[发明专利]一种利用乙醇和醋酸工业废料合成乙酸乙酯的系统及方法

权利要求书

1.一种利用乙醇和醋酸工业废料合成乙酸乙酯的系统，其特征在于，包括酯化单元，萃取单元和膜处理单元，所述酯化单元包括废醋酸高位槽，废乙醇中间槽，酯化釜，脱酸塔和粗酯槽；所述酯化釜的顶部设有气相出料口，所述脱酸塔的底部设有第一进料口，塔顶设有回流进料口和第一出料口，所述气相出料口通过管路与脱酸塔的第一进料口相连接；所述萃取单元包括萃取塔，所述萃取塔与粗酯槽相连接；所述膜处理单元包括膜处理中间槽，膜壳和乙酸乙酯成品槽，所述膜壳顶部设有粗酯进料口，底部设有成品出料口，所述膜处理中间槽的入口与萃取塔相连接，出口与膜壳的粗酯进料口相连接；所述膜壳外侧设有膜加热器，顶部设有膜顶冷凝器，所述膜壳的成品出料口通过管路与乙酸乙酯成品槽相连接，所述系统可对废乙醇和废醋酸进行回收；

所述酯化单元还包括酯化分相器，所述酯化分相器设有第二进料口、回流出口和第二出料口，所述第二进料口通过管路与脱酸塔的第一出料口相连接，所述回流出口通过管路与脱酸塔的回流进料口相连接，所述第二出料口与粗酯槽相连接；

所述脱酸塔与酯化分相器之间的管路设有换热器和冷却器，所述换热器与废乙醇中间槽和酯化釜之间的管路相连通；

所述萃取塔中部设有第三进料口，顶部设有第三出料口，所述第三进料口与粗酯槽相连接；所述第三出料口与膜中间处理槽相连接；

所述膜壳与乙酸乙酯成品槽之间的管路设有膜后换热器和膜后冷却器，所述膜后换热器与膜处理中间槽和膜壳的粗酯进料口之间的管路相连通；

所述萃取单元还包括废水泵，所述萃取塔的底部设有废水排出口，所述萃取塔的顶部设有废水通入口，所述废水排出口通过管路经过废水泵与废水通入口相连接。

2.一种采用如权利要求1所述的系统利用乙醇和醋酸工业废料合成乙酸乙酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将废醋酸高位槽中的废醋酸通过醋酸进料口输入酯化釜中，将废乙醇中间槽中的废乙醇通过乙醇进料口输入酯化釜中，从硫酸进料口向酯化釜中加入硫酸，进行酯化反应，生成粗酯，所述粗酯从酯化釜的气相出料口流出从第一进料口进入脱酸塔中进行脱酸处理后流入粗酯槽；

（2）将粗酯槽内经过脱酸处理后的粗酯从萃取塔下部送入塔中，以水为萃取剂，进行萃取；

（3）将膜处理中间槽中的经过萃取处理后的粗酯输入膜壳内，粗酯在膜壳和膜加热器之间循环，膜壳渗透出的水汽从膜壳顶部出来，经膜顶冷凝器冷凝后去废水池；膜处理后的乙酸乙酯成品从产品出料口流出后进入乙酸乙酯成品槽。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，萃取后的粗酯从萃取塔顶部出来进入膜处理中间槽，萃取塔底部流出的废水一部分经过废水泵循环回萃取塔塔顶，另一部分流至废水槽。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，脱酸处理后的粗酯和废乙醇中间槽流出的废乙醇经过换热器进行换热处理后，然后输入酯化分相器中，有机相一部分回流至脱酸塔中，一部分出料至粗酯槽中，酯化分相器的下层水去废水槽。

5.根据权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，

步骤（1）中，废醋酸与废乙醇的质量比为2:1；以废醋酸和废乙醇总质量为基准，所述硫酸的加入量为3%；

酯化反应温度为100~105℃，压力为0~30kPa；

脱酸处理的温度为70~80℃，回流比为2.5，脱酸过程为连续性，脱酸处理后粗酯中的醋酸的含量小于0.01wt%；

步骤（2）中，萃取温度为20~30℃，物料与水配比为3：1；

步骤（3）中，膜处理温度为45~65℃，压力为-90~-80 kPa。