一種差壓精餾分離丙酸甲酯和甲醇共沸物的方法及實現該方法的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及丙酸甲酯和甲醇共沸混合物的差壓精餾方法，具體而言，本發明涉及一種通過差壓精餾和能量集成分離丙酸甲酯和甲醇共沸物的方法和實現該方法的裝置。
【背景技術】
[0002]丙酸甲酯(methyl prop1nate，簡稱MP)在常溫常壓下是一種無色透明液體，微溶于水，其通常用作硝酸纖維素、硝基噴漆、涂料、清漆等的溶劑，也可用作香料及調味品的溶劑，是重要的有機合成中間體。無論在生產丙酸甲酯或者生產甲基丙烯酸甲酯的過程中都會有大量的丙酸甲酯和甲醇的混合物產生。由于丙酸甲酯和甲醇形成二元共沸物，因此使用傳統的精餾方法很難將丙酸甲酯和甲醇分開。
[0003]CN 103483192A提供了一種通過萃取精餾分離丙酸甲酯一甲醇一水體系的高效分離方法。該方法以水和二甘醇為萃取劑實現了丙酸甲酯一甲醇一水的分離，所用的萃取劑具有可循環再生利用，損耗低等特點。CN102584525A提供了一種以乙二醇、1，2_丙二醇、丙三醇、苯甲醚、甲苯或氯苯為萃取劑的間歇萃取精餾方法。但這些方法存在能耗較高，且需要引入萃取劑，可能導致進一步的分離提純問題。
[0004]差壓精餾是利用共沸混合物在不同壓力下的氣相組成不同來實現共沸混合物的分離，因此，對于不同的共沸混合物而言，其是否能采用差壓精餾方法，或者差壓精餾方法的操作條件可能有較大區別。差壓精餾避免了引入其他物質直接實現了物質的分離，具有回收率高，流程簡單，易于操作，節約能耗，成本低廉等優點。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種丙酸甲酯和甲醇共沸混合物的差壓精餾方法。該方法不僅實現了節能降耗的目的，而且解決了萃取精餾等工藝存在的產品純度低、溶劑回收困難、引入第三組分和能耗較高等問題。
[0006]根據本發明的一個實施方式，提供了一種差壓精餾分離丙酸甲酯和甲醇的共沸物的方法，該方法包括如下步驟:
[0007]I)將丙酸甲酯、甲醇的混合物經進料預熱器E02預熱后，引入加壓精餾塔(也簡稱為加壓塔)Tl精餾，精餾分離后由加壓塔Tl的塔釜得到丙酸甲酯；由加壓塔Tl的塔頂得到加壓下的丙酸甲酯和甲醇的共沸物；
[0008]優選地，所述由加壓塔Tl的塔頂得到的加壓下的共沸物被分為三部分，一部分經加壓塔的冷凝器(也稱為第三換熱器)E03冷凝后作為常壓塔或減壓塔T2的進料；另一部分經過后續的常壓塔或減壓塔T2的塔釜再沸器(也稱為第四換熱器)E04作為該塔釜再沸器E04的熱源，然后返回到加壓塔Tl ;再一部分經過加壓塔Tl的進料預熱器(也稱為第二換熱器)E02作為該進料預熱器E02的熱源，然后返回到加壓塔(Tl);
[0009]在該加壓下的共沸物這樣分為三部分流動時，由該加壓塔Tl的塔釜可以得到質量分數為99.5%的丙酸甲酯溶液，該加壓塔Tl的塔頂的熱流可以部分用于常壓塔或減壓塔T2的塔釜再沸器E04的熱源和加壓塔Tl的進料預熱器E02的熱源；加壓塔Tl塔頂的物流可以一部分進入常壓塔或減壓塔T2，另一部分返回加壓塔Tl ;
[0010]2)將步驟I)中的由加壓塔Tl的塔頂得到的丙酸甲酯和甲醇的共沸物引入常壓精餾塔(也簡稱為常壓塔)或減壓精餾塔(也簡稱為減壓塔)T2，精餾分離后由常壓塔或減壓塔T2的塔釜得到甲醇，由常壓塔或減壓塔T2的塔頂得到常壓或減壓下的丙酸甲酯和甲醇的共沸物；
