共沸蒸馏方法技术

提供了一种使用与水共沸的共沸剂将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏方法。一种用于将水、乙酸和乙酸甲酯蒸馏分离为单独组分的共沸蒸馏方法，包含下列步骤（１）～（５）：（１）在比大气压更高的塔顶压力下和有共沸剂存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成含有乙酸的塔底回收馏分和含有水、乙酸甲酯和共沸剂的塔顶馏出物蒸气；（２）冷凝步骤（１）中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；（３）通过减压使乙酸甲酯从步骤（２）中获得的冷凝液中蒸发的步骤，从而回收乙酸甲酯；（４）将步骤（３）中获得的残余液体经液液分离为水相和油相的步骤；以及（５）将步骤（４）中获得的油相作为共沸剂提供给步骤（１）的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用与水共沸的共沸剂将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏的方法。
技术介绍
在以乙酸为溶剂氧化对二甲苯合成对苯二酸的过程中形成的蒸气中，和对其冷凝液、反应产物浆液等进行固液分离获得的母液及其蒸气中，含有由水、乙酸经过歧化反应形成的乙酸甲酯等。通常采用脱水蒸馏的方法从该混合物中回收乙酸溶剂。在这种蒸馏方法中，由于相对挥发度接近于1，所以水和乙酸的可分离性较差，因此采用使用与水共沸的共沸剂共沸蒸馏的方法。在这种中，如果在上述混合物中含有的乙酸甲酯积累在循环使用的共沸剂中，会有使分离性能变差的问题，并且在专利文献1中公开了一种解决该问题的方法。此外，例如在专利文献2和3中公开了一种通过蒸馏形成的馏出物蒸气的冷凝热产生低压蒸气的回收能量的方法。特别地，与不采用共沸剂的普通蒸馏方法相比，如果馏出物蒸气的温度下降，共沸蒸馏法不利于产生低压蒸气。因此，在专利文献3中公开了一种通过向共沸蒸馏塔顶加压以提高馏出物蒸气温度的方法。在专利文献3中，至少一部分循环使用的共沸剂需要进行蒸馏处理从而除去积累在循环使用的共沸剂中的乙酸甲酯。专利文献1JP-A-2002-326001专利文献2JP-A-5-213816专利文献3美国专利申请2003-0150706
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而在共沸蒸馏时，由于需要能量，无法高效率地通过对循环使用的共沸剂进行蒸馏处理除去乙酸甲酯。此外，从装置考虑，需要用于处理的蒸馏塔及其附加设备。在这种情况下，本专利技术的目的在于提供一种回收乙酸甲酯的新方法，在高压下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏时，能够简化装置并且减少能量消耗。解决问题的方法根据本专利技术，通过采用经过下列步骤(1)～(4)将水、乙酸和乙酸甲酯共沸蒸馏为单独组分的，能够解决上述问题。即，本专利技术的要点在于下列1～8。1.一种用于将水、乙酸和乙酸甲酯蒸馏分离为单独组分的，其包含下列步骤(1)～(5)(1)在比大气压更高的塔顶压力下和有共沸剂的存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成含有乙酸的塔底回收馏分和含有水、乙酸甲酯和共沸剂的塔顶馏出物蒸气；(2)冷凝步骤(1)中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；(3)通过减压使乙酸甲酯从步骤(2)中获得的冷凝液中蒸发的步骤，从而回收乙酸甲酯；(4)将步骤(3)中获得的残余液体经液液分离为水相和油相的步骤；以及(5)将步骤(4)中获得的油相作为共沸剂提供给步骤(1)的步骤。2.如上述1所述的，其中塔顶馏出物蒸气的温度为95～130℃。3.如上述1或2所述的，其中将步骤(3)中获得的蒸发物质进行蒸馏，从而回收上述蒸发物质中含有的乙酸甲酯。4.如上述1或2所述的，其中将步骤(3)中获得的蒸发物质与步骤(4)中获得的水相一起进行蒸馏，从而回收蒸发物质和水相中含有的乙酸甲酯。5.如上述1～4中任何一项所述的，其中待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物为在以乙酸为溶剂氧化对二甲苯合成对苯二酸的过程中获得的水、乙酸和乙酸甲酯的混合物，并且将回收的乙酸甲酯重新返回氧化步骤中。6.如上述1～5中任何一项所述的，其中在共沸蒸馏中使用的共沸剂为具有5或6个碳原子的乙酸酯。7.如上述1～5中任何一项所述的，具中在共沸蒸馏中使用的共沸剂为选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯和乙酸异丁酯中的至少一种化合物。8.如上述1～7中任何一项所述的，其中步骤(2)中产生的冷凝热被用于热交换以产生蒸气。本专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种回收乙酸甲酯的新方法，其在高压下将待蒸馏的含有乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏时，能够简化装置并且减少能量消耗。附图说明图1所示为用于本专利技术的的流程的示意图；以及图2所示为用于传统(对照例)的流程的示意图。