CN103012102B - 芳族羧酸生产中回收乙酸和水的方法 - Google Patents

Abstract

一种芳烃羧酸生产中回收乙酸和水的方法，采用四塔组合的分离工艺，包括顺序相连的萃取塔、共沸精馏塔、溶剂提取前塔和溶剂提取塔，物料经萃取、共沸精馏和溶剂分离得到水和乙酸；其中含水量较高的物料先萃取后再与其它物料合并进行共沸精馏，萃取和共沸精馏采用相同的乙酸酯分离剂，溶剂回收塔系统采用集成的节能组合工艺。本发明方法分离回收芳烃羧酸生产中的乙酸和水，水中有机物的含量≤100ppm，与回收乙酸均可在芳烃羧酸生产系统中利用，降低了生产过程的酸耗和废水排放量；分离剂成本低，工艺合理，分离过程节能、高效，能耗节约20-30%，操作费用降低10-20%。

Description

芳族羧酸生产中回收乙酸和水的方法

技术领域

本发明涉及一种在芳族羧酸生产中回收溶剂的方法，特别是涉及一种芳烃羧酸的生产过程中，采用集成的节能分离工艺回收乙酸和水的方法。

背景技术

传统的芳烃羧酸生产过程，通常采用高压下烷基芳烃液相空气氧化获得。烷基芳烃液相氧化是在含有低级脂肪羧酸的水相介质和金属催化剂体系存在下，芳烃上的烷基逐步氧化生成醛和羧酸，最终得到芳烃羧酸。

烷基芳烃的氧化过程将产生大量的热量，为了保持反应过程温度的稳定，通常采用含水的低级脂肪羧酸（如乙酸）蒸发方式将热量移出。移出的低级脂肪羧酸和水的混合物通过塔顶冷凝器冷却，然后将冷凝后的液体溶剂回流反应器再利用。随着氧化反应的进行，反应器中水的含量将逐步增加，为保持反应器内水分含量的稳定，通常将反应器上部冷凝的蒸汽一部分回流反应器，一部分进入低级脂肪羧酸和水的分离系统，将低级脂肪羧酸、水进行分离后，低级脂肪羧酸再循环利用。近年来，随着节能减排要求的提高，进一步降低低级脂肪羧酸和水的分离用能，提高分离水质量，使更多的水能够再利用，已经成为人们关注的焦点。

在芳烃羧酸生产过程中，低级脂肪羧酸用作溶剂溶解芳烃羧酸和催化剂，在生产系统中用量较大，因此，低级脂肪羧酸的消耗通常作为控制的指标之一，而为了提高水的利用率，如何更加合理、高效的分离水，使水中有机物的含量满足循环利用的水平就成为关键。

芳烃羧酸生产过程中，低级脂肪羧酸多数采用直链C₂--C₆单元羧酸，如乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和己酸，其中乙酸是最常用的溶剂。但是由于乙酸和水沸点较接近，当乙酸水混合物中乙酸含量很低时，两者分离难度急剧增加。目前乙酸和水分离的方法有三种，普通的精馏方法、共沸精馏方法和液-液萃取方法。

在芳烃羧酸生产过程，特别是对苯二甲酸的生产过程中，乙酸和水的精馏分离，通常是不同生产阶段的多股物料进入到精馏塔中，进行乙酸和水分离，塔顶理想状态是获取纯水，而塔底是获取有价值的乙酸。但是，由于在高水浓度条件下，乙酸、水汽液呈高度非理想特性，因此，为达到高的水纯度，传统的精馏系统需要很多理论板数，导致的能量消耗高。

为实现操作成本的最低化，普通精馏塔的塔顶水中乙酸含量通常控制在大于0.8%。这些水中由于含有较高浓度的有机副产物，常常无法进行水的循环再利用，只能作为废水进入废水处理厂处理。因此，传统的精馏系统存在塔板数多，能量消耗大，水的分离纯度低，投入建设成本高，操作费用高等问题。

近年来，人们更有意于开发节能精馏新工艺。非均相精馏技术被认为是一种更高效的节能分离方法而受到关注。非均相精馏技术通常包括液-液萃取和共沸精馏的分离方法，液-液萃取工艺分离乙酸、水多见报道，通常它用于分离乙酸浓度在0.1—20%的水溶液，采用的萃取剂是酯类、胺类、酮类和磷氧类。

