醋酸精餾脫水塔系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的涉及煤化工領(lǐng)域，具體地涉及一種具有膜分離裝置的醋酸精餾脫水塔系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]精餾是石油化工、煉油生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，其目的是將混合物中各組分分離出來(lái)，達(dá)到規(guī)定的純度。
[0003]精餾是利用混合物內(nèi)各組分沸點(diǎn)不同，利用熱源加熱混合物，使各物料在不同溫度下冷凝分離，達(dá)到要求的分離產(chǎn)品純度，滿足生產(chǎn)需要。精餾方式很多，其中蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。它是通過(guò)加熱造成氣、液兩相物系，利用物系中各組分揮發(fā)度不同的特性以實(shí)現(xiàn)分離的目的。按蒸餾方式可將蒸餾分為簡(jiǎn)單蒸餾，平衡蒸餾、精餾和特殊精餾。以下是特殊精餾的發(fā)展和具體分離方式。
[0004]恒沸精餾的基本原理是是在分離的混合液中加入第三組分，以提高組分間的相對(duì)揮發(fā)度，從而用精餾的方法將它們分離。恒沸精餾時(shí)，在被分離的二元混合液中加入第三組分，該組分能與原溶液中的一個(gè)或者兩個(gè)組分形成最低恒沸物，從而形成了 “恒沸物-純組分”的精餾體系。恒沸物從塔頂蒸出，純組分從塔底排出，其中所添加的第三組分稱為恒沸劑或夾帶劑。
[0005]決定恒沸精餾可行性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵是恒沸劑的選擇，恒沸劑量是影響恒沸精餾過(guò)程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。Laroche等研宄了以苯為挾帶劑的乙醇-水分離過(guò)程，得到了改變挾帶劑量時(shí)輕組分相對(duì)揮發(fā)度的變化規(guī)律。
[0006]今后對(duì)于恒沸精餾的研宄方向也將與夾帶劑劑量與產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系為重點(diǎn)，達(dá)到高效高產(chǎn)。傳統(tǒng)的恒沸精餾法已形成規(guī)模化、機(jī)械化程度很高的無(wú)水酒精生產(chǎn)工藝，且產(chǎn)量大、質(zhì)量好、生產(chǎn)穩(wěn)定、技術(shù)成熟，其能耗低于萃取蒸餾法，成本更低。
[0007]萃取精餾與恒沸精餾基本原理相同，只是根據(jù)第三組分在精餾過(guò)程中所起的作用來(lái)與恒沸精飽進(jìn)行區(qū)分。
[0008]萃取精餾是通過(guò)向精餾系統(tǒng)中加入適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量分離劑(MSA)來(lái)顯著增大相對(duì)揮發(fā)度很小或者易形成共沸物的混合物組分之間的相對(duì)揮發(fā)度，使分離易于進(jìn)行，從而獲得產(chǎn)品的一種特殊精餾技術(shù)。雖然萃取精餾一方面增加了被分離組分之間的相對(duì)揮發(fā)度，使分離能夠得以進(jìn)行，但是，另一方面帶來(lái)的最大缺點(diǎn)是溶劑比大，從而導(dǎo)致生產(chǎn)能力提高遇到困難，而且過(guò)程能耗大。為了解決這一弊端，對(duì)萃取精餾過(guò)程的研宄一般是從“流”即萃取精餾流程安排、萃取精餾塔的塔板結(jié)構(gòu)和“場(chǎng)”即分離劑或溶劑的選擇出發(fā)，對(duì)萃取精餾分離過(guò)程不斷發(fā)展和完善。
[0009]當(dāng)前的研宄熱點(diǎn)是如何選擇合適的萃取劑，選擇溶劑的一般方法是先采用性質(zhì)約束法劃定分離混合物系所需溶劑的大致范圍。對(duì)于一個(gè)被分離物系，通過(guò)這種方法往往可以得到多個(gè)適用的溶劑，然后應(yīng)用計(jì)算機(jī)優(yōu)化方法尋求最佳溶劑已成為研宄的方向。在萃取精餾工藝路線以及溶劑不便改動(dòng)的情況下，采用高效新型的塔板內(nèi)構(gòu)件，是提高萃取精餾塔生產(chǎn)能力的有效策略。