[0011]優選地，所述由常壓塔或減壓塔T2的塔頂得到的常壓或減壓下的共沸物的一部分經過常壓塔或減壓塔的冷凝器(也稱為第五換熱器)E05返回至常壓塔或減壓塔T2的塔頂，另一部分流入加壓塔Tl中；
[0012]更優選地，所述由常壓塔或減壓塔T2的塔頂得到的常壓或減壓下的共沸物中要流入加壓塔(Tl)的部分與步驟I)中所述的丙酸甲酯、甲醇的混合物混合，經進料預熱器E02預熱后，引入加壓塔Tl ；
[0013]在該常壓或減壓下的共沸物這樣流動時，常壓塔或減壓塔T2的塔釜可以得到99.5%的甲醇溶液，常壓塔或減壓塔T2的塔頂的物流部分進入加壓塔Tl，部分返回常壓塔或減壓塔T2 ;
[0014]優選地，所述加壓塔Tl的塔釜得到的丙酸甲酯的一部分經過加壓塔的塔釜再沸器(也稱為第一換熱器)EOl返回至加壓塔Tl。
[0015]優選地，在本發明的差壓精餾分離丙酸甲酯和甲醇的共沸物的方法中，所述加壓塔Tl為板式塔或填料塔，由精餾段和提餾段構成，總塔板數為15?35，其中精餾段理論板數為10-20，提餾段理論板數為5-15 ;操作壓力為0.8-1.8MPa，塔頂溫度為:136.3-166.0°C，塔釜溫度為:169.0-208，3°C，回流比為 0.5-3 ；
[0016]優選地，在本發明的差壓精餾分離丙酸甲酯和甲醇的共沸物的方法中，所述常壓塔或減壓塔T2為板式塔或填料塔，由精餾段和提餾段構成，總塔板數為15?35，其中精餾段理論板數為5-15，提餾段理論板數為10-20 ;操作壓力為50.0kPa-1Ol.3kPa，塔頂溫度為:49.0-62.8°C，塔釜溫度為:50.0-64.5°C，回流比為 0.2-30
[0017]根據本發明的另一個實施方式，其提供了一種用于實現差壓精餾分離丙酸甲酯和甲醇的共沸物的方法的裝置，該裝置包括:
[0018]加壓塔Tl，其包括加壓塔塔釜排出口、加壓塔塔頂排出口、加壓塔的中部進料口 ；其中所述加壓塔塔釜排出口用于分離丙酸甲酯；
[0019]第二換熱器(也稱為進料預熱器)E02，其包括第二冷流體入口，第二冷流體出口 ；其中，所述第二冷流體入口接收原料丙酸甲酯和甲醇的共沸物和常壓或減壓塔塔頂的部分物流，所述第二冷流體出口連接到所述加壓塔Tl的所述加壓塔的中部進料口 ；
[0020]常壓或減壓塔T2，其包括常壓或減壓塔塔釜排出口、常壓或減壓塔塔頂排出口、常壓或減壓塔的中部進料口 ；其中，所述常壓或減壓塔的中部進料口連接到所述加壓塔塔頂排出口，以接收來自所述加壓塔塔頂的物流；所述常壓或減壓塔塔頂排出口連接到所述E02的第二冷流體入口 ；所述常壓或減壓塔塔釜排出口用于分離甲醇；
[0021]優選地，在該裝置中，
[0022]所述加壓塔Tl還包括加壓塔的上部進料口和下部進料口 ；
[0023]所述常壓或減壓塔T2還包括常壓或減壓塔的上部進料口和下部進料口 ；
[0024]該裝置進一步包括第一換熱器(也稱為加壓塔的塔釜再沸器)E01，其包括第一冷流體入口，第一冷流體出口，其中，所述第一冷流體入口連接到所述加壓塔塔釜排出口，所述第一冷流體出口連接到所述加壓塔的下部進料口 ；
[0025]第三換熱器(也稱為加壓塔的冷凝器)E03，其包括第三熱流體入口，第三熱流體出口，其中，所述第三熱流體入口連接到所述加壓塔塔頂排出口，所述第三熱流體出口連接到所述加壓塔的上部進料口 ；
