【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于有机化工，具体涉及一种热泵辅助的酯交换法连续醋酸丁酯催化精馏生产装置及生产方法，涉及到侧线换热器、热泵精馏与催化精馏的集成技术。
技术介绍
0、
技术介绍
：
1、醋酸丁酯是一种重要的有机溶剂、脱水剂和萃取剂，广泛应用于涂料、香料、医药等行业。
2、目前，工业上醋酸丁酯一般通过浓硫酸催化醋酸与丁醇的酯化法制备。该方法通常采用间歇操作，工艺成熟，但由于硫酸的强腐蚀性与氧化性，存在设备腐蚀严重、后续产品分离流程复杂及废水的环境污染问题。为了克服传统硫酸法的缺陷，研究者提出了醋酸甲酯与丁醇酯交换法制备醋酸丁酯的新办法，并开发了离子交换树脂(ind.eng.chem.res.，2002,41：6663-6669；int.j.chem.kinet.,2009,41(2)：101-106)、离子液体(ind.eng.chem.res.,2015,54(4):1204-1215)、酶催化剂(化工学报,2017,68(12)：4685-4690)等新型催化剂。该方法能够将工业应用价值低的醋酸甲酯转化为附加值更高的醋酸丁酯，不仅能够为醋酸甲酯寻求一条更为高效的工业利用途径，同时也为醋酸丁酯的工业制备提供了一条新路径。
3、醋酸甲酯与丁醇的酯交换法为平衡反应，反应精馏可以突破平衡限制，是酯交换醋酸丁酯生产的推荐技术。中国专利cn101219950，公开了一种固体酸催化酯交换反应制备醋酸丁酯的装备和方法，将醋酸甲酯和正丁醇的反应安排在催化精馏塔内，并对塔内的催化剂装填段、填料分离段的排列方式进行了设计，
4、luyben等以醋酸甲酯与甲醇的混合物料为原料，将其与丁醇反应，并开发设计了由催化精馏塔、醋酸甲酯/甲醇分离塔、醋酸丁酯/丁醇精馏塔组成的工艺(ind.eng.chem.res.2004,43,8014-8025)，该工艺能够制备出较高纯度的醋酸丁酯。但值得注意的是，醋酸甲酯/甲醇、醋酸丁酯/丁醇两组共沸体系的存在，使得酯交换法制备醋酸丁酯的系统能耗颇高，工艺的节能降耗成为该法的重要努力方向。
5、然而，目前，醋酸丁酯节能工艺的开发或者研究主要针对醋酸与丁醇的酯化法(如cn102675093、cn 104860819)，不同的反应体系与不同的物性，导致这些办法并不适用于酯交换法。尽管中国专利cn 104860819公开了醋酸丁酯和丁醇恒沸物的变压精馏热耦合工艺，将醋酸丁酯和正丁醇分在两座塔进行，通过控制两个塔的压力，将第二精馏塔塔顶蒸汽作为第一精馏塔塔底热源，进而实现热量的热耦合，但该工艺并未涉及到醋酸丁酯的生产及醋酸甲酯-甲醇的分离工艺。基于此，本专利技术提供一种热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置及生产方法以解决上述问题。
技术实现思路
0、
技术实现思路
：
1、本专利技术的第一目的是针对现有技术酯交换法制备醋酸丁酯的过程中存在的物系分离困难、能耗较高的问题，提供一种热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置；
2、本专利技术的第二目的是提供一种热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产方法。
3、本专利技术采用以下技术方案：
