醋酸乙烯培訓(xùn)

聚乙烯醇運(yùn)行部醋酸乙烯裝置工藝培訓(xùn)2016年3月14日目錄一、醋酸乙烯簡(jiǎn)介二、合成單元三、排氣回收單元四、精餾單元一、醋酸乙烯簡(jiǎn)介1醋酸乙烯生產(chǎn)過程醋酸乙烯生產(chǎn)目前國(guó)內(nèi)有兩條路線。以原料來源分：石油-乙烯路線，電石（天然氣）-乙炔路線。以反應(yīng)設(shè)備來分：有固定床（乙烯）法和流化床（乙炔）法。本公司45萬噸/年醋酸乙烯采用電石-乙炔氣相法，用固定床反應(yīng)器制取醋酸乙烯，合成設(shè)計(jì)九列，每列生產(chǎn)能力5.0噸/年醋酸乙烯。2本裝置醋酸乙烯工藝特點(diǎn)(1)固定床具有節(jié)能的顯著特點(diǎn)

固定床床層壓降小，對(duì)反應(yīng)器入口壓力的要求較低，入口壓力0.027MpaG就能滿足合成反應(yīng)的要求，而流化床入口壓力至少需要0.04MpaG才能滿足流態(tài)化操作的要求。(2)固定床工藝用催化劑活性高

采用了不同于流化床用的活性炭，加上特殊的配制方法，固定床用催化劑活性好，壽命長(zhǎng)。(3)催化劑時(shí)空收率高

固定床工藝的反應(yīng)原料摩爾比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于流化床工藝，床層內(nèi)乙炔分壓高，反應(yīng)速率快，因而單位體積的催化劑具有更高的時(shí)空收率。3醋酸乙烯裝置概況醋酸乙烯裝置由六個(gè)單元組成1、合成單元2、排氣回收單元3、精餾單元4、乙醛氧化單元（停用）5、焦油處理單元6、催化劑配制單元

4工藝原理乙炔是具有叁鍵的不飽和烴，化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，容易與帶活潑氫的化合物進(jìn)行加成反應(yīng)，使乙炔中的叁鍵變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的各種乙烯基（雙鍵）衍生物。醋酸就是具有活潑氫的化合物。由于共軛效應(yīng)的影響，醋酸羥基中的電子向羰基方向偏離，這樣羥基上的正電性增加，使–(O-H)鍵容易斷裂，產(chǎn)生H+離子。醋酸乙烯合成就是利用乙炔與帶有活潑氫的醋酸能夠進(jìn)行乙烯基化反應(yīng)這一原理實(shí)現(xiàn)的。項(xiàng)目單位指標(biāo)乙炔C2H2%(V)≥99.5P-C3H4%(V)≤0.05M-C3H4%(V)≤0.011，3-C4H6%(V)≤0.01C4H4%(V)≤0.04CO2%(V)≤0.10H2S%(V)≤0.0039PH3%(V)≤0.0037N2%(V)余量O2%(V)≤0.5項(xiàng)目單位指標(biāo)醋酸色度(鉑-鈷)號(hào)

≤20純度%(wt)≥99.5冰點(diǎn)℃≥15.6高錳酸鉀試驗(yàn)min.≥5甲酸%(wt)≤0.06乙醛%(wt)≤0.05鐵%(wt)≤0.00008重金屬(以Pb計(jì)算)%(wt)≤0.0002蒸發(fā)殘?jiān)?(wt)≤0.2水%(wt)≤0.30外觀

無色稠狀液體丙酸%(wt)≤0.075主反應(yīng)和副反應(yīng)乙炔氣相合成醋酸乙烯的主反應(yīng)式為：CH≡CH+CH3COOH→CH2=CH-OCOCH3(VAC)。由于原料中有水和其它雜質(zhì)的存在，還有下列副反應(yīng)可能同時(shí)發(fā)生，(1)生成乙醛(Ald)的副反應(yīng)CH≡CH+H2O→CH3CHO(Ald)CH2=CH-OCOCH3+H2O→CH3COOH+CH3CHO(Ald)CH3CH(OCOCH3)2(EDA)→(CH3CO)2O(醋酸酐)+CH3CHO(Ald)(2)生成丁烯醛(C-Ald)的副反應(yīng)2CH3CHO(Ald)→CH3CH=CHCHO(C-Ald)+H2OCH≡CH+CH3CHO(Ald)→CH3CH=CHCHO(C-Ald)(3)生成丙酮的副反應(yīng)2CH3COOH→CH3COCH3+CO2+H2OZn(OCOCH3)2→CH3COCH3+CO2+ZnO(4)生成雙醋酸亞乙酯(EDDA)的副反應(yīng)CH≡CH+2CH3COOH→CH3CH(OCOCH3)2(EDDA)(5)生成醋酸酐的副反應(yīng)2CH3COOH→(CH3CO)2O+H2OZn(CH3COO)2→(CH3CO)2O+ZnO二、合成單元醋酸乙烯的合成過程是個(gè)放熱反應(yīng)的過程，反應(yīng)產(chǎn)物中除了有原料帶進(jìn)來的未反應(yīng)雜質(zhì)外，還有很多副反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物，反應(yīng)氣體在高溫下離開反應(yīng)器床層。因此，合成單元的工藝過程還包括反應(yīng)氣體的吸收冷凝，原料的氣化和過熱，以及反應(yīng)熱的撤出和調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度等。

