[发明专利]一种酸性条件下酯化产物的脱水装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及酯化反应的脱水装置和工艺，具体涉及一种酸性条件下酯化产物的脱水装置及其工艺。

背景技术

酯化反应，是一类有机化学反应，是醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水的反应，其分为羧酸跟醇反应、无机含氧酸跟醇反应和无机强酸跟醇的反应三类。羧酸跟醇的酯化反应是可逆的，并且一般反应极缓慢，故常用浓硫酸作催化剂。

酯化反应后需对其产物进行脱水纯化，而现有某些酯化产物的脱水装置较为复杂，分离效率较低，能耗较大，操作费用和装置投资较高，不利于其工业化生产，如乙酸乙酯，其是一种重要的化工原料，在香料、医药及油漆工业中有着广泛的应用。

发明内容

针对上述技术问题,本发明的目的之一在于提供一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，该脱水装置具有装置简单，分离效率较高，与现有脱水装置相比节能减耗效果明显，寿命长，所需设备投入少，操作费用低等优点。

为达到上述目的,本发明提供的技术方案如下：一种酸性条件下酯化产物的脱水装置，包括原料罐和计量加药装置，所述原料罐的出口连接进料泵进口，所述进料泵的出口连接中和反应罐的第一入口，所述中和反应罐还设有第二入口，该第二入口与计量加药装置的出口相连接；所述中和反应罐的出口连接蒸发装置入口；所述蒸发装置的出口连接渗透汽化膜分离装置的入口；所述渗透汽化膜分离装置包括至少一组渗透汽化膜组件，所述渗透汽化膜组件包括原料进口、渗透液出口和浓缩液出口；所述浓缩液出口通过浓缩液管道连接第一冷凝器，所述第一冷凝器的出口连接产品罐；所述渗透液出口通过渗透液管道依次连接第二冷凝器和真空机组，所述第二冷凝器的冷凝液出口连接渗透液罐；所述渗透汽化膜组件内设有沸石分子筛无机膜，所述沸石分子筛无机膜为NaA型沸石分子筛无机膜、T型沸石分子筛无机膜或ZSM-5型沸石分子筛无机膜。

进一步的，还包括一热交换器，所述热交换器设在渗透汽化膜分离装置与第一冷凝器之间，所述热交换器包括热媒入口、热媒出口、冷媒入口、冷媒进口；所述冷媒入口与中和反应罐出口连接，冷媒出口连接蒸发装置入口；所述热媒入口通过浓缩液管道连接渗透汽化膜分离装置的出口，热媒出口连接第一冷凝器入口。

进一步的，还包括一磁力泵，所述磁力泵的入口与中和反应罐的出口连接，其出口与蒸发装置的入口相连接或者与热交换器的冷媒入口相连接。

进一步的，还包括一储存罐，所述储存罐的入口与中和反应罐的出口相连接，其出口与磁力泵与的入口相连接。

进一步的，所述渗透汽化膜分离装置由至少两组渗透汽化膜组件串联而成。

进一步的，所述的蒸发装置为蒸发器。

此外，本发明的另一目的在于提供一种酸性条件下酯化产物的脱水工艺，其采用上述中的任何一种结构的脱水装置对其进行脱水，包括如下步骤：

(1)将需进行脱水的酯化产物原料液通过进料泵输送到中和反应罐后，计量加药装置往中和反应罐中加入碱性溶液进行中和反应，得到相应pH值的原料液；

(2)中和好的酯化产物原料液进入到蒸发装置中进行加热蒸发，蒸汽进入到渗透汽化膜分离装置中；

(3)产品通过浓缩管道进入第一冷凝器或先进入热交换器再进入第一冷凝器后，获得含水量少于0.5wt％的产品浓缩液并储存于产品罐中；渗透液蒸汽通过渗透液管道经第二冷凝器冷凝后进入到渗透液罐中。

进一步的，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，也可以为其它碱性较弱的无机盐溶液，如碳酸氢钠溶液等，也可以为一些碱性有机溶剂等。

进一步的，所述相应pH值的原料液为pH为7.0～8.5的原料液。

采用上述技术手段，将pH调节装置与分子筛膜脱水装置偶联结合起来，使得本发明具有以下有益效果：

(1)节能效果明显：采用渗透汽化膜分离装置来分离脱水，由其节能和高效等技术优点决定了其所需能耗只有恒沸精馏和吸附的20％～25％，可节能75％以上；

(2)污染物零排放：所得渗透液可以回收再利用，可实现污染物零排放，特别适合于做剧毒和高附加值的有机溶剂回收体系；

(3)产品纯度高：在分离过程不需加入任何萃取剂等其他物质，保证了产品的纯度，更适合医药化工行业对溶剂的要求；

(4)所需设备投入少，占用空间少：与现有精馏分离设备相比，所需的设备投入少，可节约80％以上的空间；与渗透汽化有机膜相比，不需要真空罩，可节省空间且方便维护；

(5)寿命长，分离系数高：和渗透汽化有机膜相比，具有通量大、分离系数高、无溶胀、耐溶剂耐腐蚀强、膜的寿命长等优点；