4、(一)本专利技术提供一种热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，包括催化精馏塔、甲醇精馏塔和醋酸丁酯精馏塔；所述催化精馏塔设置有第一进料口和第二进料口，第一进料口用于输入丁醇，第二进料口用于输入醋酸甲酯与甲醇；所述催化精馏塔顶部出口与甲醇精馏塔入料口连接，底部出口与醋酸丁酯精馏塔入料口连接；所述甲醇精馏塔顶部出口与催化精馏塔第二进料口连接，底部出口连接甲醇输出管路；所述醋酸丁酯精馏塔顶部出口与催化精馏塔第一进料口连接，底部出口连接醋酸丁酯输出管路；所述催化精馏塔设置有侧线换热装置，侧线换热装置包括第一压缩机和侧线换热器；所述催化精馏塔内精馏段设置有精馏段侧线采出塔板和精馏段侧线采入塔板，精馏段侧线采出塔板通过管路与第一压缩机连接，第一压缩机与侧线换热器的第一入口连接，侧线换热器的第一出口通过管路与精馏段侧线采入塔板连接；所述催化精馏塔内提馏段设置有提馏段侧线采出塔板和提馏段侧线采入塔板，提馏段侧线采出塔板通过管路与侧线换热器的第二入口连接，侧线换热器的第二出口通过管路与提馏段侧线采入塔板连接。
5、进一步的，所述催化精馏塔顶部设置有气相出料口和液相回料口，气相出料口与催化精馏塔冷凝器入口连接，催化精馏塔冷凝器出口与液相回料口、甲醇精馏塔进料口分别连接；所述催化精馏塔底部设置有液相出料口和气相回料口，液相出料口与催化精馏塔再沸器入口连接，催化精馏塔再沸器出口与气相回料口、醋酸丁酯精馏塔进料口分别连接；所述甲醇精馏塔顶部设置有气相出料口和液相回料口，气相出料口与甲醇精馏塔冷凝器入口连接，甲醇精馏塔冷凝器出口与液相回料口、催化精馏塔的第二进料口分别连接；甲醇精馏塔底部设置有液相出料口和气相回料口，液相出料口与甲醇精馏塔再沸器入口连接，甲醇精馏塔再沸器出口与气相回料口、甲醇输出管路分别连接；所述醋酸丁酯精馏塔顶部设置有出料口和回料口，出料口与第二压缩机、醋酸丁酯精馏塔换热器第一入口依次连接，醋酸丁酯精馏塔换热器第一出口与回料口和催化精馏塔的第一进料口分别连接；所述醋酸丁酯精馏塔底部设置有液相出料口和气相回料口，液相出料口与醋酸丁酯精馏塔换热器第二入口连接，醋酸丁酯精馏塔换热器第二出口与醋酸丁酯辅助再沸器入口连接，醋酸丁酯辅助再沸器出口与气相回料口和醋酸丁酯输出管路分别连接。
6、进一步的，由于醋酸丁酯精馏塔塔顶蒸汽含有沸点较高的醋酸丁酯与丁醇，为了防止其压缩过程中出现液化，所述醋酸丁酯精馏塔还设置有塔顶蒸汽预热器；所述塔顶蒸汽预热器的第一入口通过管路与醋酸丁酯精馏塔顶部出料口连接，塔顶蒸汽预热器的第一出口通过管路与第二压缩机连接；所述塔顶蒸汽预热器的第二入口通过管路与醋酸丁酯精馏塔换热器的第一出口连接，塔顶蒸汽预热器的第二出口通过管路与醋酸丁酯精馏塔顶部回料口和催化精馏塔的第一进料口分别连接；所述塔顶蒸汽预热器的第二出口输出管路上设置有第二节流阀。
7、进一步的，所述催化精馏塔冷凝器出口与甲醇精馏塔进料口之间的连接管路上设置有催化精馏塔塔顶物料输出泵；所述甲醇精馏塔冷凝器出口与催化精馏塔的第二进料口之间的连接管路上设置有醋酸甲酯/甲醇循环泵；所述催化精馏塔再沸器出口与醋酸丁酯精馏塔进料口之间的连接管路上设置催化精馏塔塔底物料输出泵；所述塔顶蒸汽预热器第二出口与催化精馏塔的第一进料口之间的连接管路上设置丁醇循环泵。
8、进一步的，所述催化精馏塔内的精馏段侧线采入塔板和精馏段侧线采出塔板均位于精馏段底部的1～4块塔板处，优选精馏段底部的1～2块塔板；所述催化精馏塔内的提馏段侧线采入塔板和提馏段侧线采出塔板均位于提馏段上部的1～4块塔板处。
9、进一步的，所述催本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
7.一种热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的热泵辅助的连续醋酸丁酯催化精馏生产装置，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：丁良辉，王崔昕月，孙鹏程，周宇，吕欣怡，渠吉发，薛云波，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。