專利名稱：多級錯流液液萃取分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醋酸甲酯和甲醇水溶液的萃取分離工藝，特別是涉及一種多級錯 流液液萃取分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法。
背景技術(shù)：
醋酸甲酯是重要的化工原料和溶劑，廣泛用作硝化纖維、醋酸纖維、樟腦、油脂、 臘、樹膠、各種天然樹脂的溶劑，在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，主要作為醋酐、香料、藥物及燃料 的原料，與氨或二甲胺反應(yīng)制得乙酰胺和二甲基酰胺產(chǎn)品，與醇進(jìn)行酯交換生產(chǎn)一系列醋 酸酯，作為高檔的溶劑和香料。目前，我國生產(chǎn)醋酸甲酯大中型企業(yè)達(dá)二十多家，年產(chǎn)品約 290000噸，隨著助劑、藥物及制藥工業(yè)的發(fā)展，醋酸甲酯仍滿足不了市場需求。2008年中國 仍從外國進(jìn)口大量的醋酸甲酯。根據(jù)市場情況分析，2010 2015年醋酸甲酯系列產(chǎn)品仍有 較好的市場。醋酸甲酯可由酯化法、甲醇羥化法及酸酐與甲醇反應(yīng)方法制得，在聚乙烯醇(PVC) 工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液里也含有大量的醋酸甲醋。無論酯化反應(yīng)，還是聚乙烯醇副產(chǎn) 物，生成的醋酸甲酯產(chǎn)物均為醋酸甲酯、甲醇、水混合溶液。上述混合溶液中，醋酸甲酯、甲 醇、水形成二元、三元共沸物，組成之間采用精餾方法難以分離。傳統(tǒng)上工業(yè)生產(chǎn)中采用加 水共沸精餾形成含醋酸甲酯96. 5% (wt%)的水共沸物，然后采用干燥劑、或與水生成結(jié)晶的 堿和鹽類化合物脫水，可得99. 5%以上的醋酸甲酯，該過程工藝較復(fù)雜，堿和鹽循環(huán)利用過 程能耗高，廢水排放較大。因此，開發(fā)有效的分離工藝，不僅有利于醋酸甲酯純度的提高，更 有利于降低能耗以及醋酸甲酯產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多級錯流液液萃取分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法， 克服醋酸甲酯產(chǎn)品分離所存在的上述困難，以便有效分離醋酸甲酯和甲醇水溶液混合物， 一次使得醋酸甲酯純度達(dá)到99. 7%以上，收率達(dá)97. 0%以上；不僅有利于產(chǎn)品純度提高，同 時萃取溶劑循環(huán)使用，更有利于降低物耗能耗。完成上述發(fā)明的技術(shù)方案是
一種多級錯流液液萃取分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，包括以下步驟原料為醋 酸甲酯和甲醇水溶液，以多元醇和水的混合溶劑為萃取劑，對醋酸甲酯和甲醇水溶液進(jìn)行 多級錯流液液萃?。惠陀嘞嗟玫酱姿峒柞?，萃取相經(jīng)精餾處理后，萃取劑循環(huán)使用。所述原料醋酸甲酯和甲醇水溶液，可以是醋酸甲酯和甲醇、水任意比例的混合溶 液；工業(yè)上醋酸甲酯和甲醇水溶液通常包含80 90%醋酸甲酯、10 20%甲醇和0 3% 水，其來源包括但不限于酯化法、甲醇羥化法及酸酐與甲醇反應(yīng)方法制得的醋酸甲酯粗產(chǎn) 物，也包括聚乙烯醇副產(chǎn)醋酸甲酯。本發(fā)明方法萃取劑采用多元醇和水的混合溶劑，所述的多元醇為乙二醇、丙二醇、 丁二醇或丙三醇；優(yōu)選乙二醇和水的混合溶劑為萃取劑。萃取劑的選擇為本發(fā)明的關(guān)鍵選擇一種溶劑(S)難溶于醋酸甲酯，易溶于甲醇，通過多級錯流液液萃取，萃余相可得到高 純度的醋酸甲酯；萃取相經(jīng)精餾塔精餾處理后，溶劑(S)循環(huán)使用。比較各類溶劑，從分層 現(xiàn)象看，醋酸甲酯體系在多元醇和水的混合溶劑中分層現(xiàn)象最好，進(jìn)一步研究醋酸甲酯和 甲醇水溶液體系在各種多元醇和水的混合溶劑中的分配情況，結(jié)果表明在乙二醇和水的混 合溶劑中的分離效果最佳。綜合各因素，確定乙二醇和水的混合溶劑為萃取劑最為合適。