一种用于乙酸正丁酯生产的丁醇脱水系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于乙酸正丁酯生产的丁醇脱水系统，属于乙酸正丁酯生产技术领域。

背景技术：

乙酸正丁酯，是一种重要的有机溶剂、萃取剂和脱水机，在工业上有着广泛的用途，主要用于火棉胶、硝化纤维、清漆、人造革、医药、塑料以及香料工业中；主要在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂，在各种石油加工和制药过程中用作萃取剂，在各种香味剂中作为复配成分。目前，乙酸正丁酯的工业制备方法通常采用酯化法，采用冰醋酸和正丁醇在催化剂作用下发生酯化反应、生成乙酸正丁酯。在酯化反应过程中，如果原料丁醇的含水量较大，会影响催化剂的活性、酯化反应速度和酯化效率，进而还会影响后续的乙酸正丁酯产品的精馏，因而必须在酯化前对正丁醇进行脱水。而目前常规的蒸馏脱水设备，处理量小、蒸汽能耗高，严重制约了工厂产能的进一步扩大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于乙酸正丁酯生产的丁醇脱水系统，能够显著提高丁醇脱水效果，处理量大，能耗低。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于乙酸正丁酯生产的丁醇脱水系统，包括用于分离丁醇中水分的萃取塔、用于分离丁醇中低沸组分的精馏塔和用于循环利用萃取剂的萃取加热器；萃取塔的下部进料口通过丁醇进料管与丁醇储罐相连通，其上部的萃取剂进料口通过萃取剂进料管与萃取剂储罐相连通，其顶部依次通过第一冷凝器0、第一回流罐连接至精馏塔中部的进料口，其底部的液体出口通过送料管与萃取加热器的进料口相连接；所述精馏塔顶部的低沸物出口通过依次通过第三冷凝器、第三回流罐与丁醇储罐相连接，在精馏塔塔底设有成品出料口，成品出料口通过成品管连接至合格丁醇储罐。

本实用新型的进一步改进在于：所述萃取塔的底部连接第一再沸器；第一再沸器的管程入口与萃取塔的塔底连通，其管程出口通过管道连接至位于萃取塔下部的二次进料口。

本实用新型的进一步改进在于：所述第一回流罐出料口通过第一液体采出管连接至精馏塔的进料口；在第一液体采出管上还设有一直接连通萃取塔上部返料口的分支管道。

本实用新型的进一步改进在于：所述精馏塔底部连接第三再沸器，第三再沸器的进料口连接精馏塔的塔底、其出料口连接精馏塔下部的返料口。

本实用新型的进一步改进在于：所述第三回流罐出料口通过第三液体采出管与丁醇储罐相连接，在第三液体采出管上还设有一直接连通精馏塔上部返料口的分支管道。

本实用新型的进一步改进在于：所述成品管上还安装有用于对合格丁醇进行冷却降温的成品换热器。

本实用新型的进一步改进在于：所述萃取加热器底部的液体出口通过返料管连接至萃取剂储罐，其顶部的气体出口通过管道依次连接第二冷凝器、第二回流罐；第二回流罐出口通过第二液体采出管连接水回收塔、并最终连接至水处理生化系统。

本实用新型的进一步改进在于：所述第二液体采出管上还设有一直接连通萃取加热器上部返料口的分支管道。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供了一种用于乙酸正丁酯生产的丁醇脱水系统，将萃取塔和精馏塔联用，显著提高了丁醇的含水量、进而有效保证了酯化反应的催化剂活性和反应效率，同时，本系统充分利用和回收能量，使得丁醇脱水系统的能耗明显降低；本实用新型还增大了丁醇处理量，合格丁醇的产出量提高明显，有利于工厂产能的进一步扩大。经生产试验证明，采用本系统后，丁醇成品的含水量由4.5%~6.5%降至不足1%，系统能耗由2.5t/h降低至1.8t/h~2t/h；丁醇的处理能力由2.5m³/h提高至3m³/h~3.2m³/h。

附图说明

图1为本实用新型的设备连接示意图；

其中，1-萃取塔，2-萃取加热器，3-精馏塔，4-丁醇储罐，5-丁醇进料管，6-萃取剂储罐，7-萃取剂进料管，8-送料管，9-第一再沸器，10-第一冷凝器，11-第一回流罐，12-第一液体采出管，13-水回收塔，14-第二冷凝器，15-第二回流罐，16-第二液体采出管，17-第三再沸器，18-第三冷凝器，19-第三回流罐，20-第三液体采出管，21-返料管，22-返料换热器，23-成品管，24-成品换热器。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本实用新型。

一种用于乙酸正丁酯生产的丁醇脱水系统，如图1所示，包括萃取塔1、精馏塔3和萃取加热器2。所述萃取塔1通过丁醇与盐液的接触萃取、实现丁醇中丁醇和水分的分离，萃取后的丁醇送入精馏塔3进行进一步提纯后得到合格品、送入酯化反应单元，萃取后的盐液进入萃取加热器2加热后循环应用。

所述萃取塔1为板式塔，萃取盐液与丁醇接触后带走其中的水分、达到脱水的目的。萃取塔1的下部进料口通过丁醇进料管5与丁醇储罐4相连通，其上部的萃取剂进料口通过萃取剂进料管7与萃取剂储罐6相连通，萃取塔1的底部连接第一再沸器9，其顶部通过第一冷凝器10连接至精馏塔3；所述萃取塔1的塔底设有液体出口，液体出口通过送料管8与萃取加热器2的进料口相连接。

