共沸精馏和普通精馏结合回收丁醇和醋酸丁酯的工艺

摘要

本发明涉及一种共沸精馏和普通精馏结合回收丁醇和醋酸丁酯的工艺方法。原料液同来自第二分相器的料液混合后，由第一精馏塔中上部进料，塔顶的蒸汽经第一冷却器冷凝后，输送到第一分相器分相，分相后轻相返回到第一精馏塔，重相水输送到第二精馏塔，塔顶蒸汽经过第三冷却器冷凝后输送到第二分相器分相，分相后轻相输送到混合器混合，重相回流，第二精馏塔塔釜得到纯水；第一精馏塔塔釜得到的料液输送到第三精馏塔，经普通精馏，第三精馏塔塔顶得到成品丁醇，塔釜得到成品醋酸丁酯。本发明具有降低能耗，操作工艺简单，且在单塔中能够经普通精馏得到成品丁醇和醋酸丁酯等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种共沸精馏和普通精馏结合回收丁醇和醋酸丁酯的工艺。

背景技术

抗生素自被人类发现以来，就一直广泛被用于临床医学中，是人类控制感 染性疾病，保障身体健康及防治动植物病害的重要化学药物。随着制药行业的 发展，抗生素的种类也不断增加，至今已逾百种。我国的抗生素生产业发展迅 猛，现已有300多家企业生产占世界原料药产量的20-30％的70多个品种的抗生 素，成为世界上主要的抗生素制剂生产国之一。

国内抗生素产量巨大，丁醇和醋酸丁酯是抗生素生产中的重要溶媒，经结 晶工序后得到大量含醋酸丁酯，丁醇和水的混合溶媒。然而丁醇、水、醋酸丁 酯两两形成共沸物，且三者形成非均相三元共沸物，用一般的方法难以分开。

中国专利CN 1974529A，公开了一种在结晶工序后，通过共沸精馏分离丁 醇、醋酸丁酯和水的工艺，该工艺实现了醋酸丁酯和丁醇的分离，得到工业生 产所需要的产品。但该工艺中三个塔均采用共沸精馏，能耗较高，且三个塔均 需要对水加热进行精馏，造成了不必要的能量浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共沸精馏和普通精馏相结合的方法回收丁醇、 醋酸丁酯和水，在降低能耗的同时，在单塔中经过精馏得到了工业生产所需要 的醋酸丁酯和丁醇。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种共沸精馏和普通精馏结合回收丁醇和醋酸丁酯的工艺，所述工艺包括 以下步骤：

1)将含丁醇、醋酸丁酯的原料液与第三精馏塔塔釜液在换热器中进行换热， 然后输送到混合器中，同来自第二分相器的料液混合后，由第一精馏塔的中上 部进料，进行增浓提纯；

2)第一精馏塔操作压力为常压，塔釜采用再沸器加热，塔顶蒸汽经第一冷 却器冷凝后输送到第一分相器进行分相，分相后轻相返回到第一精馏塔，重相 输送到第二精馏塔；

3)第二精馏塔操作压力为常压，塔釜采用再沸器加热，塔顶蒸汽经第三冷 却器冷凝后输送到第二分相器进行分相，分相后轻相输送到混合器混合，重相 回流，塔釜得到纯水；

4)第一精馏塔塔釜得到只含有醋酸丁酯和丁醇的料液，输送至第二冷却器 中进行冷却，冷却后的料液输送到泵加压，然后输送到第三精馏塔中，塔釜采 用再沸器加热，经普通精馏，塔顶得到成品丁醇，塔釜得到成品醋酸丁酯。

本发明是针对醋酸丁酯、丁醇和水形成共沸及在高压时，醋酸丁酯和丁醇 较容易进行分离得到理想产品的特点，利用水作为共沸剂，不引入其它杂质， 进行三塔连续生产，分别得到理想的丁醇、醋酸丁酯和水。

步骤1)中原料液的温度为20～30℃。所述温度可选择20.02℃，21℃，22.5℃， 24℃，26.8℃，28℃，28.7℃，29.8℃等。

所述原料液经换热器换热后的温度为70～75℃。所述温度可选择70.01℃， 70.7℃，72℃，72.8℃，74℃，74.6℃等。

步骤3)中第二精馏塔塔顶温度为87～92℃，塔釜温度为101～103℃时，塔 釜得到纯水。所述塔顶温度可选择87.02℃，87.4℃，88.1℃，88.9℃，89.7℃， 90.4℃，91.7℃等；所述塔釜温度可选择101.02℃，101.1℃，101.15℃，101.5℃， 102.4℃，102.8℃等。

