[发明专利]一种双塔变压间歇精馏分离乙酸乙酯-甲醇-水的方法及控制结构

权利要求书

1.一种双塔变压间歇精馏分离乙酸乙酯-甲醇-水的方法，其特征在于用于分离乙酸乙酯、甲醇和水共沸体系的装置主要包含以下部分：常压塔(LPC)、高压塔(HPC)、冷凝器(CL1)、冷凝器(CL2)、再沸器(H1)、再沸器(H2)、进料储罐(C1)、甲醇储罐(C2)、过渡产品储罐(C3)、水储罐(C4)、乙酸乙酯储罐(C5)、加压泵(P1)、加压泵(P2)、加压泵(P3)、加压泵(P4)、加压泵(P5)、加压泵(P6)、阀门(V1)、阀门(V2)、阀门(V3)、阀门(V4)、阀门(V5)、阀门(V6)、管路、流量控制器(FC1)、流量控制器(FC2)、组成控制器(CC2)；原料储罐(C1)分为两股出料，分别通过管路与加压泵(P4)、加压泵(P5)、阀门(V1)、阀门(V2)以及常压塔(LPC)与高压塔(HPC)相连；甲醇储罐(C2)、过渡产品储罐(C3)、水储罐(C4)经管路分别与低压塔(LPC)相连，乙酸乙酯储罐(C5)经管路与高压塔(HPC)相连，再沸器(H1)与再沸器(H2)分别经管路与常压塔(LPC)与高压塔(HPC)相连；冷凝器(CL1)与冷凝器(CL2)分别与常压塔(LPC)与高压塔(HPC)以及原料储罐(C1)相连；

一种双塔变压间歇精馏分离乙酸乙酯-甲醇-水的方法的稳态工艺如下：

将乙酸乙酯-甲醇-水原料混合物加入到原料储罐(C1)中，打开阀门(V1)与(V2),原料混合物其中一股经管路分别通过加压泵(P4)与阀门(V1)进入常压塔(LPC)，另一股经加压泵(P5)与阀门(V2)进入高压塔(HPC)；打开阀门(V5)与阀门(V6)，在常压塔(LPC)内，实现水的分离，常压塔(LPC)塔底物流一部分经再沸器(H1)换热后返回常压塔(LPC)，一部分作为高纯度水采出至水储罐(C4)；在高压塔(HCP)内，实现乙酸乙酯的分离，高压塔(HPC)塔底物流一部分经再沸器(H2)换热后再返回高压塔(HPC)，一部分作为高纯度环己醇产品采出；乙酸乙酯-甲醇-水三元混合物以气体的形式分别从低压塔(LPC)与高压塔(HPC)塔顶采出，经过冷凝器(CL1)与冷凝器(CL2)冷凝后进入原料储罐(C1)，继续精馏；当水储罐(C4)中水的质量分数开始低于0.999时，关闭阀门(V5)，打开阀门(V4)，将甲醇与水的混合物采出至过渡产品储罐(C3)中；当常压塔(LPC)塔底物流中甲醇的质量分数达到0.999时，关闭阀门(V4)，打开阀门(V3)，将甲醇产品采出至甲醇储罐(C2)中；

常压塔(LPC)操作压力为1atm，理论塔板数为15～30块，进料位置为第二块板；高压塔(HPC)的操作压力为4～9atm，理论板数为15-30块，进料位置为第二块板；

常压塔(LPC)塔顶温度范围为66.79～102.54℃，塔底温度范围为102.94～112.36℃，高压塔(HPC)塔顶温度范围为123.13～121.38℃，塔底温度范围为117.30～164.84℃。

2.根据权利要求1所述的一种双塔变压间歇精馏分离乙酸乙酯-甲醇-水的方法，其特征在于：

低压塔(LPC)塔顶压力控制器(PC1)通过控制冷凝器(CL1)的热量移除速率控制塔顶压力；高压塔(HPC)塔顶压力控制器(PC2)通过控制冷凝器(CL2)的热量移除速率控制塔顶压力，两个压力控制器均为反作用；流量控制器(FC1)通过调节阀门(V1)的开度，来控制低压塔(LPC)的进料量；流量控制器(FC2)通过调节阀门(V2)的开度来控制高压塔(HPC)的进料流量，两个流量控制器均为反作用；组成控制器(CC2)的输出信号传递给流量控制器(FC2)，通过调节阀门(V2)的开度来控制高压塔(HPC)塔底物流中乙酸乙酯的质量分数，组成控制器(CC2)为正作用。

3.根据权利要求1所述的一种双塔变压间歇精馏分离乙酸乙酯-甲醇-水的方法，其特征在于：分离后甲乙酸乙酯的质量分数为99.9％，回收率为96.04％；分离后的水的质量分数为99.9％，回收率为82.58％；分离后的甲醇的质量分数为99.5％，回收率为57.53％。