液-液萃取工艺US3878241 和US5167744都有所描述。US3878241是以1,2-二吗啉乙烷作为萃取剂，用23块塔板的萃取精馏塔分离50%(wt)的乙酸溶液，塔顶压力0.5大气压。该专利的最大特点是可以使塔顶产物水中含乙酸控制在0.01%(wt)。US5167744用二甲基亚砜、环丁砜、二甲基甲酰胺、二甲基丙酰胺、已二腈等含氮或含硫的化合物作为萃取剂，发明的主要特点是选用的含氮化合物具有很高的相对挥发度，用于乙酸水的分离过程中，可以实现分离塔塔顶乙酸含量小于1%的目标。

人们致力于寻找更加高效的分离手段，与传统的精馏相比，共沸精馏在乙酸的脱水分离中，可节约能量20-40%。共沸精馏工艺用于分离乙酸、水的方法，US2050234，US4250330，CN1907940A，CN101445444A，CN101312936A都有所描述。专利GB1576787认为乙酸正丁酯（沸点126.2℃）特别适合于乙酸、水的分离，这是由于它可以使共沸精馏塔回流比较小，这样就减少了分离所需的能量。专利认为，从回流比的角度，不适合采用沸点相对低的共沸物，如乙酸异丁酯（沸点117℃）。

在芳烃羧酸生产过程中，由于精馏塔分离的乙酸部分要回流到羧酸氧化反应系统，因此，最终精馏塔塔底分离的乙酸中可以含有5%左右的水。US4250330考虑这方面的因素，分析认为当塔底组分水含量在5-10%条件下，采用乙酸异丁酯作为共沸剂具有更好的效果。专利US4250330不希望采用乙酸正丙酯（沸点101℃），专利认为由于乙酸正丙酯的使用，使很多水夹带在络合物中，因此，专利优选乙酸异丁酯。

CN101445444A专利是在以乙酸正丙酯为共沸剂精馏塔的基础上，增设一个萃取塔，使共沸精馏塔塔顶的水相在进入后面的溶剂回收塔前，先进行萃取，以提取其中的酸和酯类。该方法降低了后续溶剂回收塔的分离负荷，节约了能量。

CN101312936专利考虑到进入乙酸水分离的物料流股的组成变化较大，提出了在共沸精馏塔前部增加萃取塔的工艺方法。采用此方法可以将部分含水浓度较大的物料进行提浓处理，降低了分离过程的操作费用。结合共沸精馏塔和萃取塔，专利优选分离剂是乙酸异丁酯，乙酸正丁酯，乙酸异丙酯，乙酸正丙酯。共沸精馏塔顶水中有机物含量通常为600-1000ppm，其中乙酸含量在500-800ppm。

CN1907940考虑到进入精馏塔物料流股中含有的对二甲苯，由于很难在分离过程中清除，导致生产操作费用上升，并且采用系统外的共沸剂增加了对系统的污染，生产中由于采用酯类共沸剂，使得分离物料中夹带部分醇类化合物，这些物质在精馏塔内的积累，增加了乙酸水分离的难度和分离的效果。专利认为采用芳烃为共沸剂的分离过程可以很好的解决上述问题。其中专利优选对二甲苯作为乙酸、水分离的共沸剂，但是，由于共沸物与芳烃羧酸生产过程产生的乙酸甲酯等化合物也较易形成共沸物，因此，分离需要采用较高回流比，消耗能量较大，同时，精馏塔顶水中有机物的含量较高，其中乙酸含量将大于 0.5%。

在上述的共沸精馏专利技术中，为了回收利用塔顶水，通常将共沸精馏分离后的水相物料进入溶剂回收系统分离提纯。由于水相中含有水、乙酸和共沸剂三个组分，因此，为达到分离目的，溶剂回收系统需要采用两塔精馏工艺，每个塔均配备再沸器和冷凝器。首先水相物料进入到溶剂回收前塔中，塔底得到水，而塔顶物料经过冷凝后进入溶剂回收塔，塔顶得到乙酸甲酯，塔底的到共沸剂。但是，总体上，都存在乙酸回收率低、蒸汽消耗过多以及由于废水中高浓度的乙酸、乙酸甲酯而产生的高废水量和高额废水处理费用等弊端。而且，原料流股中未反应的芳烃进入脱水单元，导致芳烃羧酸的低产率。共沸精馏塔顶水溶液中，乙酸含量也只能够控制在500-800ppm，无法满足水循环利用的目标。

