[發明專利]醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾方法及其系統

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• 申請號: 201910969734.3
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110538479A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 蔣俊彥;史少君;周岳;高卓鵬;李靖;李想;鄒獻奎
• 申請（專利權）人: 上海齊耀膨脹機有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/32;C07C51/43;C07C51/44;C07C53/08
• 代理公司: 31247 上海華祺知識產權代理事務所
• 代理人: 劉衛宇<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾方法，包括：醋酸溶液從精餾塔中部進料，精餾塔對醋酸溶液進行精餾濃縮；精餾塔的一部分塔釜液作為塔底產品從精餾塔排出，另一部分塔釜液從精餾塔進入塔底再沸器；精餾塔的塔頂氣體進入壓縮機，經壓縮機壓縮升溫后的蒸汽直接進入塔底再沸器，對進入塔底再沸器的塔釜液加熱，蒸汽被冷凝，被加熱的塔釜液回流到塔釜；蒸汽冷凝后的冷凝液進入回流罐中，一部分冷凝液作為塔頂產品從回流罐排出，另一部分冷凝液作為回流從回流罐返回到精餾塔的塔頂。本發明還公開了一種醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾系統。采用上述技術方案后，達到了以較低的成本實現節約能耗的目的。

技術領域

本發明涉及醋酸濃縮的精餾技術。

背景技術

醋酸是一種重要的溶劑，在對二甲苯氧化生產對苯二甲酸的過程中，通常采用醋酸作為反應的溶劑。對二甲苯的氧化反應會產生大量的水，造成了醋酸溶劑的稀釋。為了維持醋酸水溶液中的醋酸濃度，通常采用精餾的方法進行醋酸濃縮。

常壓下醋酸沸點118℃，水的沸點是100℃，醋酸-水體系的相對揮發度不大，且醋酸具有較強的締合作用，因此采用常規精餾需要較多的塔板數和較高的回流比，能耗較大。為了節能，在一些工藝里采用共沸精餾的方法實現醋酸和水的分離，共沸劑通常采用醋酸酯類。共沸精餾雖然可以減少能耗，但醋酸酯類共沸劑價格較高且為易燃介質，從而增加了分離的額外成本。還有一些工藝采用多效泵精餾或多效熱泵精餾，但這兩種方式會導致設備投資的大幅增加。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾方法及其系統，其降低了醋酸在濃縮過程的能耗，且實施成本低。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，提供了一種醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾方法，包括以下步驟：

醋酸溶液從精餾塔中部進料，精餾塔對醋酸溶液進行精餾濃縮；

精餾塔的一部分塔釜液作為塔底產品從精餾塔排出，另一部分塔釜液從精餾塔進入塔底再沸器；

精餾塔的塔頂氣體進入壓縮機，經壓縮機壓縮升溫后的蒸汽直接進入塔底再沸器，對進入塔底再沸器的塔釜液加熱，蒸汽被冷凝，被加熱的塔釜液回流到塔釜；

蒸汽冷凝后的冷凝液進入回流罐中，一部分冷凝液作為塔頂產品從回流罐排出，另一部分冷凝液作為回流從回流罐返回到精餾塔的塔頂。

根據本發明的另一方面，提供一種醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾系統，包括精餾塔、塔底再沸器和回流罐；精餾塔的塔頂設有氣相出口和回流口，精餾塔的中部設有原料入口，精餾塔的塔底設有出液口和進液口；其特點在于，醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾系統包括壓縮機，壓縮機設置在精餾塔的塔頂，壓縮機的入口與精餾塔的氣相出口連通；塔底再沸器的熱端入口與壓縮機的出口連通，塔底再沸器的熱端出口與回流罐的入口連通；塔底再沸器的冷端入口與精餾塔的出液口連通，塔底再沸器的冷端出口與精餾塔的進液口連通；回流罐與精餾塔的回流口連通，回流罐用于將一部分液體作為塔頂產品從回流罐排出，另一部分液體作為回流返回到精餾塔。

采用上述技術方案后，使得本發明包括以下優點：

1、本發明實施例在現有醋酸濃縮精餾塔的基礎上增設了壓縮機，作為塔頂氣體增壓的熱泵，用壓縮機對塔頂蒸汽直接壓縮，大幅提高了塔頂蒸汽的壓力和溫度，再用增壓后的塔頂蒸汽直接對精餾塔塔底再沸器供熱，從而達到了以較低的成本實現節約能耗的目的；

2、本發明實施例通過對壓縮機的入口壓力和出口壓力進行控制，使得經壓縮機壓縮升溫后進入塔底再沸器的蒸汽的溫度能保持穩定，從而使得醋酸產品的濃度也保持穩定，保證了精餾后的醋酸產品的質量。

附圖說明

圖1示出了本發明一種醋酸濃縮的壓縮式熱泵精餾系統的一個實施例的結構示意圖。