[0010]1921年Bacchaus首先提出了反應(yīng)精飽的概念，反應(yīng)精飽是將化學(xué)反應(yīng)與精飽分離結(jié)合在同一設(shè)備中進(jìn)行的一種親合過(guò)程。20世紀(jì)70年代中期，Eastman Kodak公司首先實(shí)現(xiàn)了酯化和萃取精餾相結(jié)合的均相反應(yīng)精餾過(guò)程工業(yè)化，70年代后期擴(kuò)展到非均相體系。由于世界對(duì)MTBE需求量不斷增加，從而使該技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。
[0011]催化精餾過(guò)程中伴有化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，由于分離和反應(yīng)的強(qiáng)烈交互作用，使得該過(guò)程的理論模擬和工程設(shè)計(jì)變得繁雜，過(guò)程的影響因素很多，對(duì)其研宄比傳統(tǒng)的反應(yīng)和精餾要困難得多。雖然催化精餾技術(shù)很早就提出了，但到目前為止，仍未建立完整的理論體系O
[0012]抽提精餾工藝是從加氫煤焦油中回收高純度苯發(fā)展而來(lái)。由于煤焦油中芳烴含量很高，液-液抽提技術(shù)就不再適用，而極性溶劑卻適用于此種情況。在抽提精餾技術(shù)中，決定的因素是溶劑改變混合物中烴類蒸汽壓的能力，這種作用是由溶劑分子的極性結(jié)構(gòu)所引起的，并導(dǎo)致溶液中所有烴類的蒸汽壓降低，但程度不同。抽提精餾的原理就是首先將沸點(diǎn)相近的餾分脫除，然后與極性溶劑混合，提高沸點(diǎn)差，增大非芳烴的揮發(fā)度，并除去共沸混合物。
[0013]傳統(tǒng)的精餾設(shè)備能耗大，熱力學(xué)效率很低。對(duì)此，人們提出了許多節(jié)能措施。大量的理論分析、實(shí)驗(yàn)研宄以及工業(yè)應(yīng)用表明，熱泵精餾的節(jié)能效果十分顯著。熱泵精餾是把精餾塔塔頂蒸汽加壓升溫，使其用作塔底再沸器的熱源，回收塔頂蒸汽的冷凝潛熱。根據(jù)熱泵所消耗的外界能量不同，熱泵精餾可分為蒸汽壓縮式和蒸汽噴射式兩種類型。
[0014]現(xiàn)有醋酸裝置采用的脫水塔精餾工藝主要是簡(jiǎn)單的蒸餾分離，采用浮閥塔盤進(jìn)行醋酸和水的分離，蒸汽能耗較高，具體操作工藝流程如下。
[0015]脫輕塔精餾段有一特殊的側(cè)線板，它將含水和少量的碘甲烷的粗醋酸全部采出，通過(guò)粗酸集液槽經(jīng)脫水塔進(jìn)料泵，少部分回脫輕塔作為塔下段回流，大部分進(jìn)入脫水塔，粗醋酸含水量在10%左右，粗醋酸的中的水靠浮閥塔盤通過(guò)蒸汽進(jìn)行加熱分離。為了避免碘化氫在脫水塔中的聚集，由低壓吸收塔甲醇泵引來(lái)一股甲醇作為脫水塔的第二進(jìn)料，從脫水塔下部引入，使其與碘化氫反應(yīng)生成碘甲烷和水。脫水塔頂出來(lái)的氣相進(jìn)入脫水塔冷凝器，冷凝冷卻到62°C，冷凝液經(jīng)脫水塔回流槽由脫水塔回流泵，將一部分回流液回流回脫水塔的塔頂，一部分與脫輕塔分層器的輕相采出液一起由稀酸泵送至醋酸合成工序反應(yīng)釜和轉(zhuǎn)化釜。
[0016]脫水塔釜液為含水量小于750ppm的干燥醋酸，經(jīng)成品塔進(jìn)料泵送入成品塔。
[0017]從脫水塔冷凝器出來(lái)含水量較高的粗醋酸進(jìn)入脫水回流罐，由于脫水塔回流罐出來(lái)的含水量30%左右的醋酸一部分回流到脫水塔上部進(jìn)行脫水精餾的正常操作，一部分通過(guò)稀酸泵返回合成反應(yīng)釜。以上精餾技術(shù)在不同程度存在以下二個(gè)問(wèn)題:第一是能耗高，水含量高蒸汽消耗高；第二是:設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造有待進(jìn)一步優(yōu)化，以利于整體提高生產(chǎn)工藝技術(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本實(shí)用新型是在醋酸精餾脫水塔系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)。由