[发明专利]一种醋酸甲酯催化精馏水解工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种醋酸甲酯催化精馏水解工艺。

背景技术

醋酸甲酯是一种常见的化工生产副产物，无色透明液体，有香味，微溶于水，易溶于乙醇等大多数有机溶剂，沸点56.9℃，密度为0.932g/ml，一般出现在精对苯二甲酸(PTA)和聚乙烯醇(PVA)的工业生产过程中。

在PTA生产过程中，目前采用的大多是高温氧化法，该工艺以醋酸为溶剂、以空气为氧化剂，液相高温氧化反应生产PTA，此工艺占目前PTA生产的90％以上。在醋酸发生的副反应中，大约75％的醋酸生成CO、CO₂和水，25％生成醋酸甲酯等。PVA也是一种十分重要而常见的化工产品，工业上合成PVA时，由于PVA不能由单体直接聚合而得，故大多采用的是由聚醋酸乙烯醇解的工艺，其中用于醇解的醇一般为甲醇。聚醋酸乙烯溶液在催化剂作用下醇解生成PVA和大量的醇解母液，醇解母液中含有大量醋酸甲酯副产物，按重量计约是PVA的1.7倍左右。

针对醋酸甲酯的处理，在PTA生产中，一般将它循环到氧化反应器中加以利用；在PVA生产中，一般被水解生成醋酸和甲醇。由于醋酸和甲醇是重要的化工原料，与醋酸甲酯相比较，市场价值更高，因此，对醋酸甲酯进行水解处理，不仅可解决醋酸甲酯副产物的回收利用问题，还可为其它化工尘产提供重要的原料，经济效益显著。

近年来，国内外对醋酸甲酯的水解处理进行了大量的研究。CN1333204A利用水和醋酸甲酯在具备固定催化层的反应器中水解反应后，进入醋酸甲酯分离塔中，醋酸甲酯分离塔塔顶为未反应的醋酸甲酯，冷凝后返回反应器，塔釜为醋酸、甲醇及少量水，送至回收塔，分离醋酸和甲醇。但此工艺中采用反应器水解醋酸甲酯，水解转化率较低。CN1927792A等报道的醋酸甲酯催化精馏水解工艺包含催化精馏塔、萃取精馏塔、脱醇塔、脱酯塔和脱酸塔。催化精馏塔所有物料只从塔釜出料，塔釜含水量较高，由于水与醋酸甲酯、醋酸甲酯和甲醇可以形成共沸物，分离困难，必须经萃取精馏塔、脱醇塔和脱酯塔才能将醋酸甲酯、水和甲醇完全分开。由于催化精馏塔所有物料只在塔釜出料，塔顶不出料，从而使得后续分离难度增加、流程冗长、设备成本增加，能耗较高。CN101012162A对醋酸甲酯水解产物分离装置进行了研究，包括醋酸分离塔、醋酸甲酯萃取塔、甲醇分离塔，填料塔均采用规整填料塔，填料为金属波纹板填料，由于催化精馏塔所有物料只在塔釜出料，同样存在流程冗长、设备成本高、能耗高等缺陷。CN1213014C介绍了由相应的羧酸酯和水水解获得羧酸和醇的方法。含羧酸酯的流体进入到预反应器中，在第一水解催化剂作用下与水发生反应，部分发生反应，所得到的水解产物再进入到反应蒸馏塔中，在第二水解催化剂作用下，将剩余的羧酸酯部分转化为羧酸和醇。较易挥发的化合物作为顶流从反应蒸馏塔顶部导出，较难挥发的化合物在反应蒸馏塔底部作为底部馏分收集，但其并未对醋酸甲酯水解的整个工艺过程进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有醋酸甲酯水解工艺的不足，提供一种醋酸甲酯催化精馏水解工艺。

本发明的技术方案：一种醋酸甲酯催化精馏水解工艺，采用催化精馏塔T1、脱醇塔T2和脱酸塔T3三塔流程工艺，其具体步骤如下：

A：催化精馏塔T1至上而下分为精馏段、反应段和提馏段，水从反应段顶部进入，醋酸甲酯从反应段底部进入，催化精馏塔塔顶出料为甲醇、醋酸甲酯和少量水，塔釜出料为醋酸和水；

B：催化精馏塔T1的塔顶产物引入脱醇塔T2分离，脱醇塔塔釜得到甲醇，塔顶为未反应的醋酸甲酯和少量水、甲醇，再返回催化精馏塔循环反应；催化精馏塔T1的塔釜产物引入脱酸塔T3分离，脱酸塔塔釜得到醋酸，塔顶为水。

其中所述醋酸甲酯一般是精对苯二甲酸或聚乙烯醇生产过程中产生的副产物。

上述步骤A中的水与醋酸甲酯的进料摩尔比为(1～10)∶1，回流比为(1～8)∶1，醋酸甲酯空塔速度为0.1～1立方米/(立方米反应区体积·小时)，反应段内填充的催化剂为强酸型阳离子交换树脂，催化剂使用寿命1～2年。

优选脱醇塔T2中回流比为(0.5～5)∶1，塔板数20～60；优选脱酸塔T3中回流比为(3～10)∶1，塔板数30～100。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。