一种聚乙烯醇醇解母液的回收工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种聚乙烯醇醇解母液的回收工艺及装置。所述装置和工艺可以实现母液中所含的树脂等固体随醋酸钠从萃取水系统排出，保证了循环使用的萃取水的洁净，避免塔及管道堵塞的问题；从系统排出的醋酸钠溶液采用过滤方式滤除固相物后，结晶可以得到三水合醋酸钠副产品；醋酸甲酯提浓和催化水解反应相结合的反应精馏工艺，保证醋酸甲酯水解率在60％以上；将水解反应加入的水中含有微量的氟离子、氯离子以氟化氢、氯化氢从系统排出，避免了在系统中的累积，减轻了对醋酸精制设备的腐蚀；将醋酸酯类共沸剂水解生成的醇通过酯化反应重新转化为醋酸酯，不仅减少共沸剂的消耗，还利于维持稳定的共沸剂脱水能力，降低醋酸精制塔能耗。

A Recovery Process and Device for Alcoholysis Mother Liquor of Polyvinyl Alcohol

The invention provides a recovery process and device for the mother liquor of polyvinyl alcohol alcoholysis. The device and process can discharge resin and other solids contained in mother liquor from the extraction water system with sodium acetate, ensuring the cleanliness of the recycled extraction water and avoiding the blockage of the tower and pipeline; after filtering the solid from the sodium acetate solution discharged from the system, the by-product of sodium acetate trihydrate can be obtained by crystallization; the reaction phase of methyl acetate concentration and catalytic hydrolysis can be obtained. The hydrolysis rate of methyl acetate can be guaranteed to be over 60% by the combined reactive distillation process; the water added in the hydrolysis reaction contains trace fluoride ions and chloride ions which are discharged from the system by hydrogen fluoride and hydrogen chloride, thus avoiding accumulation in the system and reducing the corrosion of acetic acid refining equipment; the alcohols produced by hydrolysis of acetate azeotropes are converted to acetate through esterification reaction, but not by esterification. Only reducing the consumption of azeotrope is beneficial to maintaining stable dehydration capacity of azeotrope and reducing energy consumption of acetic acid refining tower.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇醇解母液的回收工艺及装置
本专利技术属于聚乙烯醇生产领域，具体涉及一种聚乙烯醇醇解母液的回收工艺及装置。
技术介绍
聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，广泛应用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，涉及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业和高分子材料等行业。聚醋酸乙烯醇解生产聚乙烯醇时每生产1吨PVA约产生8.5吨醇解母液，若不对母液进行回收利用，必然造成成本增加和资源浪费。母液中含醋酸甲酯、甲醇、水和乙醛等液体组分以及少量的树脂、醋酸钠等固体组分。母液回收工艺主要分为三个系统，即甲醇系统、醋酸系统和醋酸甲酯水解系统。其中，在甲醇系统中分离醋酸甲酯与甲醇的萃取精馏塔常因粗甲醇中的树脂和醋酸钠等固体组分在萃取剂中累积，造成设备及管道堵塞，影响流程正常运行。为控制萃取剂中的固含量，一般将部分醋酸钠溶液作为废水排放，并补充去离子水，这样操作不仅浪费水资源且污染环境。此外，醋酸钠也是一种重要的化工原料，若对其进行回收利用，不仅可以充分利用资源，还会降低污水处理负荷，符合绿色生产的要求。