目前芳烃羧酸工业化生产中，倾向于氧化反应中采用低水含量溶剂，这就要求反应产生的水更多从反应器中移出，也就意味着进入乙酸、水精馏塔的流股中的水含量将增加，也增加了分离操作费用。因此，需要在降低分离用能量的同时，进一步降低水中有机物的含量，提高水的利用率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从芳烃羧酸生产过程中回收乙酸和水的方法，特别是在对苯二甲酸生产过程中，回收利用乙酸和水的方法，本发明方法能够降低水中有机物的含量，具有低能耗、低操作成本的优势，可以用于芳烃羧酸生产过程中已有共沸精馏的改造或新型生产装置的建设。

本发明所采用的技术方案如下：

一种芳烃羧酸生产中回收乙酸和水的方法，其特征在于：

采用四塔组合的分离工艺，包括顺序相连的萃取塔、共沸精馏塔、溶剂提取前塔和溶剂提取塔，待分离物料经萃取、共沸精馏和溶剂分离得到水和乙酸；

所述的方法包括以下步骤：

1）水含量≥45%的物料经萃取塔进行萃取分离，采用沸点介于乙酸仲丁酯和乙酸正丙酯沸点之间的乙酸酯为萃取剂，塔顶为富积乙酸的萃取剂，进入共沸精馏塔，塔底为富水萃余物流，进入溶剂提取前塔；

2）水含量10-45%的物料直接进入共沸精馏塔，与步骤1）的塔顶物料在共沸精馏塔内进行共沸精馏分离，共沸精馏塔塔顶冷凝液分相后，有机相部分回流到共沸精馏塔塔顶，部分作为萃取剂循环返回萃取塔，水相与步骤1）萃取塔塔底物料合并后进入溶剂提取前塔；塔底物料为回收乙酸；

3）步骤1）萃取塔塔底物料与步骤2）共沸精馏塔塔顶冷凝液的水相合并后进入溶剂提取前塔，溶剂提取前塔和溶剂提取塔组成溶剂回收塔系统，其中溶剂提取前塔不设冷凝器和再沸器，共用溶剂回收塔的再沸器和冷凝器；溶剂提取前塔塔底物料直接进入溶剂回收塔，与溶剂回收塔内的蒸汽交换热量后，部分蒸汽进入溶剂提取前塔底部；溶剂提取前塔塔顶蒸汽直接进入溶剂回收塔，与溶剂回收塔内的回流液交换热量后，部分回流液进入溶剂提取前塔顶部；经溶剂回收塔分离后，塔底回收水。

所述的萃取剂包括乙酸仲丁酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯或乙酸异丁酯中的一种或几种。

所述的共沸剂采用与萃取剂相同的有机物。

本发明所述的四塔流程的组合工艺，包括萃取塔、共沸精馏塔、溶剂提取前塔和溶剂提取塔。萃取塔的设置主要是用于分离不同的水含量的流股物料，以达到降低生产操作成本，节约分离用能量的目的。

首先将水含量≥45%，通常为45-70%水含量的物料流股进入萃取塔的顶部，并与自萃取塔底部向上流动的萃取剂接触，萃取其中含有的乙酸、微量反应副产物如乙酸甲酯等有机物，萃取塔底的富水萃余物流直接进入共沸精馏塔后的溶剂提取塔系统，萃取塔顶部的物料主要为萃取剂，其中含有微量副产物（乙酸甲酯）和乙酸，作为富积乙酸的物料流股进入共沸精馏塔。而水含量为10-45%的流股物料直接进入共沸精馏塔，在共沸精馏塔内通过和共沸剂形成的共沸物，达到较低能量下的乙酸和水的分离。