步骤4)中第一精馏塔塔顶温度为88～93℃，塔釜温度为118～122℃时，塔 釜得到只含有醋酸丁酯和丁醇，且醇酯比为0.56～0.60的料液。所述塔顶温度可 选择88.02℃，88.1℃，88.7℃，89.2℃，90.5℃，91℃，91.6℃，92℃，92.7℃ 等；所述塔釜温度可选择118.02℃，118.3℃，119℃，119.4℃，120℃，120.8℃， 121.2℃，121.9℃等；所述醇酯比可选择0.561，0.567，0.57，0.574，0.582，0.588， 0.596等。

步骤4)中冷却后的料液经过泵加压至不低于5atm。

步骤4)中第三精馏塔塔顶温度为172～175℃，塔釜温度为192～197℃时， 塔顶得到成品丁醇，塔釜得到成品醋酸丁酯。所述塔顶温度可选择172.02℃， 172.2℃，172.8℃，173.4℃，173.9℃，174.3℃，174.8℃等；所述塔釜温度可选 择192.03℃，192.2℃，192.28℃，194.2℃，195℃，195.4℃，196.2℃，196.9℃ 等。

一种共沸精馏和普通精馏结合回收丁醇和醋酸丁酯的工艺，所述工艺包括 以下步骤：

1)将温度为20～30℃的含丁醇、醋酸丁酯的原料液与第三精馏塔塔釜液在 换热器中进行换热至70～75℃，然后输送到混合器中，同来自第二分相器的料液 混合后，由第一精馏塔的中上部进料，进行增浓提纯；

2)第一精馏塔操作压力为常压，塔釜采用再沸器加热，塔顶蒸汽经第一冷 却器冷凝后输送到第一分相器进行分相，分相后轻相中醋酸丁酯、丁醇含量较 高返回到第一精馏塔，重相输送到第二精馏塔；

3)第二精馏塔操作压力为常压，塔釜采用再沸器加热，塔顶蒸汽经第三冷 却器冷凝后输送到第二分相器进行分相，分相后轻相输送到混合器混合，重相 回流；塔顶温度为87～92℃，塔釜温度为101～103℃时，塔釜得到纯度大于99.9％ 的纯水；

4)第一精馏塔塔顶温度为88～93℃，塔釜温度为118～122℃时，塔釜得到 只含有醋酸丁酯和丁醇，且醇酯比为0.56～0.60的料液，输送至第二冷却器中进 行冷却，冷却后的料液输送到泵加压至不低于5atm，然后输送到第三精馏塔中， 其操作压力为5atm，塔釜采用再沸器加热，经普通精馏，塔顶温度为172～175℃， 塔釜温度为192～197℃时，塔顶得到成品丁醇，其中水分质量百分浓度<0.5％， 酯质量百分浓度含量<5％，塔釜得到成品醋酸丁酯，其质量百分浓度>98％。

与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

(1)充分利用了塔底废热，实现节能目的；

(2)与现行工艺相比，该发明提前将水去除，避免了三塔均对水加热精馏 造成的不必要能量浪费；

(3)工艺路线短，操作更为方便，较容易在单塔中经过普通精馏得到高纯 度的醋酸丁酯和丁醇；

(4)不需要加入共沸剂，绿色环保。

附图说明

图1是共沸精馏和普通精馏结合回收丁醇和醋酸丁酯的工艺流程图。

图中：1-混合器；2-第一精馏塔；3-第一冷却器；4-第一分相器；5-第二冷 却器；6-泵；7-第二精馏塔；8-第三冷却器；9-第二分相器；10-第三精馏塔；11- 换热器。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子， 并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限 制性的实施例如下：