水解系统将浓缩后的醋酸甲酯水解为醋酸和甲醇后分别回收。为提高水解率，现有工业装置将固定床反应器与精馏塔串联，并在塔板上填充树脂催化剂进行醋酸甲酯水解；然而实际运行效果不好，水解率仍然较低。浓缩醋酸甲酯中含少量乙醛，在强酸性阳离子树脂反应器中易自聚，长周期操作会堵塞树脂催化剂孔道，现有技术不经脱醛，直接送入催化水解反应器，影响催化剂使用寿命。水解反应需要加入一定比例的去离子水，由于水中含有微量的氟离子、氯离子，随水解反应液进入后续醋酸精制系统中，在醋酸精制系统的酸性环境下生成氟化氢、氯化氢，与水形成最高共沸物富集在精馏塔进料口以下几块塔板处，严重腐蚀塔板，缩短设备使用周期。醋酸精制系统常常采用非均相共沸精馏脱水，但是在脱水过程中采用的共沸剂—醋酸异丙酯在醋酸催化作用可部分水解生成醋酸和异丙醇，长周期操作时异丙醇在系统内累计，破坏共沸剂带水能力。为避免异丙醇的过度累积，传统工艺采用间歇排放部分废旧共沸剂，并补充新鲜醋酸异丙酯的方案，导致共沸剂带水能力不稳定，装置能耗及共沸消耗量增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚乙烯醇醇解母液的回收工艺及装置，用以克服上述现有回收工艺中存在的诸多难题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种聚乙烯醇醇解母液的回收装置，所述装置包括TQ-501精馏塔、TQ-502萃取精馏塔、TQ-503精馏塔、TQ-504A精馏塔、TQ-504B精馏塔、TQ-505精馏塔、TQ-510精馏塔；所述TQ-501精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-505精馏塔和TQ-504A精馏塔相连；所述TQ-505精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-502萃取精馏塔和醋酸回收装置相连；所述TQ-504A精馏塔的塔顶和塔釜分别与聚合装置和TQ-504B精馏塔相连；所述TQ-504B精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-503精馏塔和醋酸钠回收装置相连；所述TQ-503精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-504A精馏塔和TQ-502萃取精馏塔相连；所述TQ-502萃取精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-510精馏塔和TQ-503精馏塔相连。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-501精馏塔用于醇解母液中的甲醇和醋酸甲酯的粗分，将塔釜含有甲醇和醋酸钠的溶液送入TQ-504A精馏塔中进行甲醇精制，经TQ-501精馏塔处理后，塔顶液相中约含有75％的醋酸甲酯，部分送入TQ-505塔补充回流。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-505精馏塔用于将来自TQ-512水解塔的塔釜中含甲醇、醋酸甲酯、醋酸和水的水解液进行分离，将塔顶的甲醇、醋酸甲酯和水的气相混合物送入TQ-502萃取精馏塔中进行醋酸甲酯与甲醇的分离，将塔釜的稀醋酸送入醋酸回收装置进行回收。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-504A精馏塔用于精制甲醇，即将甲醇和水进行分离，塔顶得到精制的气相甲醇送入聚合装置使用，塔釜为含有少量甲醇、醋酸钠和树脂的流股，送入TQ-504B精馏塔进行脱重处理。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-504B精馏塔用于脱重，即对含有甲醇、醋酸钠和树脂的TQ-504A塔釜排出液进行精馏分离，塔顶得到稀甲醇送入TQ-503精馏塔，塔釜为含固液的混合体系，送入醋酸钠回收装置处理。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-503精馏塔用于甲醇精制，即将含有甲醇的水溶液进行精馏分离，并将精制后的甲醇送入TQ-504A精馏塔，将塔釜水送回TQ-502萃取精馏塔做萃取剂。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-502萃取精馏塔用于分离醋酸甲酯和甲醇，即通过加入水做萃取剂实现醋酸甲酯和甲醇的进一步分离，实现醋酸甲酯浓缩，塔顶得到醋酸甲酯的浓缩液送入TQ-510精馏塔，将塔釜稀甲醇送入TQ-503精馏塔。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-501精馏塔塔釜连接TQ-501再沸器，所述TQ-501精馏塔塔顶连接TQ-501冷凝器。所述TQ-501精馏塔塔顶馏出液部分回流，部分送入TQ-505精馏塔。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-502精馏塔塔釜连接TQ-502再沸器，所述TQ-502精馏塔塔顶连接TQ-502冷凝器。所述TQ-502萃取精馏塔塔顶馏出液部分回流，部分送入TQ-510精馏塔。所述TQ-502直接接收TQ-505精馏塔塔顶气作上升蒸气，不足部分由塔釜再沸提供。