[發(fā)明專利]一種羰基合成醋酸中產(chǎn)生廢液的處理系統(tǒng)及處理方法和用途

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710015982.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN106810448A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華超;白芳;陸平;曹文林;尤傳學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所;山東揚(yáng)子化工有限公司
• 主分類號(hào): C07C69/14
• 分類號(hào): C07C69/14;C07C67/08;C07C69/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)廢酸的回收利用領(lǐng)域，尤其涉及一種羰基合成醋酸中產(chǎn)生廢液的處理系統(tǒng)及處理方法和用途。

背景技術(shù)

甲醇羰基合成醋酸工藝是目前國(guó)際上比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，該工藝以甲醇和一氧化碳作為原料，采用銠-碘催化體系，經(jīng)過(guò)均相混合反應(yīng)生成質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)99.8％的醋酸。精餾系統(tǒng)成品塔的廢液由于組分復(fù)雜，處理方法不盡相同。國(guó)內(nèi)部分廠家對(duì)精餾廢液的處理有兩種方法：一是將廢液與天然氣伴燒排放，這種方法實(shí)施難度較大，由于廢液的強(qiáng)腐蝕性，焚燒爐選型困難，投用后故障率高，不利于環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益差；二是將此部分廢液廉價(jià)外售。由于廢液中丙酸和醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和高達(dá)70％。而醋酸、丙酸都是重要的有機(jī)化工原料，因此對(duì)此部分廢液中的丙酸進(jìn)行有效回收利用是一種更好的選擇。

現(xiàn)有處理羰基化醋酸廢液的工藝和方法有很多，CN100546968C公開了一種從甲醇低壓羰基化法產(chǎn)生的廢醋酸分離提取醋酸和丙酸的方法，其采用三步精餾工藝分離提純乙酸和丙酸，但其過(guò)程復(fù)雜，在精餾第二步塔底取深色丙酸，雜質(zhì)較多，丙酸純度難以保證。且精餾提純乙酸和丙酸溫度控制范圍很小，無(wú)法在大生產(chǎn)中運(yùn)用。CN104672078A公開了一種羰基合成醋酸副產(chǎn)物提純制丙酸的工藝，將羰基合成醋酸副產(chǎn)物即廢醋酸經(jīng)一步蒸餾工藝和一步精餾工藝提純制丙酸，與三步精餾相比，雖減少了工藝，節(jié)約成本，但是能耗太大。CN104529742A公開了用刮板薄膜蒸發(fā)器連續(xù)處理甲醇低壓羰基法的廢酸的方法，其采用一步蒸發(fā)兩步精餾的工藝，雖然對(duì)醋酸重組分縮合物有較好的處理效果，但是工藝成本太高，能耗大。

醋酸甲酯和丙酸甲酯是重要的溶劑和有機(jī)化工原料。在工業(yè)上常用作硝酸纖維素和醋酸纖維素的快干性溶劑，廣泛用于紡織、香料、醫(yī)藥及食品等行業(yè)。目前國(guó)內(nèi)進(jìn)口量逐年上升，價(jià)格明顯升高。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中工藝復(fù)雜、能耗大、產(chǎn)物純度低、經(jīng)濟(jì)效益差的缺陷，第一方面，本發(fā)明提供了一種羰基合成醋酸中產(chǎn)生廢液的處理系統(tǒng)，包括依次連接的脫重單元、酯化單元和分離單元，其中所述脫重單元包括降膜蒸發(fā)器，所述酯化單元包括酯化反應(yīng)塔，所述分離單元包括分餾塔。

第二方面，本發(fā)明提供了一種羰基合成醋酸中產(chǎn)生廢液的處理方法，包括以下步驟：

(1)將羰基合成醋酸中產(chǎn)生的廢液進(jìn)行脫重處理，得到重組分和輕組分；

(2)將步驟(1)所得輕組份和甲醇混合，進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到含有甲酸酯的混合液；

(3)將步驟(2)所得含有甲酸酯的混合液進(jìn)行分餾，分別得到醋酸甲酯和丙酸甲酯。

本發(fā)明所述處理方法提供了一個(gè)處理工業(yè)廢液的新途徑，即以羰基合成醋酸的廢液為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)和物理分離得到丙酸甲酯和醋酸甲酯，極大地減少了羰基合成醋酸裝置中排放出的工業(yè)廢液，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。充分利用廢液中的乙酸和丙酸制備價(jià)值更高的醋酸甲酯和丙酸甲酯，純度均大于97wt％，廢液的轉(zhuǎn)化率在90wt％以上，處理后醋酸的含量降低到500ppm以下。且本發(fā)明所述處理方法在羰基合成醋酸副產(chǎn)物回收工藝中，尚未見(jiàn)報(bào)道。本發(fā)明所述方法的處理對(duì)象可推廣至同時(shí)含有丙酸和醋酸的工業(yè)廢酸或?qū)嶒?yàn)室廢液。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述羰基合成醋酸的廢液為羰基合成醋酸工藝中精餾系統(tǒng)成品塔的廢液。精餾系統(tǒng)成品塔的廢液中丙酸和醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和高達(dá)70％，對(duì)此部分廢液中的丙酸和醋酸進(jìn)行有效回收利用進(jìn)一步提高本發(fā)明的資源化程度。

優(yōu)選地，所述羰基合成醋酸的廢液含有輕組份和重組份；所述輕組份為沸點(diǎn)在150℃以下的物質(zhì)，包括醋酸和丙酸；所述重組分為沸點(diǎn)高于150℃的物質(zhì)。

醋酸的沸點(diǎn)為117.9℃，丙酸的沸點(diǎn)為141.1℃，以150℃為臨界溫度進(jìn)行脫重將廢液初步分離成重組分和輕組分，廢液中丙酸和醋酸全部進(jìn)入輕組分。

優(yōu)選地，所述羰基合成醋酸的廢液中醋酸和丙酸的總質(zhì)量所占比例大于等于75wt％。廢液中醋酸和丙酸的總質(zhì)量所占比例大于等于75wt％時(shí)回收利用的價(jià)值高，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)廢液的轉(zhuǎn)化率在94wt％以上，處理后醋酸的含量降低到400ppm以下。

優(yōu)選地，所述重組分包括聚合物，優(yōu)選酸酐聚合物和/或聚酯。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述脫重處理在脫重單元中進(jìn)行。

優(yōu)選地，步驟(1)所述脫重處理具體包括將羰基合成醋酸中產(chǎn)生的廢液從脫重單元頂部進(jìn)入，在3.0～4.0KPa的壓力下，調(diào)節(jié)底部物料出口溫度為145.0～150.0℃，從底部物料出口得到重組分。

優(yōu)選地，步驟(1)所得重組分排出所述脫重單元。