甲酸精馏提浓系统及提浓方法与流程

本发明涉及甲酸精馏提浓，具体是一种甲酸精馏提浓系统及提浓方法。

背景技术：

1、目前，生产甲酸广泛采用的是甲酸甲酯水解法，通过甲酸甲酯水解得到“甲酸-水-甲醇-甲酸甲酯”的混合物，再分离去掉甲醇和甲酸甲酯后得到质量浓度20-60%的稀甲酸；因为甲酸与水的沸点极其接近且形成共沸，无法采用常规精馏手段得到高浓甲酸。

2、申请号为200810045043.6的专利公开了一种从含水甲酸中分离精制得到高纯度甲酸的方法，该方法采用减压精馏与加(常)压精馏相串联的方法来分离甲酸和水，将甲酸与水有效分离；但是此方案的缺点在于：1、使用双塔（提浓塔和减压塔）来进行反应提纯，设备成本较高；2、从提浓塔分离出的含少量甲酸的水和从减压塔内分离出的高浓度的甲酸等溶液的热量不能够回收利用，存在热量的浪费。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种甲酸精馏提浓系统及提浓方法，以解决上述现有技术中设备成本较高以及存在热量的浪费的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种甲酸精馏提浓系统，包括相互连接的第一精馏塔、第二精馏塔和用于将第一精馏塔浓缩后的甲酸溶液输送到第二精馏塔的第一管道，第一精馏塔的底部连接有再沸器，第二精馏塔的顶部连接有第二冷凝器，还包括第一冷凝器，第一冷凝器的两个换热介质通道分别与第一精馏塔和第二精馏塔连通。

3、进一步的，第二精馏塔位于第一精馏塔的上方，第一冷凝器位于第一精馏塔和第二精馏塔之间，第一冷凝器与第一精馏塔的顶部和第二精馏塔的底部连接。

4、进一步的，第一精馏塔和第二精馏塔之间连接有用于将第二精馏塔的液体回流到第一精馏塔中的第一回流管道；第一精馏塔连接有稀甲酸进入管道，第二精馏塔连接有浓甲酸排出管道。

5、进一步的，浓甲酸排出管道上连接有回流罐，回流罐通过第三回流管道连接第二精馏塔。

6、进一步的，第一冷凝器的其中一个换热介质通道的一端与第一精馏塔连通，另一端连接有稀酸水排出管道；第一冷凝器的另一个换热介质通道的一端连接第二精馏塔，另一端连接第一回流管道。

7、进一步的，还包括塔间换热器、第一预热器、第二预热器；塔间换热器的两个换热介质通道分别连接第一管道和第一回流管道；第一预热器的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道和浓甲酸排出管道；第二预热器的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道和稀酸水排出管道。

8、进一步的，第一精馏塔与稀酸水排出管道之间连接有第二回流管道。

9、本发明还提供了一种提浓方法，使用上述的甲酸精馏提浓系统进行提浓，步骤包括：

10、 s1、稀甲酸进入到第一精馏塔，第一精馏塔的操作温度为105-150℃，操作压力为150-450kpag；

11、s2、在再沸器的热力作用下，含水气相上升进入，含水气相被第一冷凝器冷凝，一部分落入到第一精馏塔底部，其他部分作为稀酸水沿着稀酸水排出管道排出，第一精馏塔底部得到浓度升高的甲酸溶液；

12、s3、第一精馏塔底部的甲酸溶液通过第一管道进入到第二精馏塔；第二精馏塔的操作温度为65-95℃，操作压力20-70kpaa；

13、s4、第二精馏塔继续对甲酸溶液进行浓缩提纯；在第二精馏塔内部的热力作用下，甲酸溶液的气相上升至第二冷凝器冷凝后形成浓盐酸，通过浓甲酸排出管道排出；甲酸溶液的液相落入在第二精馏塔底部，通过第一回流管道进入到第一精馏塔。

14、进一步的，还包括塔间换热器、第一预热器、第二预热器；塔间换热器的两个换热介质通道分别连接第一管道和第一回流管道；第一预热器的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道和浓甲酸排出管道；第二预热器的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道和稀酸水排出管道；

15、步骤s1中，稀甲酸经过第一预热器和第二预热器与浓甲酸和稀酸水换热升温后进入到第一精馏塔；

16、步骤s3中，第一精馏塔底部的甲酸溶液通过第一管道并经过塔间换热器与第一回流管道内的液体换热降温后进入到第二精馏塔。

17、本发明的有益效果是：

18、1、第一精馏塔传递到第二精馏塔，两个塔的热量之间存在联系，两个塔的压力和温度必须相匹配，通过将两个塔的温度和压力限定在特定的范围类，保证了两个塔工作且能够产生高浓度的甲酸。

