一种工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法技术

本发明专利技术涉及一种工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，将工业尾气经二甲醚羰基化制备的醋酸甲酯料液进入脱轻塔脱轻组分杂质，脱轻塔塔顶脱轻组分杂质同时侧线采出高纯二甲醚，脱轻塔釜底液进入精密精馏塔，精密精馏塔塔顶脱除共沸杂质，精密精馏塔塔釜液进入脱重塔脱除重组分杂质，塔顶获得高纯醋酸甲酯；通过本发明专利技术方法可以去除杂质烯烃、甲醇循环累积的影响，防止反应工段催化剂积碳而失活，延长二甲醚羰基化连续反应时间，脱除和醋酸甲酯共沸的水、丙酮、甲醇杂质。获得纯度≥99.9wt％的醋酸甲酯，且回收率98％以上。且回收率98％以上。且回收率98％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法


[0001]本专利技术属于化工分离
，涉及一种工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，特别是工业尾气经二甲醚羰基化制醋酸甲酯的精制分离。

技术介绍

[0002]醋酸甲酯，又叫乙酸甲酯，具备良好的溶解性和强快干性，是一种透明的绿色环保溶剂和重要的化工原料，广泛应用于精细化工、涂料、油墨、香料、发泡剂、聚合物溶剂、粘合剂、汽车、个人护理和化妆品、医药化学等领域。醋酸甲酯可用于合成多种化工产品，其常用领域和方式主要有如下5个方面。
[0003]1、制备乙醇。醋酸甲酯中含有C＝O双键，可加氢生成乙醇。
[0004]2、制备甲基丙烯酸甲酯。醋酸甲酯和甲醛反应后获得丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯加氢后制得丙酸甲酯，丙酸甲酯和甲醛进行羟醛缩合反应即可制备甲基丙烯酸甲酯。
[0005]3、制备醋酸。醋酸甲酯可水解为醋酸和甲醇，然后通过分离提纯获得这两种化工产品。
[0006]4、制备醋酐。醋酸甲酯和CO羰基化反应生成醋酐，醋酐是一种重要的有机化工原料。
[0007]5、制备新酯。醋酸甲酯和不同醇在酸或碱的催化下生成新酯和新醇，其反应式为CH3COOCH3+ROH
→
CH3COOR+CH3OH。
[0008]目前二甲醚和合成气羰基化制备醋酸甲酯的生产原料来源丰富，工艺技术可靠，经济潜力巨大。国内二甲醚装置总产能达到1400万吨，但开工率只有38％左右，二甲醚制备醋酸甲酯可以解决二甲醚产能过剩问题，经济上大有可为。另一方面合成气来源丰富，甚至可以利用工业尾气，王辉等人(中国新技术新产品，2019，(06)：1
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3)提出可以利用工业尾气的CO作为反应原料，但其并未对此进一步深入介绍。
[0009]二甲醚羰基化合成乙酸甲酯的路线中，专利CN107973716B指出目前的研究报道多集中在对催化剂改性、提高催化剂稳定性、延长催化剂寿命方面，该专利通过减少反应原料中的杂质方法来优化，但是并没有对反应过程中产生的杂质指出如何处理。
[0010]工业废气不可避免的会夹带烯烃等微量杂质、原料二甲醚中微量的甲醇会在反应条件下发生副反应生成烯烃，这些烯烃杂质在随后的醋酸甲酯分离中会随着二甲醚循环进入反应工段，从而造成催化剂积碳而失活，影响二甲醚羰基化连续进行。专利CN112250573A报道了羰基化产物的液相经过精馏塔精制后，塔顶二甲醚气体循环回反应工段，未考虑杂质烯烃、甲醇循环累积的影响。
[0011]赵特特等(现代化工，2018，38(06)：225
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228)将二甲醚回收塔塔顶气循环回反应工段，未考虑杂质循环累积的影响。同时二甲醚回收塔塔顶温度为18.76℃，再沸器温度为38.14℃，对于热源的选择以及操作非常不利，尤其是夏季。其后续的乙酸甲酯精馏塔T
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101提纯的醋酸甲酯纯度仅为0.9900，且仅占该塔进料S11的40％。
[0012]工业废气和原料二甲醚中均含有水，原料二甲醚中含有微量的甲醇、丙酮，反应工
段产生的杂质丙酮等，水、甲醇、丙酮均和醋酸甲酯共沸，这些杂质都影响醋酸甲酯的精制。醋酸甲酯在0.1MPa下的沸点为57.8℃，醋酸甲酯
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甲醇共沸点为54℃，醋酸甲酯
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水共沸点为56.5℃，醋酸甲酯
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丙酮共沸点为55.6℃，这些共沸物共沸点和醋酸甲酯的沸点差最小的为1.3℃，极难分离。王克良等人(化学工程，2019，47(10)：48
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52)提出采用变压精馏分离乙酸甲酯和甲醇共沸物，难以适用于这种存在多种共沸的复杂体系，而且采用双塔也增加了分离成本和操作难度。李俊岭等人(化工生产与技术，2011,18(05)：34
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36)提出采用萃取精馏脱除乙酸甲酯中的水、甲醇，但是需高萃取比(为1.5～2.0)，同时需要额外增加一台萃取剂回收塔。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，去除杂质烯烃、甲醇循环累积的影响，防止反应工段催化剂积碳而失活，延长二甲醚羰基化连续反应时间；脱除和醋酸甲酯共沸的水、丙酮、甲醇杂质，获得高纯醋酸甲酯(纯度≥99.9wt％)。