1乙炔洗滌新鮮乙炔與循環(huán)氣混合后經(jīng)過羅茨風(fēng)機(jī)升壓進(jìn)入洗滌塔，該塔的操作原理是，在低溫、壓力操作下(0.034MPaG)用飽和了乙炔的低溫吸收劑醋酸逆流吸收循環(huán)氣中的可凝組分醋酸乙烯和乙醛，操作要點(diǎn)是嚴(yán)格控制塔頂乙醛和醋酸乙烯的含量，此塔是合成單元最關(guān)鍵的分離設(shè)備。由于循環(huán)氣中有反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳和微量高級(jí)炔烴，以及原料帶進(jìn)來的惰性氣體存在，為避免在系統(tǒng)中循環(huán)累積，要連續(xù)排出一小股循環(huán)氣去排氣回收單元處理。2混合冷凝溫度175~205℃的合成氣離開反應(yīng)器床層，經(jīng)過氣氣換熱器一次換熱后溫度降至120℃左右進(jìn)入一級(jí)吸收塔，此塔微正壓操作，塔頂吸收劑為來自二級(jí)吸收塔的塔底液。一級(jí)吸收塔的原理是，冷熱介質(zhì)在塔內(nèi)逆流直接接觸換熱，同時(shí)進(jìn)行氣液傳質(zhì)分離，操作要點(diǎn)是絕大部分乙醛輕組分要從塔頂分離出來。離開一級(jí)吸收塔的循環(huán)氣溫度降至48℃左右進(jìn)入二級(jí)吸收塔，塔頂吸收劑為來自一級(jí)吸收塔的塔底液，此塔低溫、微正壓操作。二級(jí)吸收塔的操作要點(diǎn)是，塔頂氣控制乙醛含量≤0.3%。3合成反應(yīng)醋酸蒸汽與循環(huán)氣混合后進(jìn)入合成反應(yīng)器，氣體在約0.027MpaG的壓力下通過反應(yīng)器催化劑床層，在催化劑作用下于160~180℃條件下進(jìn)行氣固相反應(yīng)。反應(yīng)氣體中乙炔與醋酸的摩爾比為5.7(乙炔)：1(醋酸)左右。反應(yīng)過程中除了產(chǎn)物醋酸乙烯外，還有副反應(yīng)生成的產(chǎn)物乙醛、丁烯醛、丙酮、二氧化碳、高級(jí)炔烴、其它雜質(zhì)等。循環(huán)氣中乙醛、醋酸乙烯和水脫除不干凈，進(jìn)入反應(yīng)器會(huì)發(fā)生二次反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)條件惡化，丁烯醛及高沸物雜質(zhì)增加，這是合成反應(yīng)所不允許的。4排氣回收單元合成單元循環(huán)氣中有反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳和微量高級(jí)炔烴，以及原料帶進(jìn)來的惰性氣體。設(shè)置排氣回收單元的目的有叁個(gè)，一是盡最大可能脫除反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，二是回收氣體中夾帶的可凝組分乙醛、醋酸等，三是回收90%以上的乙炔氣，并以飽和了乙炔的醋酸貧液方式返回到合成單元混合冷凝系統(tǒng)。三、排氣回收單元1酸洗滌來自合成單元(九個(gè)系列)的小部分乙炔氣首先進(jìn)入第一洗滌塔(T055401)底部，在此塔下段與循環(huán)噴淋的醋酸進(jìn)行逆流接觸洗滌回收其中的醋酸乙烯，在上段用一級(jí)脫鹽水洗滌可能攜帶的少量醋酸后進(jìn)入第二洗滌塔(T055402)底部。上段用水洗滌捕集醋酸后的稀醋酸送往精餾單元。