[实用新型]一种降低乙酸仲丁酯分离过程中共沸精馏能耗的精馏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种降低乙酸仲丁酯分离过程中共沸精馏能耗的精馏装置。

背景技术

乙酸仲丁酯是一种新型溶剂，具有低毒环保、溶解能力强等特点，可用作香料、溶剂、药物吸收促进剂、反应介质组分、萃取剂组分、金属清洗剂等，用途广泛，逐渐受到人们越来越多的关注。目前，国内乙酸仲丁酯主要采用烯烃加成法一步合成的工艺来生产，即利用乙酸与炼厂混合C4中的正丁烯为原料来生产。相对于醇酯化法的传统工艺，乙酸与正丁烯合成法具有原料来源广泛、成本小、经济效益好、环保的特点。

现有的烯烃加成法一步合成乙酸仲丁酯制备工艺中，由于乙酸与乙酸仲丁酯的沸点比较接近，需要进行共沸精馏以分离乙酸和乙酸仲丁酯。现有的共沸精馏分离工艺中，从上游设备过来的原料通过进料预热器进行预热后进入共沸精馏塔，共沸精馏塔中乙酸与水的共沸物、C8烯烃与水的共沸物共沸至塔顶，经过塔顶冷凝器冷凝后进入塔顶回流罐进行分层，部分水相与部分溶剂相分别进入塔顶回流，另一部分溶剂相则经过预热后进入精制塔进行精制。现有工艺主要存在以下问题：1、共沸精馏塔塔顶汽相负荷大，塔顶冷凝器所需的换面积大；2、塔顶物料冷后温度低，热能利用率较低；3、C4在塔顶冷凝液中溶解较多，带入精制塔后影响精制塔操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的乙酸仲丁酯共沸精馏装置，用于克服现有的共沸精馏过程中能耗高，热效率利用率低，塔顶物料夹带C4多的问题。

本实用新型提供了一种降低乙酸仲丁酯分离过程中共沸精馏能耗的精馏装置，所述精馏装置包括精馏塔、塔顶冷凝器、塔顶回流罐、塔顶酯回流泵、侧线采出冷凝器以及塔底再沸器，精馏塔具有进料口、顶部出口、底部出口，精馏塔的顶部出口通过管道依次与塔顶冷凝器和塔顶回流罐连接，塔顶回流罐的一个出口（优选侧向出口）通过管线依次与塔顶酯回流泵和精馏塔的上部连接，精馏塔下部的侧线采出线与侧线采出冷凝器连接，精馏塔的底部设有塔底再沸器，精馏塔的上部引出1-10条（优选为1-8条，更优选为1-5条，进一步优选为1-3条）的侧线液相物料抽出线与塔顶回流罐连接。

本实用新型中，从所述精馏塔的进料口引入的进料为乙酸与C4原料反应后的混合物脱除轻组分（通过脱轻组分精馏塔精馏之后）之后的产物，在该产物中乙酸的重量比例一般为20～80重量%，乙酸仲丁酯的重量比例一般为20～75重量%，任选存在的0～15重量%其他副产物，所述其他副产物包括但不限于仲丁醇、仲丁醚、C5烃、C8烃、C12烃中的一种或多种，它们在塔底产物中的比例分别为0.01～1.0重量%，0.01～1.0重量%，0.01～1.0重量%，0.01～5.0重量%，0.01～10.0重量%，该产物中还可能含有0.1-20%的水。

本实用新型中，所述精馏塔的精馏段优选为板式结构，这有利于精馏塔上部的侧线液相物料抽出。

本实用新型中，所述精馏塔的理论塔板数优选为30-150块，更优选为35-120块，更优选为40-100块，进一步优选为45-80块。

本实用新型中，所述侧线液相物料抽出线优选设置于精馏塔进料口以上5块塔板以上的位置，更优选为进料口以上8块塔板以上的位置，进一步优选为进料口以上10块塔板的位置。本实用新型中，为了不降低塔顶回流罐中乙酸仲丁酯的纯度，保证后续精制塔的分离效率和效果，需要选择共沸精馏塔精馏段合适的塔盘进行侧线液相采出。本实用新型发明人发现，在共沸精馏塔的精馏段存在一个乙酸仲丁酯的恒浓区，所谓的“恒浓区”就是某种物质的浓度在精馏塔内基本不会发生变化的区域。所以，本实用新型中，侧线液相物料抽出线的位置应设置于乙酸仲丁酯在精馏段的恒浓区，经研究发现，乙酸仲丁酯的恒浓区在进料口以上5块塔盘以上的位置，优先为8块塔板以上的位置，更优选为进料口以上10块塔板的位置。

本实用新型中，优选地，所述精馏塔的底部出口通过管线与塔底抽出泵连接。为了防止重组分（C12以上的组分）在塔底富集，导致塔底物料的浓度降低，塔底换热效果变差，以及塔底重沸器的结焦等现象的发生，在共沸精馏塔塔底可设置塔底抽出泵，将塔底的重组分排出。

本实用新型中，优选地，所述精馏塔的进料线上设有进料预热器。为了增加塔的分离效率，降低共沸精馏塔塔底重沸器的负荷，可在共沸精馏塔的进料线上设置一台进料预热器，将共沸精馏塔的进料预热至80-100℃。

本实用新型中，优选地，所述塔顶回流罐的另一出口（优选底部出口）通过管线依次与塔顶水回流泵和精馏塔的上部连接。为了节约能耗，降低成本，可将塔顶回流罐油水分离后的水相通过塔顶水回流泵返回至共沸精馏塔内进行回收利用。