19、2、现有的双塔对甲酸进行提纯，每个塔都需要单独配备再沸器，而本发明使用第一冷凝器将两个塔结合，第二精馏塔的热量通过与第一精馏塔换热得到，只需要使用一个再沸器，节约了设备成本。

20、3、第一冷凝器同时起到换热和冷凝的作用，不会消耗额外的能量，减少了能量的消耗。

21、4、本发明通过设置塔间换热器、第一预热器和第二预热器，能够将第一管道、稀甲酸进入管道、浓甲酸排出管道内液体的热量回收，避免热量的浪费。

技术特征：

1.一种甲酸精馏提浓系统，包括相互连接的第一精馏塔（1）、第二精馏塔（2）和用于将第一精馏塔（1）浓缩后的甲酸溶液输送到第二精馏塔（2）的第一管道（3），第一精馏塔（1）的底部连接有再沸器（13），第二精馏塔（2）的顶部连接有第二冷凝器（14），其特征在于，还包括第一冷凝器（4），所述第一冷凝器（4）的两个换热介质通道分别与第一精馏塔（1）和第二精馏塔（2）连通。

2.如权利要求1所述的甲酸精馏提浓系统，其特征在于，所述第二精馏塔（2）位于第一精馏塔（1）的上方，所述第一冷凝器（4）位于第一精馏塔（1）和第二精馏塔（2）之间，所述第一冷凝器（4）与第一精馏塔（1）的顶部和第二精馏塔（2）的底部连接。

3.如权利要求1所述的甲酸精馏提浓系统，其特征在于，所述第一精馏塔（1）和第二精馏塔（2）之间连接有用于将第二精馏塔（2）的液体回流到第一精馏塔（1）中的第一回流管道（5）；所述第一精馏塔（1）连接有稀甲酸进入管道（6），所述第二精馏塔（2）连接有浓甲酸排出管道（7）。

4.如权利要求3所述的甲酸精馏提浓系统，其特征在于，所述浓甲酸排出管道（7）上连接有回流罐（12），所述回流罐（12）通过第三回流管道（16）连接第二精馏塔（2）。

5.如权利要求3所述的甲酸精馏提浓系统，其特征在于，所述第一冷凝器（4）的其中一个换热介质通道的一端与第一精馏塔（1）连通，另一端连接有稀酸水排出管道（11）；所述第一冷凝器（4）的另一个换热介质通道的一端连接第二精馏塔（2），另一端连接第一回流管道（5）。

6.如权利要求5所述的甲酸精馏提浓系统，其特征在于，还包括塔间换热器（8）、第一预热器（9）、第二预热器（10）；所述塔间换热器（8）的两个换热介质通道分别连接第一管道（3）和第一回流管道（5）；所述第一预热器（9）的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道（6）和浓甲酸排出管道（7）；所述第二预热器（10）的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道（6）和稀酸水排出管道（11）。

7.如权利要求5所述的甲酸精馏提浓系统，其特征在于，第一精馏塔（1）与稀酸水排出管道（11）之间连接有第二回流管道（15）。

8.一种提浓方法，其特征在于，使用权利要求5中的甲酸精馏提浓系统进行提浓，步骤包括：

9.如权利要求8所示的提浓方法，其特征在于，还包括塔间换热器（8）、第一预热器（9）、第二预热器（10）；所述塔间换热器（8）的两个换热介质通道分别连接第一管道（3）和第一回流管道（5）；所述第一预热器（9）的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道（6）和浓甲酸排出管道（7）；所述第二预热器（10）的两个换热介质通道分别连接稀甲酸进入管道（6）和稀酸水排出管道（11）；

技术总结
本发明涉及甲酸精馏提浓技术领域，具体是一种甲酸精馏提浓系统及提浓方法，系统包括相互连接的第一精馏塔、第二精馏塔和用于将第一精馏塔浓缩后的甲酸溶液输送到第二精馏塔的第一管道，第一精馏塔的底部连接有再沸器，第二精馏塔的顶部连接有第二冷凝器，还包括第一冷凝器，第一冷凝器的两个换热介质通道分别与第一精馏塔和第二精馏塔连通；本发明使用第一冷凝器将两个塔结合，第二精馏塔的热量通过与第一精馏塔换热得到，只需要使用一个再沸器，节约了设备成本；第一冷凝器同时起到换热和冷凝的作用，不会消耗额外的能量，减少了能量的消耗。

技术研发人员：庞书阳,吕新春,张燕杰,迟静,高乐,张长卿
受保护的技术使用者：聊城鲁西甲酸化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15