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-503精馏塔塔釜连接TQ-503再沸器，所述TQ-503精馏塔塔顶连接TQ-504再沸器，其中TQ-504再沸器充当TQ-503冷凝器。所述TQ-503精馏塔塔顶馏出液部分回流，部分送入TQ-504精馏塔顶部作回流。所述TQ-503再沸器采用新鲜蒸汽做热源。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-504A精馏塔塔釜连接TQ-504A再沸器。所述TQ-504A再沸器采用TQ-503精馏塔塔顶汽相甲醇做热源。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-504A精馏塔塔顶采用TQ-503馏出补充回流；气相甲醇直接采出至聚合装置使用。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-504B精馏塔塔釜连接TQ-504B再沸器，所述TQ-504B精馏塔塔顶连接TQ-504B冷凝器。所述TQ-504B精馏塔塔顶馏出液部分回流，部分送入TQ-503精馏塔；且所述回流和送入TQ-503精馏塔的量，即回流比没有特别的限定，根据工艺需要进行调节。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-505精馏塔塔釜连接TQ-505再沸器。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-505精馏塔塔顶不连接TQ-505冷凝器；所述TQ-505精馏塔塔顶的气相组分不经冷凝直接进入所述TQ-502萃取精馏塔，作为所述TQ-502萃取精馏塔上升蒸汽使用；同时，所述TQ-502萃取精馏塔塔顶液相冷凝后回流至所述TQ-505精馏塔塔顶，作为两塔之间的物料平衡和热量平衡，即所述TQ-505精馏塔和所述TQ-502萃取精馏塔实现热耦合。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-503精馏塔采用加压操作，便于对TQ-504塔再沸器进行加热。根据本专利技术的实施方式，所述TQ-503精馏塔对甲醇水溶液提浓后，塔釜产物为水，将其冷却后加入TQ-502萃取精馏塔中，水的加入打破了TQ-50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇醇解母液的回收装置，其特征在于，所述装置包括TQ‑501精馏塔、TQ‑502萃取精馏塔、TQ‑503精馏塔、TQ‑504A精馏塔、TQ‑504B精馏塔、TQ‑505精馏塔、TQ‑510精馏塔；优选地，所述TQ‑501精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ‑505精馏塔和TQ‑504A精馏塔相连；所述TQ‑505精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ‑502萃取精馏塔和醋酸回收装置相连；所述TQ‑504A精馏塔的塔顶和塔釜分别与聚合装置和TQ‑504B精馏塔相连；所述TQ‑504B精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ‑503精馏塔和醋酸钠回收装置相连；所述TQ‑503精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ‑504A精馏塔和TQ‑502萃取精馏塔相连；所述TQ‑502萃取精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ‑510精馏塔和TQ‑503精馏塔相连。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇醇解母液的回收装置，其特征在于，所述装置包括TQ-501精馏塔、TQ-502萃取精馏塔、TQ-503精馏塔、TQ-504A精馏塔、TQ-504B精馏塔、TQ-505精馏塔、TQ-510精馏塔；优选地，所述TQ-501精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-505精馏塔和TQ-504A精馏塔相连；所述TQ-505精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-502萃取精馏塔和醋酸回收装置相连；所述TQ-504A精馏塔的塔顶和塔釜分别与聚合装置和TQ-504B精馏塔相连；所述TQ-504B精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-503精馏塔和醋酸钠回收装置相连；所述TQ-503精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-504A精馏塔和TQ-502萃取精馏塔相连；所述TQ-502萃取精馏塔的塔顶和塔釜分别与TQ-510精馏塔和TQ-503精馏塔相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述TQ-501精馏塔用于醇解母液中的甲醇和醋酸甲酯的粗分，将塔釜含有甲醇和醋酸钠的溶液送入TQ-504A精馏塔中进行甲醇精制，经TQ-501精馏塔处理后，塔顶液相中约含有75％的醋酸甲酯，部分送入TQ-505塔补充回流。