本发明进一步提高乙酸和水分离效率和降低生产操作成本的方法，是萃取和共沸精馏采用统一的、成本低廉的分离剂，这样减少了生产过程干扰，简化工艺流程和设备，降低了分离的难度；同时，成本低廉的分离剂在相同的消耗用量下，明显降低操作成本。所述的分离剂（萃取剂和共沸剂）是乙酸仲丁酯、乙酸正丙酯或其它沸点介于乙酸仲丁酯和乙酸正丙酯之间的乙酸酯，如乙酸正丁酯或乙酸异丁酯，优选是乙酸仲丁酯。

所述的共沸精馏塔塔底物料回收乙酸，其水含量为5-10%，可回流到羧酸氧化反应系统循环利用。

本发明进一步提高乙酸和水分离效率的方法是在对经萃取和/或共沸精馏后的乙酸和水混合物进一步分离提纯时，采用集成的两塔组合的溶剂回收塔系统，取消溶剂提取前塔的冷凝器和再沸器。本发明方法是利用溶剂回收塔中上升蒸汽与溶剂提取前塔中的回流液，以及溶剂提取前塔的塔顶蒸汽与溶剂回收塔中的回流液接触，进行热量和质量的交换。经溶剂回收塔系统分离后，溶剂提取塔采出分离后的各物料流股，塔底得到高纯度的回收水，其中水中有机物的含量降低到100ppm或更少。

溶剂提取塔有机物组分的采出可采取两种方式，一种方式是溶剂提取塔塔顶得到有机副产物（如乙酸甲酯）和共沸剂的混合物；另一种方式是溶剂提取塔设置侧线出料口，塔顶得到有机副产物（乙酸甲酯），中部侧线出料口得到共沸剂。溶剂提取塔分离后的共沸剂送至共沸精馏塔循环利用。

本发明再进一步改善分离效果的方法是在共沸精馏塔内，采用高效的规整填料塔内件替代板式填料，这样塔高明显降低。如传统板式精馏塔采用71块塔板，而用乙酸仲丁酯作为共沸剂、采用规整填料的共沸精馏塔为45块理论塔板。

本发明的优点如下：

1）采用四塔工艺组合的工艺，适合于分离水含量为10-70%的流股物料。

2）不同的水含量的流股物料采用不同的处理工艺，其中含水量较高的物料先进行萃取，其中的有机物富集后再进行共沸精馏，含水量较低的物料直接进行共沸精馏，以降低生产操作成本，节约分离用能量。

3）萃取和共沸精馏采用相同的有机物作为萃取剂和共沸剂，并在工艺流程中回收利用。

4）共沸精馏塔塔顶分离得到的萃取剂部分回流到共沸精馏塔塔顶，水相进入两塔组合的溶剂回收塔系统，溶剂回收塔系统采用集成的节能组合工艺，溶剂回收塔底物料-水中有机物的含量约为100ppm。

采用本发明分离回收乙酸和水，可以得到芳烃羧酸生产系统接受的乙酸和水，其中水中含有的有机物的量约为100ppm或更少；同时，生产所采用的共沸剂低成本，使生产操作费用大大降低；再次，与现有技术中的共沸精馏方法相比，大大降低达到分离目标的再沸器和冷凝器所需的能量，在共沸精馏的基础上能够进一步节约能量30-50%。

总之，本发明方法分离回收芳烃羧酸生产中的乙酸和水，水中有机物的含量≤100ppm，与回收乙酸均可在芳烃羧酸生产系统中利用，降低了生产过程的酸耗和废水排放量；分离剂成本低，工艺合理，分离过程节能、高效，生产过程能量消耗节约20-30%，操作费用降低10-20%。

附图说明

图1为本发明的四塔流程分离芳烃羧酸生产中乙酸和水的流程图之一。

图2为本发明的四塔流程分离芳烃羧酸生产中乙酸和水的流程图之二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