2堿洗滌乙炔氣離開第一洗滌塔后進(jìn)入第二洗滌塔(T055402)底部，在此塔內(nèi)與稀堿液逆流接觸以除去反應(yīng)產(chǎn)生的少量二氧化碳酸性氣體，然后進(jìn)入氣液分離器(S055402)，與來自界區(qū)外罐區(qū)粗醋酸乙烯貯槽的解吸乙炔氣匯合后，進(jìn)入排氣升壓泵(C055401/1,2,3)升壓，然后送入吸收塔(T055404)底部。3低溫加壓吸收吸收塔頂操作壓力約為0.16MPaG，乙炔氣在此塔內(nèi)與冷的醋酸逆流接觸，絕大部分乙炔氣被醋酸飽和吸收后以醋酸貧液的形式自塔底排出。吸收塔底飽和乙炔的醋酸貧液經(jīng)吸收塔底泵(P055403)升壓后進(jìn)入吸收塔底酸冷卻器(E055401)，在此經(jīng)過12℃低溫水冷卻至20℃后送往合成單元混合冷凝系統(tǒng)使用。4尾氣排放小部分未被吸收的乙炔尾氣從第三洗滌塔頂排入廢水塔(T055405)，經(jīng)水洗滌后直接排入大氣，當(dāng)這股乙炔氣乙炔含量偏高時(shí)可排往火炬系統(tǒng)燒掉。四、精餾單元精餾原理：精餾是典型的汽液傳質(zhì)、傳熱過程之一。它利用液體混合物中各組分的揮發(fā)度不同，在氣液兩相平衡時(shí)，氣液兩相中各組分的組成不同，即易揮發(fā)組分在氣相中的含量比在液相中的含量多，通過液相的多次部分蒸發(fā)和氣相的多次部份冷凝，可以把液體混合物中各組份分開。十、十一塔二塔乙炔醋酸醋酸乙烯乙醛丁烯醛丙酮水乙炔乙醛一塔七、八塔三塔四塔五塔醋酸乙烯水、乙醛、丙酮醋酸六塔水丁烯醛九塔主要回收粗醋酸乙烯中的溶解的乙炔。粗醋酸乙烯進(jìn)入脫氣塔T055301頂部，使乙炔、部分高級(jí)炔烴、CO2從塔頂排出，并帶了部分乙醛和醋酸乙烯，進(jìn)入第一洗滌塔T055310，該塔用冷卻后的醋酸噴淋和醋酸乙烯噴淋一起吸收脫氣塔排出乙炔氣中的乙醛和醋酸乙烯。第一洗滌頂排出乙炔氣中帶有少量醋酸，進(jìn)入第二洗滌塔T055311，用二級(jí)脫鹽水吸收醋酸，釜出至醋酸精制塔回收醋酸，塔頂排出乙炔氣經(jīng)第二洗滌塔氣液分離器除液滴后送合成。2.2.1脫氣系統(tǒng)脫氣后的粗醋酸乙烯進(jìn)到脫乙醛塔T055302，塔頂氣相經(jīng)脫乙醛塔分凝器部分冷凝，冷凝液進(jìn)入脫乙醛塔餾出槽與回收液槽送來的回收液混合，由脫乙醛塔餾出泵送出；分凝器未凝氣體進(jìn)入脫乙醛塔全凝器冷凝，冷凝液進(jìn)脫乙醛塔餾出冷卻器冷卻后進(jìn)萃取塔T055307，未凝氣放空。脫乙醛塔釜液經(jīng)泵，通過調(diào)節(jié)送出流量控制脫乙醛塔液位后送粗分塔加料。2.2.1脫乙醛系統(tǒng)脫乙醛塔釜液主要組分為醋酸和醋酸乙烯。由釜液泵送至粗分塔T055303進(jìn)行醋酸和醋酸乙烯分離。塔頂氣相進(jìn)入醋酸乙烯精制塔T055304繼續(xù)處理；粗分塔釜液給醋酸精制塔T055305加料。醋酸乙烯精制塔T055304塔頂氣相冷凝后進(jìn)精制塔餾出槽分層，下層液乙醛水送乙醛水槽，上層液由餾出泵送出，一部分回流，一部分可送聚合第三精餾塔或送回收液槽；醋酸乙烯精制塔T055304中部氣相采出精醋酸乙烯，冷凝后送中間罐區(qū)醋酸乙烯槽或粗醋酸乙烯槽；釜液含VAC約98%、阻聚劑和高沸物，按量送脫乙醛塔、粗分塔、VAC精制塔等作循環(huán)阻聚劑用。2.2.1醋酸乙烯精制系統(tǒng)粗分塔釜液及不合格的醋酸經(jīng)醋酸精制塔加料泵進(jìn)醋酸精制塔T055305，一殘?jiān)舭l(fā)器氣相給醋酸精制塔