[0014]实现本专利技术目的的技术方案为：
[0015]一种工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，将工业尾气经二甲醚羰基化制备的醋酸甲酯料液进入脱轻塔脱轻组分杂质，塔顶脱轻组分杂质同时侧线采出二甲醚(纯度≥99.9wt％)并将烯烃杂质控制在18ppm以下，脱轻塔釜底液进入精密精馏塔，精密精馏塔塔顶脱除甲醇、水、丙酮等难以脱除的共沸杂质，精密精馏塔塔釜液进入脱重塔脱除重组分杂质，塔顶获得高纯醋酸甲酯(纯度≥99.9wt％，水＜300ppm，甲醇＜100ppm，丙酮＜500ppm)，回收率98％以上。
[0016]上述技术方案中，所述工业尾气经二甲醚羰基化制备的醋酸甲酯料液含有轻组分杂质、和醋酸甲酯共沸的杂质、重组分杂质。
[0017]所述轻组分杂质包括氮气、一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳、氩气、烷烃、烯烃、乙醛、甲酸甲酯的至少一种以及二甲醚。
[0018]所述烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯的至少一种。
[0019]所述和醋酸甲酯共沸的杂质包括水、甲醇、丙酮的至少一种。
[0020]所述重组分杂质包括乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸、吡啶等至少一种。
[0021]上述技术方案中，所述脱轻塔的操作压力为绝压800kPa～2000kPa，理论塔板数18～50，回流比1～50，侧线采出位置为第3～46块理论板，进料位置为第10～48块理论板，塔顶温度25～70℃。
[0022]更优选的，所述脱轻塔侧线采出位置位于进料位置上方，塔顶温度35～55℃。
[0023]上述技术方案中，所述脱轻塔釜底液与醋酸甲酯料液预热，节约脱轻塔能耗，提高精密精馏塔分离效果。
[0024]上述技术方案中，所述精密精馏塔的操作压力为绝压100kPa～800kPa，回流量与进料量之比为0.4～20，理论塔板数70～200块。
[0025]上述技术方案中，所述脱重塔的操作压力为绝压20kPa～300kPa，回流比0.1～20，理论塔板数10～70块。
[0026]上述技术方案中，所述脱轻塔塔顶气经过一级冷凝器后进入二级冷凝器，二级冷
凝器液相全部通过泵送回脱轻塔，以便回收更多的二甲醚。
[0027]所述二级冷凝器冷凝温度为
‑
30～20℃。
[0028]上述技术方案中，优选地，所述脱轻塔、精密精馏塔和脱重塔选用板式塔、散装填料塔或规整填料塔的一种或几种相结合。
[0029]更优选的，所述精密精馏塔选用高效规整填料。
[0030]实现本专利技术分离精制方法的装置包括脱轻塔、精密精馏塔、脱重塔，醋酸甲酯料液通过管路相连接预热器，预热器通过管路连接脱轻塔，脱轻塔塔顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，其特征在于：将工业尾气经二甲醚羰基化制备的醋酸甲酯料液进入脱轻塔脱轻组分杂质，脱轻塔塔顶脱轻组分杂质同时侧线采出高纯二甲醚，脱轻塔釜底液进入精密精馏塔，精密精馏塔塔顶脱除共沸杂质，精密精馏塔塔釜液进入脱重塔脱除重组分杂质，塔顶获得纯度≥99.9wt％的醋酸甲酯；所述轻组分杂质包括氮气、一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳、氩气、烷烃、烯烃、乙醛、甲酸甲酯的至少一种；其中烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯的至少一种；所述共沸杂质包括水、甲醇、丙酮的至少一种；所述重组分杂质包括乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸、吡啶的至少一种。2.根据权利要求1所述的工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，其特征在于：所述脱轻塔的操作压力为绝压800kPa～2000kPa，理论塔板数18～50，回流比1～50，侧线采出位置为第3～46块理论板，进料位置为第10～48块理论板，塔顶温度25～70℃。3.根据权利要求2所述的工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，其特征在于：所述脱轻塔侧线采出位置位于进料位置上方，塔顶温度35～55℃。4.根据权利要求1所述的工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，其特征在于：所述脱轻塔釜底液与醋酸甲酯料液预热。5.根据权利要求1所述的工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，其特征在于：所述精密精馏塔的操作压力为绝压100kPa～800kPa，回流量与进料量之比为0.4～20，理论塔板数70～200块。6.根据权利要求1所述的工业尾气制醋酸甲酯的分离精制方法，其特征在于：所述脱重塔的操作压力为绝压20kPa～300kPa，回流比0.1～20，理论塔板数10～70块。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄辉，张驰，池红卫，
申请(专利权)人：天津天南同创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：