一種醋酸乙酯的熱泵生產方法及其生產裝置的製作方法

2023-08-08 00:05:51 4

專利名稱：：一種醋酸乙酯的熱泵生產方法及其生產裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種醋酸乙酯的生產方法，特別涉及一種醋酸乙酯的熱泵生產方法；本發明還涉及一種上述方法使用的裝置。
背景技術：
：乙酸乙酯，又名醋酸乙酯，是應用最廣泛的脂肪酸酯之一，具有優良的溶解性能，是一種快乾性的、極好的工業溶劑,被廣泛用於醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹酯、乙酸纖維樹酯、合成橡膠等生產；也可用於生產複印機用液體硝基纖維墨水；在紡織工業中用作清洗劑；食品工業中用作特殊改性酒精的香味萃取劑；香料工業中是最重要的香料添加劑，可作為調香劑的組分。醋酸乙酯也可用作粘合劑的溶劑、油漆的稀釋劑以及製造染料的原料。醋酸乙酯製備方法主要有乙酸酯化法、乙醛縮合法、乙烯加成法和乙醇脫氫法等。目前，國內工業化生產醋酸乙酯普遍採用的是傳統硫酸催化酯化法，該方法因主要採用反應精餾等單元操作過程，能耗、物耗相對較高。在化工生產中，精餾通常是能耗較大的單元過程，其耗能約佔總能耗的40%。因此，提高精餾過程的熱效率，降低過程能耗，是醋酸乙酯生產節能的重要途徑。熱泵作為一種能有效提高熱效率的節能技術，已廣泛應用於各種化工生產過程中。如在異丁烷/正丁垸、丙傲丙烯、乙垸/乙烯等物系的分離和乙醇生產中，存在著大量成功使用熱泵技術的實例，使用結果表明，熱泵技術能夠極大地降低生產過程能耗，取得顯著的經濟效益。
發明內容本發明克服了現有技術的不足，提供了一種醋酸乙酯的熱泵生產方法，該方法結構簡單，高效節能，安全可靠。本發明的另一目的在於提供了一種上述方法使用的裝置。本發明的醋酸乙酯的熱泵生產方法，包括原料乙酸、乙醇經過酯化釜、酯化塔酯化，其特徵在於還包括將酯化塔塔頂的混合氣經壓縮成為過熱氣體作為熱源與原料和酯化釜換熱，經冷卻後分相得到粗酯和水，將部分粗酯、水回流至酯化塔，其餘粗酯進入精餾塔。所述來自酯化塔塔頂的混合氣是含有7075%重量的醋酸乙酯、510%重量的乙醇和1520%重量的水，壓力為0.01MPa、溫度為7274。C的混合氣，所述混合氣經壓縮後，其壓力為0,268MPa,溫度為142°C。本發明公開的一種使用醋酸乙酯的熱泵生產方法使用的裝置，包括酯化塔、酯化再沸器、酯化釜、冷卻器、分相器、調節閥、換熱器、l套熱泵，其中酯化再沸器一端為進料端，另一端通過管道與酯化釜進料端連接，酯化釜的出料端通過管道與酯化塔進料連接，酯化塔的底端通過管道與酯化再沸器的進料端連接,酯化塔的頂端通過管道與分相器的一端連接，分相器的另一端通過管道連接精餾塔進料端，一套熱泵的一端通過管道與酯化塔塔頂出口相連，另一端通過兩個調節閥分別與酯化釜的氣體進口端和酯化再沸器的氣體進口端連接，酯化釜的氣體出口端與酯化再沸器的氣體出口端通過管道與冷卻器一端連接，冷卻器的另一端連接分相器。本發明是在常規精餾醋酸乙酯生產裝置的基礎上，增設1套壓縮式熱泵系統，省去塔頂冷凝器，將壓縮機、酯化塔、塔底再沸器、反應釜等設備組合在一起構成的循環工藝流程，通過消耗少量的電能，從較低溫位的冷凝器取熱，用於再沸器的供熱，達到節能降耗的目的。本發明與現有技術相比，具有以下優點(1)本發明與常規流程相比並未改變原酯化塔的工藝及操作參數，但是本發明通過將塔頂氣相共沸物經熱泵壓縮升溫，在塔底放熱冷凝後，利用自身壓力返回塔頂分相器，通過塔頂低溫熱的升級利用，能夠節省加熱蒸汽和冷卻水,極大提高過程的用能效率。(2)本發明的方法不需改變原酯化塔的工藝操作參數，適合於現有的常規醋酸乙酯生產裝置的節能改造。(3)本發明的經濟效益顯著，能大幅度降低生產過程能耗，與常規工藝流程相比，熱泵新工藝流程能耗下降44%，設備投資費用增加18.2%，按年產2.5萬噸醋酸乙酯生產裝置計，每年可節省操作費用135萬元。圖1為本發明的生產流程圖。