[发明专利]一种用于醋酸仲丁酯的生产设备

说明书

 

技术领域  

本发明涉及一种用于生产醋酸仲丁酯的生产设备。

背景技术  

醋酸仲丁酯作为一种新型溶剂，具有低毒性、溶解能力强等特点，逐渐受到人们的关注，目前醋酸仲丁酯的主要生产设备有两种，即串联式管式固定床反应器和催化精馏塔。

串联式管式固定床反应器一般采取几个反应器串联，原料从第一个反应器进入，逐级反应，从最后一个反应器排出，由于只有一个进料口，物料只能逐个顺序流经各反应器，实际作用相当于一段多级反应器，需要更换催化剂时，需要全部停车才能进行，而且在调整原料配比方面造成调节缓慢，导致生产负荷小、原料转化率低、生产控制不灵活。催化精馏塔在进料口设置反应段，由于设备条件的限制，其催化剂填装量有限，原料处理量小、生产能力低，同时，物料的停留时间相对较小，转化率低。

而且在使用管式固定床设备生产醋酸仲丁酯的过程中，会不可避免的发生许多副反应：混合碳四原料中的丁烯会发生聚合反应生成碳八、碳十二组分，丁烯也会发生水合反应生成醇，并能生成部分分子量更小的醋酸酯类，这些副反应的发生降低了醋酸仲丁酯的纯度，其中沸点低于醋酸仲丁酯的称为轻组分，高于醋酸仲丁酯的称为重组分。因此为了提高醋酸仲丁酯的质量，生产中，必须将这些副反应产生的杂质分离出去。目前对醋酸仲丁酯的分离提纯设备，一种是采用闪蒸设备、共沸精馏塔和水洗釜，先将轻组分与反应后碳四共同闪蒸出来，而后采用共沸精馏塔和水洗釜分离醋酸、醋酸仲丁酯、重组分；另一种分离提纯设备为闪蒸设备和两个共沸精馏塔，先将反应后碳四闪蒸出来后，采用两次共沸精馏先分离出醋酸，再分离轻组分与醋酸仲丁酯。采用以上第一种分离设备分离提纯醋酸仲丁酯时，碳四与轻组分共同蒸出，由于碳四在常压下为气相，轻组分为液相，沸点相差很大，用途也相差太远，两种物质分离后互相均会有残存，相互影响品质；采用以上第二种设备分离提纯醋酸仲丁酯时，采用两次共沸精馏增加了操作的难度，并且加入共沸剂会引入更多的杂质，影响轻组分的纯度。

醋酸仲丁酯合成原料中的丁烯主要来源于MTBE后的混合碳四，其中含有的1,3-丁二烯在醋酸仲丁酯的生产中具有很大的副作用。1,3-丁二烯在醋酸仲丁酯的合成中可发生叠合反应生成重组分，降低醋酸仲丁酯产品的纯度和收率，降低经济效益；而且丁二烯还会在酯化催化剂表面发生齐聚反应，生成胶质，堵塞催化剂孔道，缩短催化剂的寿命；再就是酯化反应时剩余的少量丁二烯使正丁烯的质量达不到合成要求，且易使催化剂因结焦而失活降低。现有的醋酸仲丁酯生产设备中没有原料碳四预处理装置，导致混合碳四中存在的1,3-丁二烯对酯化反应效果、产品质量都造成较大的影响。

醋酸仲丁酯生产过程中为了使丁烯充分反应，要求原料冰醋酸过量，因此在酯化反应后，需要将产品醋酸仲丁酯从过量的醋酸与醋酸仲丁酯的混合物中提纯出来。一般情况下两种物质的分离设备为普通精馏塔，利用两种物质的沸点不同、相对挥发度的差异通过精馏进行分离。但是，由于醋酸的沸点117 .9℃（标准大气压）与醋酸仲丁酯的沸点112.3℃（标准大气压）相差太小，相对挥发度接近1，因此为了达到好的分离效果，精馏塔需要更多的理论塔板数，致使精馏塔高度增加、设备投资和能耗费用增加，而且分离效果不理想，影响产品质量。目前广泛使用的醋酸仲丁酯与醋酸分离的方法为共沸精馏法，但是，在实际生产中发现由于雾沫夹带等原因，醋酸仲丁酯产品中仍然存在微量的醋酸，由于醋酸仲丁酯作为溶剂使用，此含量的醋酸仍会对后续的生产设备、容器造成一定的腐蚀，对生产、设备影响都较大。

发明内容   

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种原料纯度、转化率高，生产控制灵活，产品提纯分离效果好，产品质量、纯度高，可以实现连续生产的用于醋酸仲丁酯的生产设备。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于醋酸仲丁酯的生产设备，包括原料加氢反应装置、加成反应装置、碳四分离装置、共沸精馏装置、醋酸回收装置和精馏提纯装置，所述原料加氢反应装置的液相出口连通所述加成反应装置的物料进口，所述加成反应装置的物料出口连通所述碳四分离装置的物料进口，所述碳四分离装置的液相出口连通所述共沸精馏装置的物料进口，所述共沸精馏装置的液相出口和气相出口分别连通所述醋酸回收装置的物料进口和所述精馏提纯装置的物料进口，所述醋酸回收装置的气相出口连通所述加成反应装置的物料进口。