符号的意义1共沸蒸馏塔2冷凝器3冷凝液槽4减压槽5第二蒸馏塔6冷却器7油水分离器A待蒸馏的混合物B塔底回收馏分C塔顶馏出物蒸气D冷凝液D1水D2蒸气E蒸发物质F液体组分G油相H水相I气体管道具体实施方式本专利技术的共沸蒸馏的方法为使用与水共沸的共沸剂将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物共沸蒸馏的方法。上述待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物为，例如，在以乙酸为溶剂将对二甲苯氧化为对苯二酸的合成对苯二酸的过程中形成的，通过将反应蒸气或其冷凝液固液分离获得的母液或其蒸气，或反应产物浆液。在这种情况下，该混合物含有由氧化反应形成的水、作为溶剂的乙酸、以及由乙酸的歧化反应形成的乙酸甲酯。将上述待蒸馏的混合物经过下列步骤(1)共沸蒸馏为单独组分。(1)在比大气压更高的塔顶压力下，并在共沸剂的存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成塔底回收馏分，其中含有乙酸，以及塔顶馏出物蒸气，其中含有水、乙酸甲酯和共沸剂。上述共沸剂为能够与水形成共沸混合物的化合物。通过使用这种共沸剂，能够有效地进行水和乙酸的共沸蒸馏。而共沸剂可以使用多相共沸剂。特别可以使用具有5或6个碳原子的乙酸酯，例如乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯或乙酸异丁酯。其中特别优选使用乙酸正丁酯。可以使用一种或多种该共沸剂，但优选只使用一种。在大气压下(1atm)水与乙酸正丙酯的最小共沸点为85℃，与乙酸异丙酯为77℃，与乙酸正丁酯为91℃，并且与乙酸异丁酯为88℃。因此，在最小共沸点会随着加压而升高的情况下，与其他共沸剂相比，乙酸正丁酯能够在较低的压力水平下达到指定的温度。压力水平越高，蒸馏塔中蒸气的总量越小，这样从小型塔考虑是有利的。然而，如果压力过高，在塔底的乙酸回收部分中，由于压力水平较高而温度升高，这与共沸剂种类无关，并且需要特别注意防止腐蚀例如高等级材料的使用，这是不希望有的。在上述步骤(1)中的“在比大气压更高的塔顶压力下”指的是在上述步骤(1)中使用的蒸馏塔的塔顶压力超过大气压，具体说，是指塔顶馏出物蒸气的温度为95℃～130℃时的压力，优选为塔顶馏出物蒸气的温度为95℃～110℃时的压力。当蒸馏操作的压力以这样的方式增大时，塔中的蒸气量减少，因此可以减小蒸馏塔的尺寸。特别当化工装置的生产能力正在提高时该效果特别有价值。此外，共沸组合物的沸点基本高于大气压下的沸点，因此产生馏出物蒸气冷凝热的低压蒸气的压力水平也能增大。例如，可以在0.07MPa(绝对压力)下回收蒸气(90℃)，从而通过蒸气涡轮高效率地回收能量。如果上述压力太低，难以充分获得上述效果(增大低压蒸气的压力水平)。另一方面，如果上述压力过高，从乙酸的腐蚀性环境考虑，蒸馏塔的塔底有成为恶劣温度区域的趋势，并且此外，需要高压设备，因此设备的成本有增大的趋势。通过上述步骤(1)的蒸馏，含有水和共沸剂的共沸组合物、以及乙酸甲酯被蒸馏，并且上述乙酸从塔底被回收。因此，在塔底回收了含有乙酸作为主要组分并且水的含量比加入蒸馏塔的混合物更小的混合物，例如，水的含量至多为10wt％而加入的混合物中水的含量为20～30wt％。并且，在待蒸馏的混合物为在以乙酸为溶剂将对二甲苯氧化为对苯二酸的合成对苯二酸的过程中形成的，通过将例如反应蒸气或其冷凝液固液分离获得的母液或其蒸气，或反应产物浆液的情况下，可以将回收的乙酸作为溶剂或清洁液重新返回合成对苯二酸的过程中使用。此外，由上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将水、乙酸和乙酸甲酯蒸馏分离为单独组分的共沸蒸馏方法，其包含下列步骤（１）～（５）：（１）在比大气压更高的塔顶压力并有共沸剂存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成含有乙酸的塔底回收馏 分和含有水、乙酸甲酯和共沸剂的塔顶馏出物蒸气；（２）冷凝步骤（１）中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；（３）通过减压使乙酸甲酯从步骤（２）中获得的冷凝液中蒸发的步骤，从而回收乙酸甲酯；（４）将步骤（３）中获得的残余液体经液 液分离为水相和油相的步骤；以及（５）将步骤（４）中获得的油相作为共沸剂提供给步骤（１）的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-2-5 029483/20041.一种用于将水、乙酸和乙酸甲酯蒸馏分离为单独组分的共沸蒸馏方法，其包含下列步骤(1)～(5)(1)在比大气压更高的塔顶压力并有共沸剂存在下将待蒸馏的含有水、乙酸和乙酸甲酯的混合物进行蒸馏的步骤，从而将混合物分离成含有乙酸的塔底回收馏分和含有水、乙酸甲酯和共沸剂的塔顶馏出物蒸气；(2)冷凝步骤(1)中获得的塔顶馏出物蒸气的步骤；(3)通过减压使乙酸甲酯从步骤(2)中获得的冷凝液中蒸发的步骤，从而回收乙酸甲酯；(4)将步骤(3)中获得的残余液体经液液分离为水相和油相的步骤；以及(5)将步骤(4)中获得的油相作为共沸剂提供给步骤(1)的步骤。2.如权利要求1所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，所述塔顶馏出物蒸气的温度为95～130℃。3.如权利要求1或2所述的共沸蒸馏方法，其特征在于，将步骤(3)中获得的蒸发物质进行蒸馏...

【专利技术属性】
技术研发人员：沼田元千，矶贝隆行，渡边隆文，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]