侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮-醋酸-水的方法

摘要

本发明涉及一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮-醋酸-水的方法，步骤如下：将原料从侧线精馏塔T1的原料进料口送入塔内进行侧线出料精馏，塔顶富集液经冷凝后得到含量≥99.7%的丙酮，在侧线采出口处连续采出醋酸水溶液，塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液；再将醋酸水溶液从共沸精馏塔T2的进料口送入塔内，并与从共沸剂进料口进入的共沸剂接触完成共沸精馏，塔顶得到含共沸剂的水溶液，经冷凝器冷凝后送入分相器静置分层，上层油相得到共沸剂，一部分作为回流液返回塔内，另一部分循环使用，下层水相经处理后直接排放；塔底得到含量≥98.94%的醋酸。本发明使设备投资费用和过程能耗降低，节约成本，有效解决实际生产中固体颗粒杂质堵塞塔板或填料的现象。

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工分离方法，特别涉及一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法。 

背景技术

工业实际生产中主要以丙二酸、丙酮及醋酐为原料来合成丙二酸亚异丙酯，按这种工艺方法每生产1吨丙二酸亚异丙酯约产生4吨的废水，废水中主要含有丙酮、醋酸和水。目前对于这些废水的处理是以低价卖出，这样不仅增加了生产成本，还存在浪费资源，污染环境等问题。 

由于废水中存在醋酸和水，这两者属于典型的高度非理想性体系，醋酸不仅在液相中有强缔合作用，且在汽相中即使处于低压下其缔合作用也非常明显。因此，采用普通的处理方法很难得到含量很高的醋酸，且过程能耗较高。 

中国专利CN101306989A公开了一种加盐萃取精馏分离醋酸和水的方法，溶剂选择N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吗啉、环丁砜或叔胺类有机碱极性溶剂中的至少一种，溶剂加盐选自硫氰酸盐、醋酸盐或硝酸盐中的至少一种，经加盐萃取精馏塔及溶剂回收塔处理后，可得到质量百分浓度大于97%的醋酸。该专利可以有效的分离醋酸和水体系，但是由于过程存在盐，对设备的腐蚀较严重，且能耗过大。 

中国专利CN102153458A公开了一种以乙酸仲丁酯为萃取剂和共沸剂，采用萃取—共沸精馏回收稀醋酸的方法，通过该方法处理后，醋酸的回收率高于95%，废水中醋酸含量在0.5%以下。过程中萃取剂和共沸剂用量大， 操作控制较复杂，且对于丙酮—醋酸—水体系并不适用。 

中国专利CN102627548A公开了一种连续精馏与复合萃取精馏集成分离丙酮—乙酸—水的方法，该方法首先采用连续精馏回收丙酮，然后以环丁砜与二甲亚砜作为复合萃取剂，对乙酸和水进行萃取精馏，脱除其中的水，最后将含有醋酸的萃取剂送入溶剂回收塔处理，塔顶得到醋酸，塔底得到萃取剂。该方法虽然可以有效分离丙酮—乙酸—水，但是过程复杂，设备投资费用和操作费用高，占地面积大，能耗高，且无法脱除废水中的固体颗粒杂质，易造成塔板或填料的堵塞，影响精馏塔的稳定操作。 

发明内容

本发明的目的是为了克服以上技术上的不足，提供一种工艺简单，分离效率高，过程能耗低，且节约生产成本，能够既实现丙酮—醋酸—水的分离，又能脱除废水中的固体颗粒杂质，有效解决实际生产中固体颗粒杂质堵塞塔板或填料的现象的方法。 

本发明通过以下技术方案来实现：一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法，具体包括以下步骤：第一步，采用侧线精馏技术回收丙酮并脱除固体颗粒杂质，在侧线精馏塔顶得到含量≥99.7%的丙酮，侧线采出口处连续采出醋酸水溶液，塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液。第二步，将侧线采出口处采出的醋酸水溶液进行共沸精馏处理，以甲乙酮、醋酸丙酯及正丙醇三者组成的混合物为共沸剂，该共沸剂从塔的中下部送入塔内，与来自塔上方的醋酸水溶液完成共沸精馏，塔顶采出含共沸剂的水溶液，塔底得到含量≥98.94%的醋酸。 

本发明的进一步改进在于，包括以下步骤： 

(1)原料从所述侧线精馏塔T1的下部送入塔内进行侧线出料精馏，在塔顶得到含量≥99.7%的丙酮，在侧线采出口处连续采出醋酸水溶液，塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液； 