所述的多元醇和水的混合溶劑，多元醇和水的質(zhì)量比例為1 0.廣1，優(yōu)選 1 0. 25 1，最佳比例為1 0.25。本發(fā)明方法多級錯流液液萃取通?？蛇M(jìn)行2-5級萃取，優(yōu)選3級錯流萃取。每一 級萃取操作時，常溫下將原料醋酸甲酯和甲醇水溶液與萃取劑混合攪拌10 60分鐘，攪拌 軸轉(zhuǎn)速150 400轉(zhuǎn)/分鐘，靜置20 45分鐘后分層，可進(jìn)行下一級處理。每一級萃取中，所述萃取劑與原料的質(zhì)量比為0. 5^2. 5 :1，優(yōu)選1. (Tl. 5 :1，本發(fā) 明的推薦的最佳比例為1:1。所述的醋酸甲酯和甲醇水溶液經(jīng)多級錯流液液萃取后，萃余相中不計(jì)多元醇，醋 酸甲酯質(zhì)量百分比達(dá)到99. 7%以上，收率達(dá)97. 0%以上。所述萃余相經(jīng)精餾處理后，即可得到高純度醋酸甲酯產(chǎn)品。本發(fā)明的多級錯流液液萃取分離工藝流程(以3級錯流萃取為例)見圖1所示，分 離后可得到高純度醋酸甲酯。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明方法采用圖1所示工藝流程和優(yōu)化的工藝參數(shù)，原料為醋酸 甲酯和甲醇水溶液，以多元醇和水混合溶液為萃取劑，經(jīng)過多級錯流液液萃取，萃余相含 99. 7%以上純度(不計(jì)多元醇)的醋酸甲酯，收率達(dá)97. 0%以上。萃余相經(jīng)精餾處理得到高 純度醋酸甲酯產(chǎn)品，萃取相經(jīng)精餾處理后，萃取劑循環(huán)使用。本發(fā)明的分離方法醋酸甲酯產(chǎn) 品純度高，物耗能耗低，整個工藝過程成本較低，而且不會對環(huán)境造成污染。下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，除非另有說明，本說明書 中的百分比均為質(zhì)量百分比。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以具體實(shí)施方式
為限，而是由權(quán)利要 求加以限定。


圖1是多級錯流液液萃取分離的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
參照圖1所示工藝流程，采用3級錯流液液萃取分離醋酸甲酯和甲醇水溶液，原料為 20kg醋酸甲酯和甲醇水溶液(含84%醋酸甲酯、14%甲醇和<1%水)，萃取劑S為乙二醇和 水的混合溶劑，其中乙二醇水為1 0.25，每一級萃取劑Sf S3用量分別為20kg。在常溫條件下，按圖1所示工藝流程，原料F或萃余相Rl、R2依次進(jìn)入萃取器I、 II和III，與萃取劑乙二醇和水混合溶劑充分?jǐn)嚢?，分層靜置分離，萃取相(ΕΓΕ3)和萃余相 (RfR3)在每級萃取器中均達(dá)到平衡狀態(tài)。分離過程中萃取器采用的工藝條件見表1所示
表1萃取器工藝條件
4工藝參數(shù)萃取器I萃取器II萃取器III攪拌時間30min30min30min靜置時間30min30min30min攪拌器轉(zhuǎn)速300r/min300r/min300r/min操作溫度常溫常溫常溫
經(jīng)上述3級錯流液液萃取分離后，ΕΓΕ3和R1 R3組成見表2所示(不計(jì)乙二醇量)， 表2結(jié)果表明，經(jīng)過三次錯流液液萃取，萃余相R3中(不計(jì)乙二醇)醋酸甲酯質(zhì)量百分比達(dá) 到99. 7%以上，收率達(dá)97. 8%以上。萃余相R3經(jīng)精餾處理除去少量多元醇后，可得到高純 度醋酸甲酯產(chǎn)品。萃取相E1+E2+E3合并后由精餾塔IV精餾處理，精餾塔IV處理后的萃取劑 S循環(huán)使用。 表2錯流液液萃取分離結(jié)果
組成原料F混合溶劑SiElRlE2R2E3R3流量/kg202022. 2017. 8020. 9216. 8820. 4016. 48水，％0. 0200一0.86760. 03580. 91970. 01090. 97360. 0010甲醇，％0. 1400一0.11730. 03120. 06710.01290. 02510.0018醋酸甲酯，％0. 8400一0.01510. 93300. 01320. 97620. 00130. 9972
