專利名稱：：一種醋酸乙酯的熱泵生產(chǎn)方法及其生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種醋酸乙酯的生產(chǎn)方法，特別涉及一種醋酸乙酯的熱泵生產(chǎn)方法；本發(fā)明還涉及一種上述方法使用的裝置。
背景技術(shù)：
：乙酸乙酯，又名醋酸乙酯，是應(yīng)用最廣泛的脂肪酸酯之一，具有優(yōu)良的溶解性能，是一種快干性的、極好的工業(yè)溶劑,被廣泛用于醋酸纖維、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(chǎn)；也可用于生產(chǎn)復(fù)印機(jī)用液體硝基纖維墨水；在紡織工業(yè)中用作清洗劑；食品工業(yè)中用作特殊改性酒精的香味萃取劑；香料工業(yè)中是最重要的香料添加劑，可作為調(diào)香劑的組分。醋酸乙酯也可用作粘合劑的溶劑、油漆的稀釋劑以及制造染料的原料。醋酸乙酯制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(guó)內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)醋酸乙酯普遍采用的是傳統(tǒng)硫酸催化酯化法，該方法因主要采用反應(yīng)精餾等單元操作過程，能耗、物耗相對(duì)較高。在化工生產(chǎn)中，精餾通常是能耗較大的單元過程，其耗能約占總能耗的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(chǎn)節(jié)能的重要途徑。熱泵作為一種能有效提高熱效率的節(jié)能技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于各種化工生產(chǎn)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(chǎn)中，存在著大量成功使用熱泵技術(shù)的實(shí)例，使用結(jié)果表明，熱泵技術(shù)能夠極大地降低生產(chǎn)過程能耗，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種醋酸乙酯的熱泵生產(chǎn)方法，該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高效節(jié)能，安全可靠。本發(fā)明的另一目的在于提供了一種上述方法使用的裝置。本發(fā)明的醋酸乙酯的熱泵生產(chǎn)方法，包括原料乙酸、乙醇經(jīng)過酯化釜、酯化塔酯化，其特征在于還包括將酯化塔塔頂?shù)幕旌蠚饨?jīng)壓縮成為過熱氣體作為熱源與原料和酯化釜換熱，經(jīng)冷卻后分相得到粗酯和水，將部分粗酯、水回流至酯化塔，其余粗酯進(jìn)入精餾塔。所述來自酯化塔塔頂?shù)幕旌蠚馐呛?075%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(jīng)壓縮后，其壓力為0,268MPa,溫度為142°C。本發(fā)明公開的一種使用醋酸乙酯的熱泵生產(chǎn)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(diào)節(jié)閥、換熱器、l套熱泵，其中酯化再沸器一端為進(jìn)料端，另一端通過管道與酯化釜進(jìn)料端連接，酯化釜的出料端通過管道與酯化塔進(jìn)料連接，酯化塔的底端通過管道與酯化再沸器的進(jìn)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(jìn)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(gè)調(diào)節(jié)閥分別與酯化釜的氣體進(jìn)口端和酯化再沸器的氣體進(jìn)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(fā)明是在常規(guī)精餾醋酸乙酯生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上，增設(shè)1套壓縮式熱泵系統(tǒng)，省去塔頂冷凝器，將壓縮機(jī)、酯化塔、塔底再沸器、反應(yīng)釜等設(shè)備組合在一起構(gòu)成的循環(huán)工藝流程，通過消耗少量的電能，從較低溫位的冷凝器取熱，用于再沸器的供熱，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明與常規(guī)流程相比并未改變?cè)セ墓に嚰安僮鲄?shù)，但是本發(fā)明通過將塔頂氣相共沸物經(jīng)熱泵壓縮升溫，在塔底放熱冷凝后，利用自身壓力返回塔頂分相器，通過塔頂?shù)蜏責(zé)岬纳?jí)利用，能夠節(jié)省加熱蒸汽和冷卻水,極大提高過程的用能效率。(2)本發(fā)明的方法不需改變?cè)セ墓に嚥僮鲄?shù)，適合于現(xiàn)有的常規(guī)醋酸乙酯生產(chǎn)裝置的節(jié)能改造。(3)本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效益顯著，能大幅度降低生產(chǎn)過程能耗，與常規(guī)工藝流程相比，熱泵新工藝流程能耗下降44%，設(shè)備投資費(fèi)用增加18.2%，按年產(chǎn)2.5萬噸醋酸乙酯生產(chǎn)裝置計(jì)，每年可節(jié)省操作費(fèi)用135萬元。圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)流程圖。具體實(shí)施例方式如圖1所示，其中l(wèi)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(diào)節(jié)閥。酯化再沸器1的一端為進(jìn)料端，另一端通過管道與酯化釜2進(jìn)料端連接，酯化釜2的出料端通過管道與酯化塔3的進(jìn)料端連接，酯化塔3的底端通過管道與酯化再沸器1的進(jìn)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(gè)調(diào)節(jié)閥7、8分別與酯化釜2的氣體進(jìn)口端與酯化再沸器1的氣體進(jìn)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(shí)施例1采用圖1的裝置，生產(chǎn)工藝如下來自酯化塔塔頂?shù)幕旌蠚庥?0%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(jīng)壓縮后，其壓力為0.268MPa，溫度為142。Co與常規(guī)工藝相比，每生產(chǎn)1噸醋酸乙酯能夠節(jié)約能耗費(fèi)用73元，具體節(jié)省的能耗如表1所示。項(xiàng)目常規(guī)生產(chǎn)流程熱泵流程每噸產(chǎn)品能耗0.5MPa蒸汽/t2.51.4水/t1.5——電/kWh40120每噸產(chǎn)品能耗費(fèi)用0.5MPa蒸汽/元275154水/元1.21.2電/元2472合計(jì)311238表l其中蒸汽以110元/t，電以0.6元/kWh，水以0.8元/t計(jì)算。根據(jù)權(quán)利果求所述的方法，其特征在于所述來自酯化塔塔頂?shù)幕旌蠚庥?0—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(jīng)壓縮后，其壓力為0.268MPa，溫度為142。C。與常規(guī)工藝相比需要增加1套熱泵系統(tǒng)，同時(shí)省去了冷卻水循環(huán)量和1臺(tái)塔頂冷凝器。由于用共沸物混合氣作為工質(zhì)，塔底再沸器總傳熱系數(shù)較水蒸氣要低，因此塔底再沸器的換熱面積要適當(dāng)增大，或者采用強(qiáng)化傳熱技術(shù)。本發(fā)明的設(shè)備投資改進(jìn)效益如表2.<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2對(duì)于總投資1100萬元、年產(chǎn)2.5萬噸的醋酸乙酯裝置，熱泵工藝與常規(guī)工藝相比，設(shè)備投資增加約200萬元，占設(shè)備總投資的18.2%，但是熱泵流程每年可節(jié)省能耗等裝置操作費(fèi)用約135萬元，熱泵改造的簡(jiǎn)單投資回收期通常一年左右。權(quán)利要求1、一種醋酸乙酯的熱泵生產(chǎn)方法，包括含有乙酸、乙醇的原料經(jīng)過酯化釜、酯化塔酯化后，經(jīng)過精餾塔精餾制得，其特征在于還包括將酯化塔塔頂?shù)幕旌蠚饨?jīng)壓縮成為熱氣體作為熱源與酯化塔再沸器換熱，換熱后的混合氣經(jīng)冷卻后分相得到粗酯和水，將部分粗酯回流至酯化塔，其余粗酯進(jìn)入精餾塔。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述來自酯化塔塔頂?shù)幕旌蠚馐呛?075%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(jīng)壓縮后，其壓力為0.268MPa，溫度為142°C。3、一種實(shí)現(xiàn)權(quán)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(diào)節(jié)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(gè)調(diào)節(jié)閥分別與酯化釜的氣體進(jìn)口端和酯化再沸器的氣體進(jìn)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(fā)明為一種醋酸乙酯的熱泵生產(chǎn)方法，其特征在于包括將來自酯化塔塔頂?shù)幕旌蠚鈮嚎s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(diào)節(jié)閥，酯化釜與酯化再沸器和酯化塔連接，其特征在于一套熱泵的使用。本發(fā)明的方法能夠節(jié)省醋酸乙酯生產(chǎn)中的加熱蒸汽和冷卻水，極大提高過程的用能效率，并能使能耗下降44％。本方法適用于醋酸乙酯的生產(chǎn)領(lǐng)域。文檔編號(hào)C07C69/14GK101486642SQ200910037228公開日2009年7月22日申請(qǐng)日期2009年2月16日優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日發(fā)明者剛佟,葉四華申請(qǐng)人:江門天誠(chéng)溶劑制品有限公司