共沸蒸馏和水洗相结合分离醋酸和醋酸叔丁酯的方法

摘要

共沸蒸馏和水洗相结合分离醋酸和醋酸叔丁酯的方法，以水和苯为共沸溶剂蒸馏：首先采用共沸蒸馏装置(T－1)分离醋酸和醋酸叔丁酯混合溶液，分离后，塔顶为醋酸叔丁酯和少量的醋酸及水，塔底为醋酸和少量的水；塔顶馏出液为醋酸叔丁酯+少量的醋酸和水，送至水洗塔清洗其中醋酸，并分层得到醋酸叔丁酯，醋酸叔丁酯含量可达到99.6％以上；再经过一次精馏(T－2)可得到99.8％以上的醋酸叔丁酯；塔底醋酸+少量的水送至共沸蒸馏装置(T－3)，采用苯为共沸剂，苯在共沸装置中循环使用，共沸装置可将醋酸的含量提高至99.8％以上，醋酸作为原料使用。分离后醋酸叔丁酯、醋酸含量均可达到99.8％以上，能达到再使用的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工的分离工艺，特别是一种共沸蒸馏和水洗相结合分离醋酸和醋酸叔丁酯的方法。

技术背景

醋酸低级醇酯是醋酸与低碳醇通过酯化所合成的一大类系列化产品，是重要的精细化工原料，广泛用溶剂、增塑剂、香料及有机合成的中间体。如醋酸甲酯可作为低沸点溶剂和香料；醋酸乙醋是一种极好的快干性工业溶剂，具有优异的溶解能力，可用于各种纤维，乳化橡胶，纤维酯等等，也是一种重要的制造染料、药物和香料的原料；醋酸丙酯是一种缓合的快干剂，可用于弹性版印刷油墨，纤维、橡胶和塑料的溶剂，也可用于香料中，醋酸异丙酯主要用作药物的提取剂、涂料溶剂、印刷油墨溶剂、化学反应溶剂等。醋酸丁酯，包括正丁酯，异丁酯和叔丁酯，主要用于溶剂，医药、塑料及香料的原料等等。

醋酸叔丁酯可在双组分环氧聚酰胺涂料配方中取代大量的二甲苯，且对涂料性能毫无影响，又能大幅度减少涂料释放物形成的臭氧量。醋酸叔丁酯还可用于取代其他一些臭氧形成量可能较高的溶剂，包括甲苯、酮及其它酯类溶剂。醋酸叔丁酯也能在双组分聚氨酯涂料、醇酸涂料和其它气干涂料中作为一种快速溶剂，并对降低粘度很有效。目前提出醋酸叔丁酯的生产方法主要有乙酐法、乙酰氯法、乙酰氯-镁法、甲基叔丁基醚法，其中乙酐法已工业化，其它方法在生产过程存在环保、生产条件等问题，与乙酐法相比难度较大。乙酐法生产过程为叔丁醇与乙酸酐在氯化锌作用下加热回流2.0h然后冷却，常压蒸馏，收集110℃以下馏份，水洗再经干燥、蒸馏、收集95～96℃的馏份即可合成乙酸叔丁酯。在上述过程中采用常压蒸馏收集110℃以下馏份，由于在该馏份中存在较多醋酸，需要水洗去掉其中的醋酸，水洗会产生较多稀醋酸水溶液，需要经过3～4次蒸馏才能回收得到其中的醋酸，醋酸回收需要消耗很多能量，同时蒸馏塔底醋酸中存在一定量醋酸叔丁酯，需要多次蒸馏回收，才能提取其中的醋酸叔丁酯，共沸蒸馏塔(T-1)的醋酸叔丁酯的一次得率仅为67％。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的共沸蒸馏和水洗相结合分离醋酸和醋酸叔丁酯的方法，该方法分离后醋酸叔丁酯的纯度可以提高到99.8％以上，醋酸含量可以提高到99.8％以上，醋酸可以作为其它过程生产原料。