[0026]第四換熱器(也稱為常壓塔或減壓塔的塔釜再沸器)E04，其包括第四冷流體入口，第四冷流體出口，其中，所述第四冷流體入口連接到所述常壓或減壓塔塔釜排出口，所述第四冷流體出口連接到所述常壓或減壓塔的下部進料口 ；
[0027]第五換熱器(也稱為常壓塔或減壓塔的冷凝器)E05，其包括第五熱流體入口，第五熱流體出口，其中，所述第五熱流體入口連接到所述常壓或減壓塔塔頂排出口，所述第五熱流體出口連接到所述常壓或減壓塔的上部進料口；
[0028]優選地，在該裝置中，所述第二換熱器E02還包括第二熱流體入口和第二熱流體出口；其中，所述第二熱流體入口連接到所述加壓塔塔頂排出口，所述第二熱流體出口連接到所述加壓塔的上部進料口 ；
[0029]所述第三換熱器E03的第三熱流體出口還連接到所述常壓或減壓塔的中部進料P ;
[0030]所述第四換熱器E04還包括第四熱流體入口和第四熱流體出口 ；所述第四熱流體入口連接到所述加壓塔塔頂排出口，所述第四熱流體出口連接到所述加壓塔的上部進料
□ O
[0031]優選地，該裝置還包括原料進料栗(POl)，其包括第一栗入口和第一栗出口，所述第一栗入口用于引入原料丙酸甲酯和甲醇共沸混合物，所述第一栗出口用于連接所述第二換熱器(E02)的第二冷流體入口 ；
[0032]第一循環栗(P02)，其包括第二栗入口和第二栗出口，所述第二栗入口用于連接所述常壓塔或減壓塔的塔釜再沸器(E04)的第四熱流體出口，所述第二栗出口用于連接所述加壓塔(Tl)的上部進料口 ；以及
[0033]第二循環栗(P03)，其包括第三栗入口和第三栗出口，所述第三栗入口用于連接常壓塔或減壓塔的冷凝器(E05)的第五熱流體出口，所述第三栗出口用于連接所述第二換熱器(E02)的第二冷流體入口。
[0034]本發明的基本原理是利用丙酸甲酯、甲醇的共沸組成隨壓力變化靈敏的特點，采用操作壓力不同的精餾塔實現丙酸甲酯、甲醇混合液的分離提純，并通過能量集成，實現節能降耗的目的，從而解決了目前萃取精餾等工藝存在的產品純度低、溶劑回收難、引入第三組分和能耗較高等問題。本發明能夠有效地實現丙酸甲酯、甲醇共沸體系的分離，分離后丙酸甲酯和甲醇的質量分數都能達到99.5%以上，丙酸甲酯的收率達99.6%以上，甲醇的收率達99.2%以上。因此，本發明具有收率高、純度高、工藝簡單和能耗低等優點。
【附圖說明】
[0035]圖1為根據本發明的一個優選實施方式的工藝流程圖。
[0036]附圖標記
[0037]POl:原料進料栗
[0038]P02:第一循環栗
[0039]P03:第二循環栗
[0040]Tl:加壓塔
[0041]T1-D/T1-D1/T1-D2/T1-D3:加壓塔各物流
[0042]T2:常壓或減壓塔循環流股
[0043]T2-D:常壓或減壓塔物流
[0044]EOl:第一換熱器
[0045]E02:第二換熱器
[0046]E03:第三換熱器
[0047]E04:第四換熱器
[0048]E05:第五換熱器
【具體實施方式】
[0049]為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。
[0050]本發明中丙酸甲酯和甲醇常壓下的共沸組成為:丙酸甲酯0.5323、甲醇0.4677 ；1.0MPa(絕壓)下的共沸組成為:丙酸甲酯0.7051、甲醇0.2949 ;1.5MPa(絕壓)下的共沸組成為:丙酸甲酯0.7838、甲醇0.2162。
[0051]由于常壓和加壓下該體系的共沸組成不同，