一种实现醋酸异丙酯循环利用的装置的制作方法

本实用新型涉及一种实现醋酸异丙酯循环利用的装置，具体地说是一种利用醋酸异丙酯脱去醋酸中的水分并实现醋酸异丙酯循环利用的装置。

背景技术：

在聚乙烯醇的生产过程中，每生产1吨聚乙烯醇，将副产1.6吨左右的醋酸甲酯，目前全国每年生产聚乙烯醇约80万吨，每年副产醋酸甲酯约130多万吨。国内大部分聚乙烯醇生产厂家处理醋酸甲酯的方法有两种：一是将醋酸甲酯进行回收、精制后，作为产品对外销售；二是将醋酸甲酯分解成醋酸和甲醇，精制后作为聚乙烯醇生产的原料使用。

在醋酸甲酯水解成醋酸和甲醇的生产过程中，为进一步提高醋酸的纯度，需加入一定的携水剂，脱去醋酸中含有的水分，以达到工业生产使用要求。若对使用的携水剂不进行回收利用，不仅增加了生产成本，还增加了环境风险，因此研究携水剂的回收利用方法，对节约企业生产成本具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种实现醋酸异丙酯循环利用的装置，旨在实现含水醋酸提纯时携水剂醋酸异丙酯的有效回收，节约生产成本。

本实用新型为实现发明目的，采用如下技术方案：

本实用新型公开了一种实现醋酸异丙酯循环利用的装置，包括第一精馏塔、第二精馏塔、酯化塔、第一分层器、第二分层器、第一再沸器、第二再沸器、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、加料槽、第一收集槽、第二收集槽、第三收集槽、第四收集槽、第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵、第六泵和旋风分离器；

在所述加料槽上设置有加料槽第一入口、加料槽第二入口和加料槽出口；所述加料槽第一入口为稀醋酸入口，所述加料槽第二入口与所述酯化塔的酯化塔出口相连；

在所述第一精馏塔上设置有第一塔中部入口、第一塔下部入口、第一塔上部入口、第一塔下部液体出口、第一塔中部浓醋酸采出口、第一塔顶部气相出口和第一塔底部残渣排出口；所述加料槽出口通过所述第一泵与所述第一塔中部入口相连；所述第一塔下部液体出口与所述第一再沸器的底部液体入口相连，所述第一塔下部入口与所述第一再沸器的上部气体出口相连；所述第一塔中部浓醋酸采出口与所述旋风分离器的入口相连；第一再沸器上还设有第一再沸器蒸汽入口和第一再沸器蒸汽出口。

所述旋风分离器上设置有旋风分离器底部出口和旋风分离器顶部出口；所述旋风分离器顶部出口与所述第三冷凝器的入口相连，所述第三冷凝器的出口与所述第三收集槽的入口相连；所述第三收集槽的出口经所述第四泵与外部输出和所述酯化塔的酯化塔入口相连；

所述第一塔顶部气相出口与所述第一冷凝器的入口相连，所述第一冷凝器的出口与所述第一分层器的入口相连；所述第一分层器的第一分层器上部出口与所述第一收集槽的第一收集槽入口相连，所述第一收集槽的出口经所述第二泵与所述第一塔上部入口相连，在所述第一收集槽上还设有醋酸异丙酯补加口；所述第一分层器的第一分层器下部出口与所述第二收集槽的入口相连；

所述第二精馏塔为醋酸异丙酯和水的分离塔。在所述第二精馏塔上设置有第二塔中部入口、第二塔下部入口、第二塔上部入口、第二塔下部液体出口、第二塔底部水排出口和第二塔顶部气相出口；所述第二收集槽的出口经所述第三泵与所述第二塔中部入口相连；所述第二塔下部液体出口与所述第二再沸器的底部液体入口相连，所述第二塔下部入口与所述第二再沸器的上部气体入口相连；第二再沸器上还设有第二再沸器蒸汽入口和第二再沸器蒸汽出口。

所述第二塔顶部气相出口与所述第二冷凝器的入口相连，所述第二冷凝器的出口与所述第二分层器的第二分层器入口相连；所述第二分层器的第二分层器上部出口与所述第四收集槽的入口相连，所述第四收集槽的出口经所述第五泵与所述酯化塔入口相连；所述第二分层器的第二分层器下部出口经所述第六泵与所述第二塔上部入口相连。

所述酯化塔主要是将水解的异丙醇再酯化为醋酸异丙酯，提高醋酸异丙酯的利用率和保证系统的纯度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、通过本实用新型的装置可以实现醋酸异丙酯的循环利用，并通过水解的异丙醇的酯化，提高醋酸异丙酯的回收率，使醋酸异丙酯回收率大于95％，具有较好的经济效益和环境效益。

