔頂冷凝器C2，冷凝液也直接進入冷凝液收集罐…最后的氣相物料進入塔頂冷凝器Cn，液體作定時采出處理，只有少部分氣相物料回到精餾塔中。