图1和图2为本发明的四塔流程的乙酸和水的分离回收方法工艺流程示意图，分离的原料分别来自于制取芳烃羧酸氧化反应器顶部冷凝液抽出部分，结晶器顶部蒸汽等。

由于在不同阶段中产生的待处理的物料中水含量不同，因此，将水含量高的至少一股物料流股1从顶部加入到萃取塔601内，在萃取塔601内通过与来自流股9的萃取剂逆向多级接触，流股1中的乙酸等有机物逐步在萃取剂内富积，最后在萃取塔601顶部形成主要含有乙酸、萃取剂的物料流股2，其中还包含微量氧化反应的副产物，如对苯二甲酸生产中的乙酸甲酯，然后物料2进入共沸精馏塔602。

萃取塔601底部为富水萃余物流股10，与来自共沸精馏塔602塔顶水相流股11混合后，进入共沸精馏塔602后的溶剂提取前塔603，进一步分离提纯水。

自底部进入萃取塔601的萃取剂流股9是由共沸精馏塔602顶部倾析器8中部分油相流股92和补充的萃取剂93混合组成。为达到更好的分离效果，混合形成的萃取剂流股9可以是来自流股92和93的两种不同萃取剂组成，也可以利用共沸精馏塔602内的共沸剂。本发明推荐的方式是利用共沸精馏塔内的共沸剂，所述的共沸剂可以是乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯或乙酸仲丁酯。在实施例中采用了本发明推荐的分离性能较佳的乙酸仲丁酯。

来自芳烃羧酸生产过程中的其它流股3和流股4直接进入共沸精馏塔602。

在共沸精馏塔602中，由于共沸剂与水容易形成低沸点的共沸物，因此，改变了共沸精馏塔602内乙酸和水汽液相中的相对挥发度，从而更加容易地实现了乙酸和水的分离。共沸精馏塔602分离的热量来自于塔底的再沸器50，通过再沸器50将共沸精馏塔602塔底液体物料52部分加热汽化，形成上升蒸汽物料51，加热热负荷可由塔底物料5中乙酸分离纯度决定。

共沸精馏塔602内上升的蒸汽和塔内回流液逐级接触，并进行传热、传质过程，最后在共沸精馏塔602塔顶，蒸汽流股6进入顶部冷凝器60进行相变热量交换。冷凝后流股7以液体形式进入倾析器8，形成的低沸点共沸物冷凝液在倾析器8内低温静置分层，共沸物组分的浓度重新分配，形成明显分层的油、水两相。轻组分的油相置于倾析器8上层，主要含有共沸剂、有机副产物，这些液体一部分通过流股91回流至共沸精馏塔602塔顶，另外一部分流股92与补充的萃取剂流股93混合，作为萃取剂流股9从萃取塔601底部进入萃取塔601。

共沸精馏塔602顶部冷凝液中的重组分水相，含有水、有机副产物、少量共沸剂和微量乙酸。为得到有机物含量低的水，并对其中的共沸剂和有机副产物，如乙酸甲酯进行回收利用，本发明采用双塔组合的溶剂回收塔系统进一步分离。

如图1所示，首先将重组分的水相流股11和萃取塔601的富水萃余物流股10混合，然后进入具有几块塔板数的溶剂回收前塔603，分离水和有机物。为节约分离用能，溶剂回收前塔603塔底料流股24直接进入溶剂回收塔604，与溶剂回收塔604内的蒸汽交换热量后，产生的部分蒸汽通过流股23进入溶剂回收前塔603；同样，为节约分离用能，溶剂回收前塔603塔顶蒸汽流股22不经过原有冷凝器，直接进入溶剂回收塔604，部分冷凝液21回流溶剂回收前塔603，而溶剂回收前塔603和溶剂回收塔604组成的溶剂回收塔系统整体，共用一台再沸器61和一台冷凝器62。溶剂回收塔604底部可以得到流股31，为有机物含量小于100ppm的水。溶剂回收塔604顶部回收共沸剂和有机副产物，除经过流股33部分回流外，通过流股32进入倾析器8，回流共沸精馏塔602顶部。