实施例1：

将温度为20℃的含丁醇、醋酸丁酯和水的原料液以1300kg/h的流量，通过 管道运输到换热器11中，与第三精馏塔10塔釜液经过换热后预热到70℃，再 将原料液运输到混合器1中，同来自第二分相器9的料液混合后，由第一精馏 塔2中上部进料，第一精馏塔2的塔板数为38块，操作压力为常压，塔釜采用 再沸器加热，第一精馏塔2的蒸汽经第一冷却器3冷凝后输送到第一分相器4 进行分相，分相后轻相返回到第一精馏塔2，重相输送到第二精馏塔7。在第一 精馏塔2中，当塔顶温度为88.23℃，塔釜温度为119.96℃时，塔釜得到醇酯比 为0.59的料液，该料液输送到第三精馏塔10，继续增浓提纯；经第一分相器4 分相后的重相进入第二精馏塔7，第二精馏塔7为常压操作塔，塔板数为15块， 塔釜采用再沸器加热，当塔顶温度为87.60℃，塔釜温度为101.05℃，塔釜得到 纯度为99.99％的水，塔顶得到的蒸汽经过第三冷却器8冷凝后输送到第二分相 器9进行分相，分相后轻相输送到混合器1混合，重相回流；第一精馏塔2塔 釜流出的料液经过第二冷却器5冷却到70℃，输送到泵6加压至5.1atm，然后 输送到第三精馏塔10，在操作压力为5atm，塔板数为35块的第三精馏塔10中 经过普通精馏，在塔顶温度为172.18℃，塔釜温度为193.27℃时，塔顶得到成 品丁醇，其中水分质量百分浓度为3.5×10^-7％，酯质量百分浓度为3.8％，塔釜 得到质量百分浓度为98.5％的成品醋酸丁酯。

实施例2：

将温度为30℃的含丁醇、醋酸丁酯和水的原料液以1000kg/h的流量，通过 管道运输到换热器11中，与第三精馏塔10塔釜液经过换热后预热至72℃，再 将原料液运输到混合器1中，同来自第二分相器9的料液混合后，由第一精馏 塔2中上部进料，第一精馏塔2的塔板数为38块，操作压力为常压，塔釜采用 再沸器加热，第一精馏塔2的蒸汽经第一冷却器3冷凝后输送到第一分相器4 进行分相，分相后轻相返回到第一精馏塔2，重相运输到第二精馏塔7。在第一 精馏塔2中，当塔顶温度为88.24℃，塔釜温度为120.03℃时，在塔釜得到醇酯 比为0.60的料液，该料液输送到第三精馏塔10，继续增浓提纯；经第一分相器 4分相后的重相进入第二精馏塔7，第二精馏塔7为常压操作塔，塔板数为15 块，塔釜采用再沸器加热，当塔顶温度为87.96℃，塔釜温度为101.02℃，塔釜 得到纯度为99.99％的水，塔顶得到的蒸汽经过第三冷却器8冷凝后输送到第二 分相器9进行分相，分相后轻相输送到混合器1混合，重相回流；第一精馏塔2 塔釜流出的料液经过第二冷却器5冷却到70℃，输送到泵6加压至5.1atm，然 后输送到第三精馏塔10，在操作压力为5atm，塔板数为35块的第三精馏塔10 中经过普通精馏，在塔顶温度为172.22℃，塔釜温度为194.23℃时，塔顶得到 成品丁醇，其中水分质量百分浓度为7.3×10^-7％，酯质量百分浓度为4.20％， 塔釜得到质量百分浓度为98.9％的成品醋酸丁酯。

实施例3：

将温度为22℃的含丁醇、醋酸丁酯和水的原料液以800kg/h的流量，通过 管道运输到换热器11中，与第三精馏塔10塔釜液经过换热后预热至75℃，再 将原料液运输到混合器1中，同来自第二分相器9的料液混合后，由第一精馏 塔2中上部进料，第一精馏塔2的塔板数为38块，操作压力为常压，塔釜采用 再沸器加热，第一精馏塔2的蒸汽经过第一冷却器3冷凝后输送到第一分相器4 进行分相，分相后轻相返回到第一精馏塔2，重相运输到第二精馏塔7，在第一 精馏塔2中，当塔顶温度为88.28℃，塔釜温度为119.98℃时，在塔釜得到醇酯 比为0.59的料液，该料液输送到第三精馏塔10，继续增浓提纯；经第一分相器 4分相后的重相进入第二精馏塔7，第二精馏塔7为常压操作塔，塔板数为15 块，塔釜采用再沸器加热，当塔顶温度为88.09℃，塔釜温度为101.03℃，塔釜 得到纯度为99.99％的水，塔顶得到的蒸汽经过第三冷却器8冷凝后输送到第二 分相器9进行分相，分相后轻相输送到混合器1混合，重相回流；第一精馏塔2 塔釜流出的料液经过第二冷却器5冷却到70℃，输送到泵6加压至5.1atm，然 后输送到第三精馏塔10，在操作压力为5atm，塔板数为35块的第三精馏塔10 中经过普通精馏，在塔顶温度为172.23℃，塔釜温度为193.32℃时，塔顶得到 成品丁醇，其中水分质量百分浓度为8.8×10^-7％，酯质量百分浓度为4.3％，塔 釜得到质量百分浓度为99.0％的成品醋酸丁酯。