通過調(diào)整具體工藝條件，如萃取級、萃取劑組成和用量，該工藝適合醋酸甲酯和甲醇水 任意比例混合溶液的萃取分離。實(shí)施例2
與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于萃取劑Sf S3用量分別為30、20和10kg。實(shí)施例3
與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于萃取劑中多元醇改用丙二醇，并經(jīng)4級錯流萃取。 每一級萃取劑用量20kg，其中丙二醇水為1 0.25。醋酸甲酯和甲醇水溶液經(jīng)4級錯流 液液萃取后，萃余相中不計(jì)丙二醇，醋酸甲酯質(zhì)量百分比達(dá)到99. 70%，收率達(dá)97. 3%。
權(quán)利要求
一種多級錯流液液萃取分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，包括以下步驟原料為醋酸甲酯和甲醇水溶液，以多元醇和水的混合溶劑為萃取劑，對醋酸甲酯和甲醇水溶液進(jìn)行多級錯流液液萃??；萃余相得到醋酸甲酯；萃取相經(jīng)精餾處理后，萃取劑循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述的 醋酸甲酯和甲醇水溶液包含80 90%醋酸甲酯、10 20%甲醇和0 3%水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述的 多元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇或丙三醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述的 多元醇為乙二醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述的 多元醇和水的混合溶劑，多元醇和水的質(zhì)量比例為1 0.25 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述的 多級錯流液液萃取進(jìn)行2-5級萃取。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述的 多級錯流液液萃取的任何一級萃取的工藝條件是，常溫下將原料醋酸甲酯和甲醇水溶液與 萃取劑混合攪拌10 60分鐘，攪拌軸轉(zhuǎn)速150 400轉(zhuǎn)/分鐘，靜置20 45分鐘后分層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于任何一 級萃取中，所述萃取劑與原料的質(zhì)量比為0. 5^2. 5 :1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述的 醋酸甲酯和甲醇水溶液經(jīng)多級錯流液液萃取后，萃余相中不計(jì)多元醇，醋酸甲酯質(zhì)量百分 比達(dá)到99. 7%以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，其特征在于所述萃余 相經(jīng)精餾處理后得到醋酸甲酯產(chǎn)品。全文摘要
一種多級錯流液液萃取分離醋酸甲酯和甲醇水溶液的方法，包括以下步驟原料為醋酸甲酯和甲醇水溶液，以多元醇和水的混合溶劑為萃取劑，對醋酸甲酯和甲醇水溶液進(jìn)行多級錯流液液萃取；萃余相經(jīng)精餾處理后得到醋酸甲酯產(chǎn)品；萃取相經(jīng)精餾處理后循環(huán)使用。本發(fā)明的多級錯流液液萃取分離方法能有效分離醋酸甲酯和甲醇水溶液混合物，一次使得醋酸甲酯純度達(dá)到99.7%以上，收率達(dá)97.0%以上；醋酸甲酯產(chǎn)品純度高，物耗能耗低，整個工藝過程成本較低，而且不會造成環(huán)境污染。
文檔編號C07C69/14GK101955427SQ20101026188
公開日2011年1月26日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者曹宇鋒, 顧正桂 申請人:南京師范大學(xué)