纯化乙酸的方法技术

乙酸纯化方法包括，将乙酸浓度为１０－５０ｗｔ％的原料水溶液引入提取器；加入含乙酸异丙酯的提取介质，其量为原料液的０．６－３．０倍重量，使该介质与原料液接触；由提取残液中分离含乙酸的提取介质；将此介质引入共沸蒸馏塔；由塔顶蒸出该提取介质中所含的乙酸异丙酯；冷凝该塔顶馏出液，将其分成贫水相和富水相，贫水相中富含乙酸异丙酯；将至少部分贫水相作为提取介质返回到提取器；和从共沸蒸馏塔底部回收已经脱水和纯化了的乙酸。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
纯化乙酸的方法本专利技术涉及纯化乙酸的方法，其中被提纯的乙酸从原料溶液中高效、低能耗地被回收。传统已知的工业规模生产乙酸的方法包括发酵法；用铑和碘作催化剂，在均匀相液体系中反应的甲醇羰基化法；用可溶有机盐(环烷酸锰、环烷酸钴、环烷酸镍等)作催化剂在多相固体体系中反应的烃(丁烷、石脑油等)的氧化法；包括氧化乙烯先生成乙醛，然后用乙酸锰或乙酸锰、乙酸铜和乙酸钴的混合物在均相液体体系中氧化生成的醛得到乙酸的乙烯两步氧化法；以及包含用金属钯和杂多磷酸作主要催化剂在气相中将乙烯与氧气反应的方法(JP-A-7-89896；这里所用术语＂JP-A＂的意思是＂未审公开的日本专利申请＂)。在每一个这些方法中，乙酸都以水溶液形式得到。要得到脱水和纯化的乙酸，需要用尽可能节省的方法将水溶液中的水除去。蒸馏是工业中一般使用从乙酸水溶液中获得纯乙酸的方法。然而，用传统的蒸馏法将水与乙酸分离，由于乙酸的沸点(常压下117.8℃)与水的接近，需要高塔板数(例如70或更多)的蒸馏塔进行。另外，具有很大蒸发热的大量水要从塔顶蒸出，这需要大规模的设备和大量能量。而且，由于水相对乙酸具有低的挥发性，在塔顶需设置大的回流比，这降低了该方法的效率。-->已提出了各种解决此问题的建议。例如，一个已知的方法是让乙酸水溶液(以后称作＂原料溶液＂)与能和水形成共沸混合物的共沸剂一起共沸蒸馏，这样从塔顶蒸馏出最小量的水和共沸剂的共沸物，同时从塔底回收浓缩的乙酸(JP-B-43-16965，JP-B-61-31091，等；这里所用术语＂JP-B＂的意思是＂已审日本专利公开＂)。尽管此方法的优点是降低了塔顶的回流比，因此可以减少蒸馏水所需能量，但与传统蒸馏法相似，有大量的水要从塔顶蒸出，因此不能有效地节约能量。一个已知的不同于共沸蒸馏的方法是提取法。该方法通常包括让用作提取剂的不溶于水的有机溶剂与原料溶液接触，这样将乙酸提取到提取介质相中、然后提取液中经过，例如蒸馏分离和纯化乙酸。提取法的一个重要因素是选择合适的提取介质，其应与水具有很小的分配系数并能充分溶解乙酸。对于选择合适的溶剂，已提出许多使用沸点高于乙酸并且能充分溶解乙酸的溶剂的方案，因为较高沸点的溶剂通常与水有较少的分配系数。例如，在JP-A-60-25949(这里所用术语＂JP-A＂的意思是＂未审公开的日本专利申请＂)中，乙酸是用主要组分为C7脂肪酮的高沸点溶剂从原料溶液中提取，将提取液中所含水除去后，经蒸馏将乙酸与高沸点溶剂分离。在JP-B-59-35373中，用沸点高于乙酸的叔胺进行提取，同时使用了沸点高于乙酸的含氧有机溶剂，通过蒸馏将提取液脱水，接着将已脱水的混合物再次蒸馏得到乙酸。在JP-B-60-16410中，用一种特殊的仲酰胺作提取介质，蒸馏将乙酸从提取液中分离。此外，美国专利U.S.4,143,066建议使用能够选择性提取乙酸的氧化三辛基膦作高沸点溶剂。-->已知的方法还有用低沸点溶剂和高沸点溶剂的混合物作为提取介质。例如，在JP-B-1-38095中，所用的溶剂混合物含乙酸乙酯和二异丁基酮。此外，美国专利US2,175,879中公开的方法包括提取和共沸蒸馏同时进行。在该方法中，原料液被分成两部分，一部分用低沸点溶剂提取，同时另一部分用共沸剂如乙酸丁酯共沸蒸馏。通过将在共沸蒸馏塔顶部的气体冷凝热的多用途使用，通过蒸馏将提取液中低沸点溶剂从乙酸中回收，这样节约了能量。当在上述的提取法或提取/共沸蒸馏法中用高沸溶剂作提取介质时，溶于提取介质相的水量通常减少，但其与乙酸的分配系数也由此降低了。其结果是，需使用大量的提取介质，这样，所用设备尺寸也变大了。另外，在接下来的通过蒸馏从提取液中分离乙酸的步骤中，需要从塔顶蒸发出相对具有很大蒸发潜热的乙酸，这带来了能耗增加的问题。当通过水的最低共沸蒸馏进行分离时，提取介质的沸点高于乙酸，因此其最低共沸蒸馏温度接近乙酸的沸点。同时，在这种情况下很难以高产率获得高纯乙酸。用低沸点溶剂和高沸点溶剂混合物作提取介质的方法比仅用低沸点溶剂的方法更有利。然而，在前一种情况，有大量的水溶于提取介质相，这增大了共沸蒸馏的负担。在这种情况下，还需要通过蒸馏将高沸点溶剂与乙酸分开。因此，从能量消耗的观点看并不总是有利的。本专利技术的方法是为了解决上述问题。本专利技术的一个目的是提取一种纯化乙酸的方法，其有效并低能耗地从原料溶液中回收纯化了的乙酸。