优选地，所述TQ-505精馏塔用于将来自TQ-512水解塔的塔釜的含甲醇、醋酸甲酯、醋酸和水的水解液进行分离，将塔顶的甲醇、醋酸甲酯和水的气相混合物送入TQ-502萃取精馏塔中进行醋酸甲酯与甲醇的分离，将塔釜的稀醋酸送入醋酸回收装置进行回收。优选地，所述TQ-504A精馏塔用于精制甲醇，即将甲醇和水进行分离，塔顶得到精制的气相甲醇送入聚合装置使用，塔釜为含有少量甲醇、醋酸钠和树脂的流股，送入TQ-504B精馏塔进行脱重处理。优选地，所述TQ-504B精馏塔用于脱重，即对含有甲醇、醋酸钠和树脂的TQ-504A塔釜排出液进行精馏分离，塔顶得到稀甲醇送入TQ-503精馏塔，塔釜为含固液的混合体系，送入醋酸钠回收装置处理。优选地，所述TQ-503精馏塔用于甲醇精制，即将含有甲醇的水溶液进行精馏分离，并将精制后的甲醇送入TQ-504A精馏塔，将塔釜水送回TQ-502萃取精馏塔做萃取剂。优选地，所述TQ-502萃取精馏塔用于分离醋酸甲酯和甲醇，即通过加入水做萃取剂实现醋酸甲酯和甲醇的进一步分离，实现醋酸甲酯浓缩，塔顶得到醋酸甲酯的浓缩液送入TQ-510精馏塔，将塔釜稀甲醇送入TQ-503精馏塔。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述TQ-501精馏塔塔釜连接TQ-501再沸器，所述TQ-501精馏塔塔顶连接TQ-501冷凝器。优选地，所述TQ-502精馏塔塔釜连接TQ-502再沸器，所述TQ-502精馏塔塔顶连接TQ-502冷凝器；所述TQ-502直接接收TQ-505精馏塔塔顶气作上升蒸气，不足部分由塔釜再沸提供。优选地，所述TQ-503精馏塔塔釜连接TQ-503再沸器，所述TQ-503精馏塔塔顶连接TQ-504再沸器，其中TQ-504再沸器充当TQ-503冷凝器；所述TQ-503再沸器采用新鲜蒸汽做热源。优选地，所述TQ-504A精馏塔塔釜连接TQ-504A再沸器；所述TQ-504A再沸器采用TQ-503精馏塔塔顶汽相甲醇做热源。优选地，所述TQ-504A精馏塔塔顶采用TQ-503馏出补充回流；气相甲醇直接采出至聚合装置使用。优选地，所述TQ-504B精馏塔塔釜连接TQ-504B再沸器，所述TQ-504B精馏塔塔顶连接TQ-504B冷凝器。优选地，所述TQ-505精馏塔塔釜连接TQ-505再沸器。优选地，所述TQ-505精馏塔塔顶不连接TQ-505冷凝器；所述TQ-505精馏塔塔顶的气相组分不经冷凝直接进入所述TQ-502萃取精馏塔，作为所述TQ-502萃取精馏塔上升蒸汽使用；同时，所述TQ-502萃取精馏塔塔顶液相冷凝后回流至所述TQ-505精馏塔塔顶，作为两塔之间的物料平衡和热量平衡，即所述TQ-505精馏塔和所述TQ-502萃取精馏塔实现热耦合。优选地，所述TQ-503精馏塔采用加压操作，便于对TQ-504塔再沸器进行加热。4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述醋酸回收装置包括TQ-506精馏塔、TQ-507精馏塔和SB-501酯化塔；所述TQ-505精馏塔塔釜与TQ-506精馏塔相连；所述TQ-506精馏塔与TQ-507精馏塔相连；所述TQ-507精馏塔与SB-501酯化塔相连；所述SB-501酯化塔与TQ-506精馏塔相连。5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述TQ-506精馏塔塔顶与TQ-507精馏塔塔顶相连。优选地，所述TQ-506精馏塔塔釜连接TQ-506再沸器，所述TQ-506精馏塔塔顶依次连接TQ-506冷凝器和TQ-506馏出分相器；所述TQ-506塔顶气相部分送至TQ-510塔再沸器作热源，部分送至TQ-506冷凝器冷凝，两部分凝液均进入TQ-506馏出分相器分相，油相全部返回TQ-506回流，水相采出至TQ-507精馏塔处理；所述TQ-507精馏塔塔釜连接TQ-507再沸器，所述TQ-507精馏塔塔顶依次连接TQ-507冷凝器和TQ-507馏出分相器；所述TQ-507冷凝器部分回流至TQ-507精馏塔顶部，部分送至SB-501酯化塔再生。优选地，所述TQ-506馏出分相器和TQ-507馏出分相器之间设置储液罐，用于收集来自TQ-506馏出分相器和TQ-507馏出分相器的水相；优选地，所述SB-501酯化塔用于共沸剂的再生。优选地，所述侧线采出的醋酸部分送入SB-501酯化塔中，用于共沸剂的再生。6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述醋酸钠回收装置包括过滤装置和结片机，所述过滤装置用于除去塔釜液相中的固体组分；所述结片机用于将醋酸钠低温结晶为三水合醋酸钠晶体，通过控制醋酸浓度可以使醋酸钠水溶液完全转化为三水合醋酸钠晶体，避免废水排放。7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括TQ-511精馏塔、TQ-512水解塔、SB-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏华，孙先武，耿中峰，柳巨澜，李永辉，许献智，钱胜华，洪玉祥，时锋，龚健，董秀芹，胡俊腾，迟立波，
申请(专利权)人：内蒙古蒙维科技有限公司，天津大学，安徽皖维高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15