实施例4

将温度为25℃的含丁醇、醋酸丁酯和水的原料液以1500kg/h的流量，通过 管道运输到换热器11中，与第三精馏塔10塔釜液经过换热后预热至74℃，再 将原料液运输到混合器1中，同来自第二分相器9的料液混合后，由第一精馏 塔2中上部进料，第一精馏塔2的塔板数为38块，操作压力为常压，塔釜采用 再沸器加热，第一精馏塔2的蒸汽经过第一冷却器3冷凝后输送到第一分相器4 进行分相，分相后轻相返回到第一精馏塔2，重相运输到第二精馏塔7，在第一 精馏塔2中，当塔顶温度为88.12℃，塔釜温度为118.25℃时，在塔釜得到醇酯 比为0.56的料液，该料液输送到第三精馏塔10，继续增浓提纯；经第一分相器 4分相后的重相进入第二精馏塔7，第二精馏塔7为常压操作塔，塔板数为15 块，塔釜采用再沸器加热，当塔顶温度为87.3℃，塔釜温度为102.9℃，塔釜得 到纯度为99.99％的水，塔顶得到的蒸汽经过第三冷却器8冷凝后输送到第二分 相器9进行分相，分相后轻相输送到混合器1混合，重相回流；第一精馏塔2 塔釜流出的料液经过第二冷却器5冷却到70℃，输送到泵6加压至5.1atm，然 后输送到第三精馏塔10，在操作压力为5atm，塔板数为35块的第三精馏塔10 中经过普通精馏，在塔顶温度为172.23℃，塔釜温度为192.21℃时，塔顶得到 成品丁醇，其中水分质量百分浓度为7.8×10^-7％，酯质量百分浓度为4.1％，塔 釜得到质量百分浓度为99.1％的成品醋酸丁酯。

实施例5

将温度为27℃的含丁醇、醋酸丁酯和水的原料液以1900kg/h的流量，通过 管道运输到换热器11中，与第三精馏塔10塔釜液经过换热后预热至73℃，再 将原料液运输到混合器1中，同来自第二分相器9的料液混合后，由第一精馏 塔2中上部进料，第一精馏塔2的塔板数为38块，操作压力为常压，塔釜采用 再沸器加热，第一精馏塔2的蒸汽经过第一冷却器3冷凝后输送到第一分相器4 进行分相，分相后轻相返回到第一精馏塔2，重相运输到第二精馏塔7，在第一 精馏塔2中，当塔顶温度为92.81℃，塔釜温度为121.93℃时，在塔釜得到醇酯 比为0.57的料液，该料液输送到第三精馏塔10，继续增浓提纯；经第一分相器 4分相后的重相进入第二精馏塔7，第二精馏塔7为常压操作塔，塔板数为15 块，塔釜采用再沸器加热，当塔顶温度为91.85℃，塔釜温度为102.79℃，塔釜 得到纯度为99.99％的水，塔顶得到的蒸汽经过第三冷却器8冷凝后输送到第二 分相器9进行分相，分相后轻相输送到混合器1混合，重相回流；第一精馏塔2 塔釜流出的料液经过第二冷却器5冷却到70℃，输送到泵6加压至5.1atm，然 后输送到第三精馏塔10，在操作压力为5atm，塔板数为35块的第三精馏塔10 中经过普通精馏，在塔顶温度为174.84℃，塔釜温度为196.91℃时，塔顶得到 成品丁醇，其中水分质量百分浓度为6.7×10^-7％，酯质量百分浓度为3.9％，塔 釜得到质量百分浓度为99.2％的成品醋酸丁酯。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺，但本发明并不 局限于上述操作步骤，即不意味着本发明必须依赖上述操作步骤才能实施。所 属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料 的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围 和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施 方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进 行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重 复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不 违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。