2、通过本实用新型的装置可以实现高浓度醋酸的回收。

3、通过本实用新型的装置可以实现高纯度水的回收利用，有效节约资源。

附图说明

图1为本实用新型实现醋酸异丙酯循环利用的装置的示意图，图中标号：

1第一精馏塔，2第二精馏塔，3酯化塔，4第一分层器，5第二分层器，6第一再沸器，7第二再沸器，8第一冷凝器，9第二冷凝器，10第三冷凝器，11加料槽，12第一收集槽，13第二收集槽，14第三收集槽，15第四收集槽，16第一泵，17第二泵，18第三泵，19第四泵，20第五泵，22第六泵，21旋风分离器；

1a第一塔中部入口，1b第一塔下部入口，1c第一塔下部液体出口，1d第一塔上部入口，1e第一塔中部浓醋酸采出口，1f第一塔顶部气相出口，1g第一塔底部残渣排出口；

2a第二塔中部入口，2b第二塔下部入口，2c第二塔下部液体出口，2d第二塔底部水排出口，2e第二塔上部入口，2f第二塔顶部气相出口；

3a酯化塔入口，3b酯化塔出口；

4a第一分层器上部出口，4b第一分层器下部出口；

5a第二分层器入口，5b第二分层器上部出口，5c第二分层器下部出口；

6a第一再沸器蒸汽入口，第一再沸器蒸汽出口6b；

7a第二再沸器蒸汽入口，7b第二再沸器蒸汽出口；

11a加料槽第一入口，11b加料槽第二入口，11c加料槽出口；

12a第一收集槽入口；12b丙酯补加口；

21a旋风分离器底部出口，21b旋风分离器顶部出口。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实用新型的一种实现醋酸异丙酯循环利用的装置，包括第一精馏塔1、第二精馏塔2、酯化塔3、第一分层器4、第二分层器5、第一再沸器6、第二再沸器7、第一冷凝器8、第二冷凝器9、第三冷凝器10、加料槽11、第一收集槽12、第二收集槽13、第三收集槽14、第四收集槽15、第一泵16、第二泵17、第三泵18、第四泵19、第五泵20、第六泵22和旋风分离器21；

在加料槽11上设置有加料槽第一入口11a、加料槽第二入口11b和加料槽出口11c；所述加料槽第一入口11a为稀醋酸入口，加料槽第二入口11b与酯化塔3的酯化塔出口3b相连；

在第一精馏塔1上设置有第一塔中部入口1a、第一塔下部入口1b、第一塔上部入口1d、第一塔下部液体出口1c、第一塔中部浓醋酸采出口1e、第一塔顶部气相出口1f和第一塔底部残渣排出口1g；加料槽出口11c通过第一泵16与第一塔中部入口1a相连；第一塔下部液体出口1c与第一再沸器6的底部液体入口相连，第一塔下部入口1b与第一再沸器6的上部气体出口相连；第一塔中部浓醋酸采出口1e与旋风分离器21的入口相连；第一再沸器6上还设有第一再沸器蒸汽入口6a和第一再沸器蒸汽出口6b。

旋风分离器21上设置有旋风分离器底部出口21a和旋风分离器顶部出口21b；旋风分离器顶部出口21b与第三冷凝器10的入口相连，第三冷凝器10的出口与第三收集槽14的入口相连；所述第三收集槽14的出口经所述第四泵19与外部输出和所述酯化塔3的酯化塔入口3a相连；

所述第一塔顶部气相出口1f与所述第一冷凝器8的入口相连，所述第一冷凝器8的出口与所述第一分层器4的入口相连；所述第一分层器4的第一分层器上部出口4a与第一收集槽12的第一收集槽入口12a相连，第一收集槽12的出口经第二泵17与所述第一塔上部入口1d相连，在所述第一收集槽12上还设有醋酸异丙酯补加口12b；第一分层器4的第一分层器下部出口4b与第二收集槽13的入口相连；

第二精馏塔2为醋酸异丙酯和水的分离塔。在第二精馏塔2上设置有第二塔中部入口2a、第二塔下部入口2b、第二塔上部入口2e、第二塔下部液体出口2c、第二塔底部水排出口2d和第二塔顶部气相出口2f；第二收集槽13的出口经第三泵18与第二塔中部入口2a相连；第二塔下部液体出口2c与第二再沸器7的底部液体入口相连，第二塔下部入口2b与第二再沸器7的上部气体入口相连；第二再沸器7上还设有第二再沸器蒸汽入口7a和第二再沸器蒸汽出口7b。

