乙酸甲酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置及萃取精馏系统 |
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| 申请号 | CN202320878223.2 | 申请日 | 2023-04-18 | 公开(公告)号 | CN220513474U | 公开(公告)日 | 2024-02-23 |
| 申请人 | 陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司; | 发明人 | 刘宁; 孙江江; 余龙; 郑小霞; 姬锐; 郝祥利; 刘伟; 王勇; | ||||
| 摘要 | 本 申请 公开了一种乙酸甲酯、 乙醇 、苯并呋喃、 水 四元物系分离装置及萃取精馏系统。装置包括第一萃取塔，包括原料液进料端、N,N‑二甲基甲酰胺进料端、水进料端、乙酸甲酯第一出料端和第一混液出料端；原料液进料端设于第一萃取塔的下部，N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端设于原料液进料端的上部；第一精馏塔，包括第一精馏塔进料端、乙酸甲酯第二出料端和苯并呋喃出料端，第一精馏塔进料端与乙酸甲酯第一出料端连接；第二精馏塔，包括第二精馏塔进料端、乙醇出料端和第二混液出料端，第二精馏塔进料端与第一混液出料端连接。装置通过N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端在第一萃取塔的上部打破四种物质的共沸物，对四元物系进行分离。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种乙酸甲酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 乙酸甲酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置及萃取精馏系统 技术领域[0001] 本申请属于化工分离纯化设备技术领域，尤其涉及一种乙酸甲酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置及萃取精馏系统。 背景技术[0003] 乙醇‑乙酸甲酯、水‑乙酸甲酯、乙醇‑苯并呋喃，以及水‑苯并呋喃两两之间均可形成二元共沸物，对于该四元共沸物的分离，现有技术一般采用二元或三元共沸物系变压精馏和萃取精馏的工艺，即采用单溶剂萃取精馏。但对于四元物系的分离，目前还没有公开相关技术。因此，对乙酸甲酯‑乙醇‑苯并呋喃‑水四元物系的分离研究显得尤为必要。发明内容 [0004] 本申请实施例提供一种乙酸甲酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置，能够以N,N‑二甲基甲酰胺和水作为萃取剂，将含有乙酸甲酯、乙醇的苯并呋喃水溶液分离为单一的乙酸甲酯、乙醇和苯并呋喃，以作为有机合成原料，提高其利用价值。 [0005] 第一方面，本申请提供了一种乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置，装置包括： [0006] 第一萃取塔，其包括原料液进料端、N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端，以及乙酸甲酯第一出料端和第一混液出料端；原料液进料端设于第一萃取塔的下部，N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端设于原料液进料端的上部； [0007] 第一精馏塔，其包括第一精馏塔进料端、乙酸甲酯第二出料端和苯并呋喃出料端，第一精馏塔进料端与乙酸甲酯第一出料端连接； [0008] 第二精馏塔，其包括第二精馏塔进料端、乙醇出料端和第二混液出料端，第二精馏塔进料端与第一混液出料端连接。 [0009] 本申请实施例的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置，通过在第一萃取塔的原料液进料端上部设置N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端，使得N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端提供的N,N‑二甲基甲酰胺和水能够在第一萃取塔的上部打破苯并呋喃‑水、乙酸甲酯‑水组成的共沸物，在第一萃取塔的下部打破苯并呋喃‑乙醇、乙酸甲酯‑乙醇组成的共沸物，在第一萃取塔的塔顶得到纯度很高的苯并呋喃和乙酸甲酯的混合物，经由乙酸甲酯第一出料端送入第一精馏塔进行精馏分离，由于苯并呋喃和乙酸甲酯不形成共沸物，经乙酸甲酯第二出料端分离得到乙酸甲酯单质，经苯并呋喃出料端分离得到苯并呋喃单质；在第一萃取塔的塔底得到含有乙醇、N,N‑二甲基甲酰胺和水的第一混液，第一混液经第一混液出料端送入第二精馏塔进行精馏，在第二精馏塔的塔顶得到合格的乙醇，经乙醇出料端分离得到纯度较高的乙醇，这样就实现对含有乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水的四元物系进行分离，得到含水量小于0.05wt%的苯并呋喃和乙酸甲酯，以作为有机合成原料，提高其利用价值。