本专利技术的其它目的和效果将在以下的陈述中给出。-->本专利技术涉及纯化乙酸的方法，包括：将乙酸浓度为10-50wt％的乙酸原料水溶液引入提取器；加入乙酸异丙酯数量为原料溶液0.6-3.0倍重量的含乙酸异丙酯的提取介质，让提取介质与原料溶液接触；将乙酸提取到提取介质中；将含乙酸的提取介质与提取残留液分离；将含乙酸的提取介质引入共沸蒸馏塔；经与水共沸蒸馏，从共沸蒸馏塔顶部将提取介质中所含乙酸异丙酯蒸出；冷凝从共沸蒸馏塔顶出来的馏出液，将馏出液分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；将至少部分贫水相作为提取介质返回到提取器；和从共沸蒸馏塔底部回收已经脱水和纯化了的乙酸。在本专利技术纯化乙酸的优选实施方案中，提取残留液和至少部分富水相被送入回收/蒸馏塔；在提取残留液和富水相中所含乙酸异丙酯与水共沸蒸馏；从回收/蒸馏塔顶蒸出的馏出液被冷凝分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；至少一部分贫水相从体系中引出；废水从回收/蒸馏塔底部放出。在以上的本专利技术优选实施方案中，更优选将从体系中放出的贫水相与乙酸一起送入一个酯化反应器；由于乙酸异丙酯水解生成的异丙醇被转化成乙酸异丙酯，接着被回收。在本专利技术纯化乙酸方法的另一个优选实施方案中，将提余液送入提取介质回收塔；从提取介质回收塔顶蒸出的馏出液被返回到提取器。-->在该优选实施方案中，更优选从共沸蒸馏塔顶部冷凝的馏出液中分出的富水相被送入汽提塔；从汽提塔顶部蒸出的馏出液返回到共沸蒸馏塔；水从汽提塔底部放出。附图1是本专利技术实施方案的流程图。附图2是本专利技术另一实施方案的流程图。将通过附图详细描述本专利技术的一个实施方案，但不能将本专利技术解释为局限于此。附图1给出了一个本专利技术实施方案的流程图。本专利技术方法所用设备大致包括提取器2、共沸蒸馏塔6、回收/蒸馏塔20和酯化反应器(以后简称＂反应器＂)32。提取器2是由塔板组成的液-液逆流提取器。共沸蒸馏塔6和回收/蒸馏塔2 0是蒸馏设备，分别在塔顶装有冷凝器8或22和滗析器9或23，在塔底分别装有再沸器16或30。在附图1中，含10-50wt％乙酸的原料溶液1首先被送到提取器2的塔顶附近。在提取器2塔底附近，经管3将主要组分为乙酸异丙酯的提取介质送入。送入的乙酸异丙酯量为原料溶液的0.6-3.0倍重量。提取介质不必是纯乙酸异丙酯，其所含主要组分是乙酸异丙酯就足够了，如下述的第一个滗析器9的11室中的贫水相。在提取器2中，原料溶液1与提取介质3以液体形式逆流接触。由此在原料溶液1中的乙酸被提取到提取介质相中，该混合物被分成主要含乙酸异丙酯和乙酸及少量水的提取液，和主要含水及少量乙酸异丙酯的提取残留液。由此分出的含乙酸的提取液经管线4送入共沸蒸馏塔6。提取残留液5从提取器2塔底放出。从提取器2出来的提取液4含有在提取步骤分配的水、乙酸异丙酯和乙酸。当提取液4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯化乙酸的方法，包括：将乙酸浓度１０－５０ｗｔ％的乙酸原料水溶液引入提取器；加入乙酸异丙酯数量为原料溶液０．６－３．０倍重量的含乙酸异丙酯的提取介质，让提取介质与原料溶液接触；将乙酸提取到提取介质中；将含乙酸的提取介质与提取残留液分离；将含乙酸的提取介质引入共沸蒸馏塔；经与水共沸蒸馏，从共沸蒸馏塔顶部将提取介质中所含乙酸异丙酯蒸出；冷凝从共沸蒸馏塔顶出来的馏出液，将馏出液分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；将至少部分贫水相作为提取介质返回到提取器；和从共沸蒸馏塔底部回收已经脱水和纯化了的乙酸。

【技术特征摘要】
JP 1995-9-29 254004/951.一种纯化乙酸的方法，包括：将乙酸浓度10-50wt％的乙酸原料水溶液引入提取器；加入乙酸异丙酯数量为原料溶液0.6-3.0倍重量的含乙酸异丙酯的提取介质，让提取介质与原料溶液接触；将乙酸提取到提取介质中；将含乙酸的提取介质与提取残留液分离；将含乙酸的提取介质引入共沸蒸馏塔；经与水共沸蒸馏，从共沸蒸馏塔顶部将提取介质中所含乙酸异丙酯蒸出；冷凝从共沸蒸馏塔顶出来的馏出液，将馏出液分成富含乙酸异丙酯的贫水相和富含水的富水相；将至少部分贫水相作为提取介质返回到提取器；和从共沸蒸馏塔底部回收已经脱水和纯化了的乙酸。2.如权利要求1的纯化乙酸的方法，其中所说的提取残留液和至少部分富水相被送入回收/蒸馏塔；在所说的提取残留...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木高治，藤本正幸，宫成高重，西野宏，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]