具體實施例方式如圖1所示，其中l一酯化再沸器；2—酯化釜；3—酯化塔；4—熱泵；5一冷卻器；6—分相器；7、8—調節閥。酯化再沸器1的一端為進料端，另一端通過管道與酯化釜2進料端連接，酯化釜2的出料端通過管道與酯化塔3的進料端連接，酯化塔3的底端通過管道與酯化再沸器1的進料端連接，酯化塔3的頂端通過管道與分相器6的一端連接，熱泵4的一端通過管道與酯化塔3塔頂出口相連，另一端通過兩個調節閥7、8分別與酯化釜2的氣體進口端與酯化再沸器1的氣體進口端連接，酯化釜2的氣體出口端和酯化再沸器1的氣體出口端通過管道與冷卻器5—端連接，冷卻器5的另一端連接分相器6。實施例1採用圖1的裝置，生產工藝如下來自酯化塔塔頂的混合氣由70%重量的醋酸乙酯、10%重量的乙醇和20%重量的水組成，其壓力為0.01MPa、溫度為7274t:的混合氣，所述混合氣經壓縮後，其壓力為0.268MPa，溫度為142。Co與常規工藝相比，每生產1噸醋酸乙酯能夠節約能耗費用73元，具體節省的能耗如表1所示。項目常規生產流程熱泵流程每噸產品能耗0.5MPa蒸汽/t2.51.4水/t1.5——電/kWh40120每噸產品能耗費用0.5MPa蒸汽/元275154水/元1.21.2電/元2472合計311238表l其中蒸汽以110元/t，電以0.6元/kWh，水以0.8元/t計算。根據權利果求所述的方法，其特徵在於所述來自酯化塔塔頂的混合氣由70—75%重量的醋酸乙酯、5—10%重量的乙醇和15—20%重量的水，壓力為0.01MPa、溫度72—74"C的混合氣體，所述混合氣經壓縮後，其壓力為0.268MPa，溫度為142。C。與常規工藝相比需要增加1套熱泵系統，同時省去了冷卻水循環量和1臺塔頂冷凝器。由於用共沸物混合氣作為工質，塔底再沸器總傳熱係數較水蒸氣要低，因此塔底再沸器的換熱面積要適當增大，或者採用強化傳熱技術。本發明的設備投資改進效益如表2.tableseeoriginaldocumentpage7表2對於總投資1100萬元、年產2.5萬噸的醋酸乙酯裝置，熱泵工藝與常規工藝相比，設備投資增加約200萬元，佔設備總投資的18.2%，但是熱泵流程每年可節省能耗等裝置操作費用約135萬元，熱泵改造的簡單投資回收期通常一年左右。權利要求1、一種醋酸乙酯的熱泵生產方法，包括含有乙酸、乙醇的原料經過酯化釜、酯化塔酯化後，經過精餾塔精餾製得，其特徵在於還包括將酯化塔塔頂的混合氣經壓縮成為熱氣體作為熱源與酯化塔再沸器換熱，換熱後的混合氣經冷卻後分相得到粗酯和水，將部分粗酯回流至酯化塔，其餘粗酯進入精餾塔。2、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述來自酯化塔塔頂的混合氣是含有7075%重量的醋酸乙酯、510%重量的乙醇和1520%重量的水，壓力為0.01MPa、溫度為7274"C的混合氣，所述混合氣經壓縮後，其壓力為0.268MPa，溫度為142°C。3、一種實現權利要求12之一所述方法的裝置，包括酯化塔、酯化再沸器、酯化釜、冷卻器、分相器、調節闊、換熱器、一套熱泵，其中一套熱泵的一端通過管道與酯化塔塔頂出口相連，另一端通過兩個調節閥分別與酯化釜的氣體進口端和酯化再沸器的氣體進口端連接，酯化釜的氣體出口端與酯化再沸器的氣體出口端通過管道與冷卻器一端連接，冷卻器的另一端連接分相器。全文摘要本發明為一種醋酸乙酯的熱泵生產方法，其特徵在於包括將來自酯化塔塔頂的混合氣壓縮成為過熱氣體，作為熱源與酯化塔塔底再沸器換熱，所述方法使用的裝置，包括酯化釜、酯化塔、酯化再沸器、回收塔、分相器、冷卻器、換熱器、調節閥，酯化釜與酯化再沸器和酯化塔連接，其特徵在於一套熱泵的使用。本發明的方法能夠節省醋酸乙酯生產中的加熱蒸汽和冷卻水，極大提高過程的用能效率，並能使能耗下降44％。本方法適用於醋酸乙酯的生產領域。文檔編號C07C69/14GK101486642SQ200910037228公開日2009年7月22日申請日期2009年2月16日優先權日2009年2月16日發明者剛佟,葉四華申請人:江門天誠溶劑製品有限公司