所述第二塔顶部气相出口2f与所述第二冷凝器9的入口相连，所述第二冷凝器9的出口与所述第二分层器5的第二分层器入口5a相连；所述第二分层器5的第二分层器上部出口5b与所述第四收集槽15的入口相连，所述第四收集槽15的出口经所述第五泵20与所述酯化塔入口3a相连；所述第二分层器5的第二分层器下部出口5c经所述第六泵22与所述第二塔上部入口2e相连。

所述酯化塔3主要是将水解的异丙醇再酯化为醋酸异丙酯，提高醋酸异丙酯的利用率和保证系统的纯度。

本实用新型利用上述装置实现醋酸异丙酯循环利用的方法，包括醋酸精制、醋酸异丙酯回收利用、醋酸异丙酯脱水、异丙醇酯化四个单元过程，具体步骤如下：

(1)醋酸精制

待处理的稀醋酸从加料槽第一入口11a加入到加料槽11中，再从加料槽出口11c经第一泵16加入到第一精馏塔1内；醋酸异丙酯(来源于第一分层器4的上层油相和外部新鲜的醋酸异丙酯)经第一塔上部入口1d加入到第一精馏塔1内；第一再沸器6控制第一精馏塔1中温(108℃±2)，对稀醋酸进行加热，使之汽化，第一精馏塔1内压力控制在32±3kpa；稀醋酸气体在上升过程中与下落的携水剂醋酸异丙酯逆流接触，发生了质交换和热交换，冷凝下塔釜(122±2℃)；经过多次反复得到的浓醋酸从第一塔中部浓醋酸采出口1e采出，送入旋风分离器21中；浓醋酸在旋风分离器21中进行分离，残渣从旋风分离器底部出口21a排出，气相精醋酸从旋风分离器顶部出口21b引入第三冷凝器10冷凝至40-52℃，进入第三收集槽14，使用第四泵19送出，大部分(大于80％)输出作为产品使用、少部分(小于20％)送至酯化塔3。

(2)醋酸异丙酯回收利用

醋酸异丙酯将水从第一塔顶部气相出口1f带出(醋酸异丙酯和水的共沸点72℃)，经第一冷凝器8冷凝至40-50℃，进入第一分层器4；第一分层器4将水和醋酸异丙酯充分分层；下层含少量醋酸异丙酯的水(醋酸异丙酯含量小于30％)送入第二收集槽13，再经第三泵18从第二塔中部入口2a送入第二精馏塔2；上层醋酸异丙酯送入第一收集槽12，再经第二泵17从第一塔上部入口1d加入到第一精馏塔1内，实现醋酸异丙酯的回用；

(3)醋酸异丙酯脱水

从第一分层器4引入到第二精馏塔2内的水(醋酸异丙酯含量小于30％)，通过第二再沸器7控制中温(95±2℃)，使之气化，塔压为13±3kpa；气体在上升的过程中和从第二塔上部入口2e下降的水(醋酸异丙酯含量小于5％)逆流接触，发生了质交换和热交换；带有水的醋酸异丙酯从第二塔顶部气相出口2f馏出(醋酸异丙酯沸点88℃)，经第二冷凝器9冷凝至40-50℃，进入第二分层器5；第二分层器5将水和醋酸异丙酯充分分层，上层的含少量异丙醇的醋酸异丙酯引入第四收集槽15，再经第五泵20送入酯化塔3，下层的水经第六泵22送入从第二塔上部入口2e回到第二精馏塔(2)；

第二精馏塔2内的水经过质交换和热交换后，冷凝下塔釜(98±2℃)，经过多次反复塔釜得到浓度大于99％的水，从第二塔底部水排出口2d排出；

(4)异丙醇酯化

从第一精馏塔1采出的精醋酸(浓度大于99.5％)与从第二精馏塔2采出的含少量异丙醇的醋酸异丙酯(含异丙醇小于7％)汇合后由酯化塔入口3a进入酯化塔3内；在所述酯化塔3内填满阳离子树脂，异丙醇和醋酸反应生成醋酸异丙酯；未参加反应的醋酸、醋酸异丙酯和反应得到的醋酸异丙酯，由酯化塔出口3b从加料槽第二入口11b排至加料槽11中，再经第一泵16加入到第一精馏塔1中，实现异丙醇的酯化及回用。

通过上述方法，醋酸异丙酯的回收率大于95％。