(2)将步骤(1)侧线处采出的醋酸水溶液从共沸精馏塔T2的上部送入塔内，并与从塔中下部进入的共沸剂接触完成共沸精馏，塔顶得到含共沸剂的水溶液，经冷凝器冷凝后送入分相器静置分层，上层油相得到共沸剂，其中一部分作为回流液返回塔内，另一部分循环使用，下层水相可经处理后直接排放；塔底得到含量≥98.94%的醋酸； 

所述步骤(2)中，共沸剂为甲乙酮、醋酸丙酯及正丙醇的混合物，其组成按体积比为0.1～0.5：0.4～0.8：0.05～0.2，最优选的体积比为0.3：0.6：0.1； 

所述步骤(2)中，醋酸水溶液与共沸剂的体积比为1～5：0.5～1，最优选的体积比2：1。 

本发明与现有技术相比具有以下优点：能有效的分离丙酮-醋酸-水体系，分离后丙酮含量达99.7%以上，总收率达95.98%以上；醋酸含量达98.94%以上，总收率达96.3%以上，共沸剂可循环使用，与中国专利CN102627548A相比，本发明将三塔精馏改为两塔精馏，不仅减少了设备投资费用，过程能耗大大降低，节约生产成本，而且有效解决了实际生产中固体颗粒杂质堵塞塔板或填料的现象。 

附图说明

图1为本发明的工艺流程图； 

图中标号：1原料；2原料进料口；3、缓冲罐；4丙酮；5醋酸水溶液；6侧线采出口；7固体颗粒杂质的溶液；8醋酸水溶液进料口；9分相 器；10、14共沸剂；11油水界面；12水；13共沸剂进料口；15醋酸。 

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。 

如图1示出了本发明侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法的具体实施方式，包括以下步骤：将原料1从侧线精馏塔T1的原料进料口2送入塔内进行侧线出料精馏，塔顶富集液经冷凝后得到含量≥99.7%的丙酮4，在侧线采出口6处连续采出醋酸水溶液5，塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液7；再将醋酸水溶液5从共沸精馏塔T2的进料口8送入塔内，并与从共沸剂进料口13进入的共沸剂14接触完成共沸精馏，塔顶得到含共沸剂的水溶液，经冷凝器冷凝后送入分相器9静置分层，上层油相得到共沸剂10，其中一部分作为回流液返回塔内，另一部分循环使用，下层水相12可经处理后直接排放；塔底得到含量≥98.94%的醋酸15。 

本发明的进一步优化步骤包括： 

所述共沸剂14为甲乙酮、醋酸丙酯及正丙醇的混合物，其组成按体积比为0.1～0.5：0.4～0.8：0.05～0.2，最优选的体积比为0.3：0.6：0.1； 

所述共沸精馏过程中醋酸水溶液5与共沸剂14的体积比为1～5：0.5～1，最优选的体积比2：1。 

实施例一：一种侧线精馏与共沸精馏集成分离丙酮—醋酸—水的方法，其具体分离方法包括以下步骤： 

(1)控制原料1的体积流量为2.0ml/min，将其从侧线精馏塔T1的原料进料口2送入塔内进行侧线出料精馏，保证塔顶采出量为0.16ml/min，侧线 采出量为1.65ml/min，塔顶可得到含量≥99.7%的丙酮4，侧线采出口6处可连续采出醋酸水溶液5，塔底按时排放含固体颗粒杂质的溶液7； 

(2)醋酸水溶液5从共沸精馏塔T2的进料口8送入塔内，控制进料量为1.65ml/min，并与从共沸剂进料口13进入的共沸剂14接触完成共沸精馏，保持醋酸水溶液5与共沸剂14的比例为2：1，塔顶可得到含共沸剂的水溶液，经冷凝器冷凝后送入分相器9静置分层，上层油相得到共沸剂10，其中一部分作为回流液返回塔内，另一部分循环使用，下层水相12可经处理后直接排放；塔底采出量为0.81ml/min，可得到含量≥98.94%的醋酸15。 

上述方法中各塔的操作参数和分离结果如表2和表3所示。 

表2各精馏塔操作参数 

表3分离过程中主要馏分的组成及含量（wt%） 

本发明方法并不受上述具体装置和工艺参数的限制，本领域技术人员根据工艺条件，可在本发明范围内对有关参数进行调整或实施相应的变换，也可根据原料液处理量的大小，按比例进行相应的放大。