并在第二精馏塔的塔底得到含有N,N‑二甲基甲酰胺和水的第二混液。 [0010] 在本申请一实施例中，N,N‑二甲基甲酰胺进料端位于水进料端的上部。 [0011] 在本申请一实施例中，水进料端位于N,N‑二甲基甲酰胺进料端的上部。 [0012] 在本申请一实施例中，乙酸甲酯第一出料端设于N,N‑二甲基甲酰胺进料端和/或水进料端的上部。 [0013] 在本申请一实施例中，第一混液出料端设于原料液进料端的下部。 [0014] 在本申请一实施例中，第一精馏塔进料端设于第一精馏塔的中下部。 [0015] 在本申请一实施例中，乙酸甲酯第二出料端设于第一精馏塔的上部，苯丙呋喃出料端设于第一精馏塔进料端的下部。 [0016] 在本申请一实施例中，第二精馏塔进料端设于第二精馏塔的中下部。 [0017] 在本申请一实施例中，乙醇出料端设于第二精馏塔的上部。 [0018] 在本申请一实施例中，第二混液出料端设于第二精馏塔进料端的下部。 [0019] 在本申请一实施例中，乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元分离装置还包括： [0020] 第三精馏塔，其包括第三精馏进料端、水出料端和N,N‑二甲基甲酰胺出料端，第三精馏进料端与第二混液出料端连接。 [0021] 本申请实施例的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元分离装置，通过设置的第三精馏塔，对含有N,N‑二甲基甲酰胺和水的第二混液进行精馏分离，经水出料端分离得到水，经N,N‑二甲基甲酰胺出料端分离得到高纯度的N,N‑二甲基甲酰胺。 [0022] 在本申请一实施例中，第三精馏进料端设于第三精馏塔的中下部。 [0023] 在本申请一实施例中，水出料端设于第三精馏进料端的上部，并与水进料端连接，以将水采出和/或循环至水进料端进行循环利用。 [0024] 在本申请一实施例中，N,N‑二甲基甲酰胺出料端设于第三精馏进料端的下部，并与N,N‑二甲基甲酰胺进料端连接，N,N‑二甲基甲酰胺可经与N,N‑二甲基甲酰胺出料端连接的N,N‑二甲基甲酰胺进料端返回至第一萃取塔进行循环利用，实现环保要求，降低成本，提高萃取剂的收率。 [0025] 第二方面，本申请提供了一种萃取精馏系统，包括上述的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置。 [0026] 本申请实施例的乙酸甲酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置，通过在第一萃取塔的原料液进料端上部设置N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端，使得N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端提供的N,N‑二甲基甲酰胺和水能够在第一萃取塔的上部打破苯并呋喃‑水、乙酸甲酯‑水组成的共沸物，在第一萃取塔的下部打破苯并呋喃‑乙醇、乙酸甲酯‑乙醇组成的共沸物，在第一萃取塔的塔顶得到纯度很高的苯并呋喃和乙酸甲酯的混合物，经由乙酸甲酯第一出料端送入第一精馏塔进行精馏分离，由于苯并呋喃和乙酸甲酯不形成共沸物，经乙酸甲酯第二出料端分离得到乙酸甲酯单质，经苯并呋喃出料端分离得到苯并呋喃单质；在第一萃取塔的塔底得到含有乙醇、N,N‑二甲基甲酰胺和水的第一混液，第一混液经第一混液出料端送入第二精馏塔进行精馏，在第二精馏塔的塔顶得到合格的乙醇，经乙醇出料端分离得到纯度较高的乙醇，这样就实现对含有乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水的四元物系进行分离，得到含水量小于0.05wt%的苯并呋喃和乙酸甲酯，以作为有机合成原料，提高其利用价值。附图说明 [0027] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0028] 图1是本申请一个实施例提供的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元分离装置的结构示意图； [0029] 图2是本申请另一个实施例提供的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元分离装置的结构示意图。 [0030] 附图标记说明： [0031] 1、第一萃取塔；100、原料液进料端；101、N,N‑二甲基甲酰胺进料端；102、水进料端；103、乙酸甲酯第一出料端；104、第一混液出料端； [0032] 2、第一精馏塔；200、第一精馏塔进料端；201、乙酸甲酯第二出料端；202、苯丙呋喃出料端； [0033] 3、第二精馏塔；300、第二精馏塔进料端；301、乙醇出料端；302、第二混液出料端； [0034] 4、第三精馏塔；400、第三精馏塔进料端；401、水出料端；402、N,N‑二甲基甲酰胺出料端。 具体实施方式[0035] 下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。 [0036] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0037] 为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置。下面首先对本申请实施例所提供的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置进行介绍。 [0038] 图1示出了本申请一个实施例提供的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置的结构示意图。如图1所示，装置包括： [0039] 第一萃取塔1，其包括原料液进料端100、N,N‑二甲基甲酰胺进料端101和水进料端102，以及乙酸甲酯第一出料端103和第一混液出料端104；原料液进料端100设于第一萃取塔1的下部，N,N‑二甲基甲酰胺进料端101和水进料端102设于原料液进料端100的上部； [0040] 第一精馏塔2，其包括第一精馏塔进料端200、乙酸甲酯第二出料端201和苯并呋喃出料端202，第一精馏塔进料端200与乙酸甲酯第一出料端103连接； [0041] 第二精馏塔3，其包括第二精馏塔进料端300、乙醇出料端301和第二混液出料端302，第二精馏塔进料端300与第一混液出料端104连接。 [0042] 原料液进料端100设于第一萃取塔1的下部，便于对原料液进行加热精馏，以将原料液在第一萃取塔的塔顶分离为苯并呋喃和乙酸甲酯的混合物，在第一萃取塔的塔底分离为含有乙醇、N,N‑二甲基甲酰胺和水的第一混液。 [0043] 本申请实施例的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置，通过在第一萃取塔的原料液进料端上部设置N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端，使得N,N‑二甲基甲酰胺进料端和水进料端进料提供的萃取剂N,N‑二甲基甲酰胺和水，能够在第一萃取塔的上部打破苯并呋喃‑水、乙酸甲酯‑水组成的共沸物，在第一萃取塔的下部打破苯并呋喃‑乙醇、乙酸甲酯‑乙醇组成的共沸物，即在第一萃取塔的不同位置分别加入不同的萃取剂，以在第一萃取分离塔的不同区域打破相应的共沸组成物，以达到更好的分离效果，在第一萃取塔的塔顶得到纯度很高的苯并呋喃和乙酸甲酯的混合物，经由乙酸甲酯第一出料端送入第一精馏塔进行精馏分离，由于苯并呋喃和乙酸甲酯不形成共沸物，经乙酸甲酯第二出料端分离得到乙酸甲酯单质，经苯并呋喃出料端分离得到苯并呋喃单质。 [0044] 在第一萃取塔的塔底得到含有乙醇、N,N‑二甲基甲酰胺和水的第一混液，第一混液经第一混液出料端送入第二精馏塔进行精馏，在第二精馏塔的塔顶得到合格的乙醇，经乙醇出料端分离得到纯度较高的乙醇，这样就实现对含有乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水的四元物系进行分离，得到含水量小于0.05wt%的苯并呋喃和乙酸甲酯，以作为有机合成原料，提高其利用价值；并在第二精馏塔的塔底得到含有N,N‑二甲基甲酰胺和水的第二混液。 [0045] 本申请是实施例的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置，以含有乙酸甲酯、乙醇的苯并呋喃水溶液为原料，以N,N‑二甲基甲酰胺、水位萃取溶剂，经过第一萃取塔的萃取和第一精馏塔的共沸精馏，得到含水量小于0.05wt%的苯并呋喃和乙酸甲酯；然后通过第二精馏塔的共沸精馏得到乙醇和回收溶剂，使得分离后的乙酸甲酯、乙醇和苯并呋喃作为有机合成原料，提高其利用价值。 [0046] 在本申请一实施例中，如图1所示，N,N‑二甲基甲酰胺进料端101位于水进料端102的上部，水进料端102设于原料液进料端100上部，以便萃取剂N,N‑二甲基甲酰胺和水在向第一萃取塔下部流动的过程中，在第一萃取塔的上部打破苯并呋喃‑水、乙酸甲酯‑水组成的共沸物，在第一萃取塔的下部打破苯并呋喃‑乙醇、乙酸甲酯‑乙醇组成的共沸物。对应的，乙酸甲酯第一出料端103设于N,N‑二甲基甲酰胺进料端101的上部，在第一萃取塔1的塔顶得到纯度很高的苯并呋喃和乙酸甲酯的混合物，经由乙酸甲酯第一出料端送入第一精馏塔进行精馏分离。 [0047] 在本申请一实施例中，作为一种优选方案，乙酸甲酯第一出料端103设于第一萃取塔1的顶部。 [0048] 当然，在本申请另一实施例中，水进料端102也可以设置成位于N,N‑二甲基甲酰胺进料端101的上部，N,N‑二甲基甲酰胺进料端101设于原料液进料端100的上部，以便萃取剂N,N‑二甲基甲酰胺和水在向第一萃取塔下部流动的过程中，在第一萃取塔的上部打破苯并呋喃‑水、乙酸甲酯‑水组成的共沸物，在第一萃取塔的下部打破苯并呋喃‑乙醇、乙酸甲酯‑乙醇组成的共沸物。对应的，乙酸甲酯第一出料端103设于水进料端102的上部，在第一萃取塔1的塔顶得到纯度很高的苯并呋喃和乙酸甲酯的混合物，经由乙酸甲酯第一出料端送入第一精馏塔进行精馏分离。 [0049] 在本申请一实施例中，第一混液出料端104设于原料液进料端100的下部，以便第一萃取塔的塔底得到含有乙醇、N,N‑二甲基甲酰胺和水的第一混液经第一混液出料端送入第二精馏塔进行精馏。 [0050] 在本申请一实施例中，作为一种优选方案，第一混液出料端104设于第一萃取塔1的底部。 [0051] 在本申请一实施例中，第一精馏塔进料端200设于第一精馏塔2的中下部，以便第一精馏塔2对进入其中的苯并呋喃和乙酸甲酯的混合物进行加热，使混合物分离为较轻的乙酸甲酯和较重的苯并呋喃，分别位于第一精馏塔的塔顶和塔底。 [0052] 在本申请一实施例中，乙酸甲酯第二出料端201设于第一精馏塔2的上部，以便将第一精馏塔分离的乙酸甲酯经乙酸甲酯第二出料端201进行收集，苯并呋喃出料端202设于第一精馏塔进料端200的下部，以便将第一精馏塔2分离的苯并呋喃经苯并呋喃出料端202进行收集。 [0053] 在本申请一实施例中，作为一种优选方案，乙酸甲酯第二出料端201设于第一精馏塔2的顶部。 [0054] 在本申请一实施例中，作为一种优选方案，苯并呋喃出料端202设于第一精馏塔进料端200的底部。 [0055] 在本申请一实施例中，第二精馏塔进料端300设于第二精馏塔3的中下部，以便第二精馏塔3将进入其中的含有乙醇、N,N‑二甲基甲酰胺和水的第一混液进行加热和精馏分离。 [0056] 在本申请一实施例中，乙醇出料端301设于第二精馏塔3的上部，以便将经第二精馏塔3分离的乙醇经乙醇出料端301进行收集利用。 [0057] 在本申请一实施例中，第二混液出料端302设于第二精馏塔进料端300的下部，以便将经第二精馏塔3分离的含有N,N‑二甲基甲酰胺和水的第二混液经第二混液出料端输入至后续的第三精馏塔4。 [0058] 在本申请一实施例中，乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元分离装置还包括： [0059] 第三精馏塔4，其包括第三精馏进料端400、水出料端401和N,N‑二甲基甲酰胺出料端402，第三精馏进料端400与第二混液出料端302连接。 [0060] 本申请实施例的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元分离装置，通过设置的第三精馏塔，对含有N,N‑二甲基甲酰胺和水的第二混液进行精馏分离，经水出料端分离得到水，经N,N‑二甲基甲酰胺出料端分离得到高纯度的N,N‑二甲基甲酰胺。 [0061] 在本申请一实施例中，第三精馏进料端400设于第三精馏塔4的中下部，以便对经第三精馏进料端400进入第三精馏塔4的第二混液进行加热，使其精馏后分离为水和N,N‑二甲基甲酰胺。 [0062] 在本申请一实施例中，水出料端401设于第三精馏进料端400的上部，并与水进料端102连接，以将水部分采出，部分循环至水进料端102继续作为萃取剂进行循环利用。 [0063] 在本申请一实施例中，N,N‑二甲基甲酰胺出料端402设于第三精馏进料端400的下部，并与N,N‑二甲基甲酰胺进料端101连接，N,N‑二甲基甲酰胺可经与N,N‑二甲基甲酰胺出料端402连接的N,N‑二甲基甲酰胺进料端101返回至第一萃取塔1继续作为萃取剂进行循环利用，实现环保要求，降低成本，提高萃取剂的收率。 [0064] 第二方面，本申请的实施例提供一种萃取精馏系统，包括上述的乙酸乙酯、乙醇、苯并呋喃、水四元物系分离装置。萃取精馏系统直接从煤化工废水中提取苯并呋喃、乙酸甲酯等有机化学原料，提高其利用价值。原料获取方便、价格低廉，可变废为宝，为精细化工企业提供重要的化工原料。萃取精馏系统中使用双萃取剂N,N‑二甲基甲酰胺和水，在第一萃取塔的不同位置分别加入不同的萃取剂，可以在第一萃取分离塔的不同区域打破相应的共沸组成物，以达到更好的分离效果，且双萃取剂可重复使用，在节约资源的同时降低生产成本，还能够减少环境污染。 [0065] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。 |
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