具体的说，萃取塔1的塔底连接第一再沸器9的管程入口，第一再沸器9的管程出口通过管道连接至位于萃取塔1下部的二次进料口；所述第一再沸器9的壳程入口连接工厂的蒸汽管道，其壳程出口连接冷凝水排水管。

所述萃取塔1塔顶的气体出口通过管道连接至第一冷凝器10的壳程入口，第一冷凝器10的壳程出口连接第一回流罐11，所述第一回流罐11出料口通过第一液体采出管12连接至精馏塔3中部的进料口；在第一冷凝器10内设置有盘管式冷却管，冷却管的两端分别与冷却水上水管和冷却水回水管相连通。所述萃取塔1塔底还设有液体采出口，液体采出口通过送料管8与萃取加热器2相连通。

进一步的，在丁醇进料管5、萃取剂进料管7、送料管8、第一液体采出管12上均安装有用于驱动介质流动的循环泵，在循环泵出口端的管道上安装有旁通管。

进一步的，所述萃取塔1上安装有液位计、流量表、温显装置和压力表。

进一步的，所述第一液体采出管12上设有一直接连通萃取塔1上部返料口的分支管道。

所述萃取加热器2用于对萃取后的盐液进行加热，在萃取加热器2内设置加热盘管，加热盘管连通蒸汽管道，盐液接触盘管后实现升温。萃取加热器2底的液体出口通过返料管21连接至萃取剂储罐6；加热器顶部的气体出口通过管道连接第二冷凝器14的壳程入口，第二冷凝器14的壳程出口连接第二回流罐15；所述第二回流罐15出口通过第二液体采出管16连接水回收塔13、并最终进入水处理生化系统进行处理。

进一步的，所述返料管21、第二液体采出管16上均安装有用于驱动介质流动的循环泵，在循环泵的出口端管道上还安装有旁通管。

进一步的，所述萃取加热器2上安装有液位计、温显装置和压力表。

进一步的，所述第二液体采出管16上还设有一直接连通萃取加热器2上部返料口的分支管道。

所述精馏塔3为板式塔，丁醇与低沸杂质在塔板流动中发生分离，达到丁醇进一步纯化的目的。精馏塔3顶部的低沸物出口通过管道连接第三冷凝器18的进料口，第三冷凝器18的出料口连接第三回流罐19，第三回流罐19出料口通过第三液体采出管20与丁醇储罐4相连接，低沸馏分返回丁醇储罐4中循环提纯、减少浪费。精馏塔3底部连接第三再沸器17，所述第三再沸器17的进料口连接精馏塔3的塔底、第三再沸器17的出料口连接精馏塔3下部的返料口，未完全分离的低温丁醇由塔底进入再沸器中再次加热，低沸杂质汽化后重新回到精馏塔3中、上升至塔顶进入第三冷凝器18。所述精馏塔3塔底还设有成品出料口，成品出料口通过成品管23连接至合格丁醇储罐，除去低沸杂质的合格丁醇冷却后送入丁醇合格罐中存储。

进一步的，所述成品管23、第三液体采出管20上均安装有用于驱动介质流动的循环泵，在循环泵出口端的管道上还安装有旁通管。

进一步的，所述成品管23上还安装有成品换热器24，返料管21上还安装有返料换热器22，合格丁醇产品和待返回循环利用的萃取盐液均首先在换热器实现降温、再送入相应储罐内。成品换热器24和返料换热器22内部的换热管均与冷却水上水管道、冷却水回水管道分别连接。

进一步的，所述第三液体采出管20上还设有一直接连通精馏塔3上部返料口的分支管道。

本实用新型的工作过程为：

丁醇储罐内的丁醇泵送入萃取塔下部，萃取剂储罐中的萃取盐液泵送入萃取塔上部，两相在萃取塔塔板上错流接触、实现两相的分离。所产生的丁醇蒸汽进入第一冷却器冷凝，冷凝下来的丁醇进入第一回流罐中暂存，少量返回萃取塔上部循环萃取、绝大部分送入精馏塔进行进一步提纯。萃取塔底部的低温液体进入再沸器进行加热，加热后的丁醇汽化、返回萃取塔后上升至塔顶采出，反复循环后生成的低温盐液由萃取塔底放出、送入萃取加热器中。

低温盐液在萃取加热器中被进一步加热，一部分水汽化后由加热器顶部采出、经第二冷凝器冷凝后进入第二回流罐，第二回流罐内的水先进入回收塔进行回收处理、再送入水处理生化系统进行生化处理；另一部分未被汽化的盐液先进入返料换热器回收热量、再经返料管送回萃取剂储罐中，实现萃取盐液的重复利用。

萃取后的丁醇进入精馏塔后，其包含的低沸杂质汽化后由塔顶采出，采出的低沸气体经第三冷却器冷凝后存储于第三冷凝罐，第三冷凝罐内的液体一部分返回精馏塔中进行补充，另一部分经返料管送回丁醇储罐中进行循环处理。精馏塔塔底的低温丁醇经第三再沸器加热后、低沸杂质进一步分离、由塔顶采出。反复循环提纯后的合格丁醇由精馏塔塔底采出，先流经成品换热器回收其热量、再送入合格品储罐中进行储存。合格品储罐中的丁醇可直接引入酯化单元。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。