溶剂回收塔系统的另一种实施方法，如图2所示的工艺，将重组分的水相流股11和经过萃取塔601萃取处理的富水萃余物流股10混合，然后进入溶剂回收前塔603，经过具有几块塔板数的溶剂回收前塔603分离，将进入溶剂回收前塔603物料中水和其它有机物进行分离。为节约分离用能，溶剂回收前塔603塔底料流股15（富含水）直接进入溶剂回收塔604，与溶剂回收塔604内的蒸汽交换热量后，产生的部分蒸汽通过流股14进入溶剂回收前塔603；同样，为节约分离用能，溶剂回收前塔603塔顶蒸汽流股13不经过原有冷凝器，直接进入溶剂回收塔604，部分冷凝液12回流溶剂回收前塔603，而溶剂回收前塔603和溶剂回收塔604组成的溶剂回收塔系统整体，共用一台再沸器80和一台冷凝器90。溶剂回收塔604底部可以得到流股18，为有机物含量小于100ppm的水。为了将不同的有机物按照不同用途回收再利用，在溶剂回收塔604采用侧线出料方式，在其中部提取分离得到共沸剂，这股物料17进入倾析器8回用，而塔顶除经过流股16部分回流外，可以得到有机副产物流股19，如乙酸甲酯，可以直接作为产品外销，也可以回流到氧化反应器中，抑制氧化过程燃烧反应的进行，从而降低酸耗。

由于其中有机物含量大大低于传统共沸精馏得到的水中有机物含量（600-900ppm）水平，因此上述方法分离得到的水可以在芳烃羧酸的生产系统中循环在利用，从而大大降低水的用量。而且，水中有机化合物乙酸的含量减少，提高了单位生产芳烃羧酸的溶剂使用率，降低了酸耗。

与传统的共沸精馏技术相比，本发明的乙酸水分离回收的方法，具有如下的优势：1）生产过程能量消耗将节约20-30%。2）生产所采用的共沸剂，由于低成本使生产操作费用降低10-20%；3）分离提纯的水中有机物的含量降低，不仅使污水排放量降低15%以上，同时降低了生产过程的酸耗。

以下实例对现有技术中乙酸和水的分离方法与本发明方法进行对比。在对比例的描述中，与本发明相似的部份对照图1所示的流程和附图标记进行说明，不同的部分将会在描述中予以指出。

对比例1

需要进行乙酸、水分离的三个流股分别来自对苯二甲酸生产系统不同的单元，其中流股1，3，4工艺参数如下表1所示。根据各流股不同的物料状态和水的浓度，传统的共沸精馏塔602中各自的进料位置见表1中所示。在共沸精馏塔602塔顶通过流股93（无萃取塔）进行共沸剂乙酸仲丁酯的补充，塔顶气相组分经冷凝器60冷凝成液相，然后在倾析器8内进行非均相液体的静置与分层，分层后倾析器8内油相全部回流到共沸精馏塔602顶部，而水相物料的35%的回流到共沸精馏塔602顶部，其余的65%的物料进入两塔组成的溶剂回收塔系统（双塔分别设有再沸器和冷凝器）。水相物料先进入塔板数为10块的板式溶剂回收前塔603，其中进料在第6块塔板。通过溶剂回收前塔603的分离，塔底得到纯度为99.8%水，而塔顶产物进入溶剂回收塔604进一步分离以回收萃取剂，进入溶剂回收塔604在第10块塔板位置，溶剂回收塔604总塔板数是23块。在共沸精馏塔602釜底得到质量浓度为95%的乙酸溶液，该股溶液循环到生产系统中进行再利用。

整个系统分离相关数据见表3。

表1 

对比例2

将采用的共沸剂改为乙酸异丁酯，其中流股1，3，4工艺参数如下表2所示。其他实施过程同对比例1，整个系统分离相关数据见表3。

表2

对比例3

将对比例1中流股1先进入一个前置的萃取塔601预分离，而萃取剂和共沸剂都采用乙酸仲丁酯，其他实施过程同对比例1，整个系统分离相关数据见表3。

实施例1

采用图2所示的流程，将实施例1中流股1先进入一个前置的萃取塔601预分离，而萃取剂和共沸剂都采用乙酸仲丁酯，同时在对共沸精馏塔602塔顶水相抽出组分进行溶剂回收时，采用本发明的工艺，即板式溶剂回收前塔603的塔顶和塔底产物分别进入溶剂回收塔604的第10和第20块塔板，同时，在溶剂回收塔604第14块塔板位置增加侧线出料口，抽出流股17，用于抽出高浓度的共沸剂。整个系统分离相关数据见表3。