完成上述发明任务的技术方案是：共沸蒸馏和水洗相结合分离醋酸和醋酸叔丁酯的方法，以水和苯为共沸溶剂蒸馏，步骤如下：

首先采用共沸蒸馏装置(T-1)分离醋酸和醋酸叔丁酯混合溶液，分离后，塔顶为醋酸叔丁酯和少量的醋酸及水，塔底为醋酸和少量的水；

塔顶馏出液(醋酸叔丁酯+少量的醋酸和水)送至水洗塔清洗其中醋酸，并分层得到醋酸叔丁酯，醋酸叔丁酯含量可达到99.6％以上；

再经过一次精馏(T-2)可得到99.8％以上的醋酸叔丁酯；

塔底醋酸+少量的水送至共沸蒸馏装置(T-3)，采用苯为共沸剂，苯在共沸装置中循环使用，共沸装置可将醋酸的含量提高至99.8％以上，因此，醋酸可作为原料使用。

分离过程的工艺流程见图1所示，分离过程中各装置采用优化工艺条件，分离后醋酸叔丁酯、醋酸含量均可达到99.8％以上，能达到再使用的要求。

本发明的优点：采用图1所示工艺和优化的工艺参数，原料(醋酸和醋酸叔丁酯)首先经共沸蒸馏塔分离(T-1)，然后塔顶经过水洗装置和精馏装置(T-2)提取，可得到99.8％以上醋酸叔丁酯，醋酸叔丁酯一次得率达到99％以上；塔底经过共沸装置(T-3)分离，分离后醋酸含量可达99.8％以上。本发明所采用的工艺与目前所用方法相比，得率高、醋酸和醋酸叔丁酯的纯度高，经过水洗只需一次精馏可得到99.8％以上的醋酸叔丁酯，在水洗过程中所采用的水可循环使用，不易给环境造成问题。

附图说明

图1共沸蒸馏和水洗相结合的工艺流程图。

具体实施方式：

参照图1所示工艺和表2所示参数，原料(F1)为醋酸和醋酸叔丁酯的混合液，醋酸叔丁酯(1)和醋酸(2)的质量含量(Xf1、Xf2)分别为55％、45％，流量为40Kg/h，共沸蒸馏塔(T-1)顶、底温度分别为79～81℃和117～118℃时，顶②、低③流量分别为23.33Kg/h、29.52Kg/h，共沸蒸馏塔顶回流比(R1)控制在2～3，塔顶底组成(x_Di，x_wi)x_D1＝0.0210、x_D2＝0.9431、x_D3＝0.0359、x_D4＝0.0000，x_W1＝0.3910、x_w2＝0.0002、x_w3＝0.6088、x_w3＝0.0000；塔顶组份送至水洗装置，然后送至精馏塔(T-2)，塔顶回流比控制为2～3，塔顶可得到99.8％以上的醋酸叔丁酯；塔底送至共沸蒸馏塔(T-3)分离，以苯为共沸剂，塔顶回流比为2～3，塔底可得99.8％以上的醋酸，塔顶的馏份用于水洗。

                          表1各塔工艺条件

         T-1塔             T-2塔             T-3塔  ①进料位置   回流比(R₁)  塔板数  塔顶温度(℃)  塔底温度(℃)    21   2-3  43  79-8  1  117-  118  ⑤进料位置  回流比(R3)  塔板数  塔顶温度(℃)  塔底温度(℃)     7  3-5  15  97-98  109-111     ⑥进料位置  回流比  塔板数  塔顶温度(℃)  塔底温度(℃)     11  2-3  27  70-71  99-101   

                                  表2分离结果

  流股  名称  流量  (Kg/h)                    组成(质量含量)  水  醋酸叔丁酯  醋酸  苯  ①  ②  ③  ④  ⑤  ⑥  ⑦  ⑧  ⑨  ⑩  (11)  原料液(F1)  塔T-1顶出料  塔T-1底出料  水洗装置底出料  水洗装置顶出料  塔T-2顶出料  塔T-2底出料  塔T-3顶出料  塔T-3底出料  塔T-3顶加苯  水洗装置加水  40.00  23.33  29.52  12.85  22.08  22.03  0.05  11.53  11.99  12.00  11.60  0.0000  0.0210  0.3910  0.9366  0.0025  0.0012  0.5753  0.9993  0.0011  0.0000  1.0000  0.5500  0.9431  0.0002  0.0005  0.9962  0.9983  0.0709  0.0000  0.0003  0.0000  0.0000  0.4500  0.0359  0.6088  0.0629  0.0013  0.0000  0.3538  0.0000  0.9981  0.0000  0.0000  /  /  /  /  /  /  /  0.0007  0.0005  1.0000  0.0000