对上述实例中不同的工艺系统进行模拟计算，根据不同工艺下的计算结果，比较本发明工艺的优越性。具体比较内容和结果见表3。

从表3的结果可以看出，传统的共沸精馏塔中采用乙酸仲丁酯，虽然再沸器热负荷增加2.7%，使用的共沸剂小时总费用较乙酸异丁酯降低26%，明显使操作费用减低。而采用对比例3的方案，由于对水含量高的流股进行萃取富集处理，这样大大降低了共沸精馏塔的分离负担，与对比例1相比，共沸精馏塔釜底再沸器的热负荷降低近26.8%，而结合溶剂回收前塔和溶剂回收塔的热负荷，其降低能量消耗达到21%。采用本发明工艺进行的实施例1的结果表明，共沸精馏塔釜底再沸器的热负荷降低近26.8%，而且，溶剂回收塔系统的蒸汽消耗减少20%，整个分离系统能量消耗减少32.5%。

另外，从分离效果看，对比例1和对比例2中分离得到的水中，乙酸含量基本在700ppm。对比例3，可以进一步将水中乙酸的含量降低在200ppm。采用本发明的工艺，最终分离回收的水中乙酸的含量接约100ppm，基本上可以回收循环利用，大大降低了由于原来的废水排放导致的乙酸的消耗，也减轻了废水的处理负担。

表3

以上所述实施例仅是为说明本发明而列举，本发明的保护范围不限于上述具体实施例。本技术领域的技术人员在所述实施例的基础上所作的等同或等效的替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种芳烃羧酸生产中回收乙酸和水的方法，其特征在于：

采用四塔组合的分离工艺，包括顺序相连的萃取塔、共沸精馏塔、溶剂提取前塔和溶剂提取塔，待分离物料经萃取、共沸精馏和溶剂分离得到水和乙酸；

所述的方法包括以下步骤：

1）水含量≥45%的物料经萃取塔进行萃取分离，萃取剂为乙酸仲丁酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯或乙酸异丁酯中的一种或几种，塔顶为富积乙酸的萃取剂，进入共沸精馏塔，塔底为富水萃余物流，进入溶剂提取前塔；

2）水含量10-45%的物料直接进入共沸精馏塔，与步骤1）的塔顶物料在共沸精馏塔内进行共沸精馏分离，共沸精馏塔塔顶冷凝液分相后，有机相部分回流到共沸精馏塔塔顶，部分作为萃取剂循环返回萃取塔，水相与步骤1）萃取塔塔底物料合并后进入溶剂提取前塔；塔底物料为回收乙酸；

3）步骤1）萃取塔塔底物料与步骤2）共沸精馏塔塔顶冷凝液的水相合并后进入溶剂提取前塔，溶剂提取前塔和溶剂提取塔组成溶剂回收塔系统，其中溶剂提取前塔不设冷凝器和再沸器，共用溶剂提取塔的再沸器和冷凝器；溶剂提取前塔塔底物料直接进入溶剂提取塔，与溶剂提取塔内的蒸汽交换热量后，部分蒸汽进入溶剂提取前塔底部；溶剂提取前塔塔顶蒸汽直接进入溶剂提取塔，与溶剂提取塔内的回流液交换热量后，部分回流液进入溶剂提取前塔顶部；经溶剂提取塔分离后，塔底回收水。

2.根据权利要求1所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：所述的萃取剂为乙酸仲丁酯。

3.根据权利要求1所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：所述的共沸精馏塔中共沸剂采用与萃取剂相同的有机物。

4.根据权利要求1所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：所述的共沸精馏塔塔底物料为回收乙酸，其水含量为5-10%。

5.根据权利要求1所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：溶剂提取塔塔底回收水中，有机物的含量≤100ppm。

6.根据权利要求1所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：溶剂提取塔塔顶采出共沸剂。

7.根据权利要求1所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：溶剂提取塔中部侧线采出共沸剂。

8.根据权利要求6或7所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：溶剂提取塔分离后的共沸剂送至共沸精馏塔循环利用。

9.根据权利要求1所述的回收乙酸和水的方法，其特征在于：所述的共沸精馏塔内，采用规整填料塔内件。