降低丙烯酸裝置甲苯單耗的研究及其應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯降低丙烯酸裝置甲苯單耗的研究及其應(yīng)用【摘要】本文對(duì)丙烯酸裝置的甲苯消耗原因進(jìn)行研究后，通過調(diào)整溫度、流量和定期清理管路等方法，有效減少了甲苯單耗，降低了丙烯酸產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】丙烯酸甲苯單耗降低

近年，丙烯酸裝置進(jìn)入建設(shè)高峰期，丙烯酸產(chǎn)品逐步呈現(xiàn)供大于求的趨勢，市場競爭激烈。降低丙烯酸產(chǎn)品生產(chǎn)成本，既可提高公司利潤，又可增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力。我們對(duì)丙烯酸裝置的甲苯使用流程進(jìn)行研究，通過對(duì)溫度、流量和操作等一系列的優(yōu)化調(diào)整，降低了甲苯單耗，應(yīng)用后取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1生產(chǎn)工藝簡述

丙烯酸裝置首先采用兩步氧化法，將原料丙烯在固定床反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)化為粗丙烯酸液；然后送入急冷塔中被急冷水吸收，急冷塔底得到的丙烯酸水溶液送入輕組分去除塔（C210）；C210采用共沸蒸餾原理（共沸劑為甲苯），將甲苯和水從塔頂餾出，經(jīng)回流罐（D211）分離后，甲苯作為回流液打回塔中，水作為急冷水送回急冷塔。同時(shí)，丙烯酸、重組分雜質(zhì)和其他共沸劑則從輕組分去除塔底分出，再經(jīng)過醋酸塔、提純塔進(jìn)一步精制后，最終產(chǎn)出高純度的丙烯酸產(chǎn)品。

2甲苯單耗的影響因素

甲苯單耗是甲苯耗量與丙烯酸產(chǎn)量的比值，在丙烯酸產(chǎn)量保持一定的情況下，降低甲苯單耗，即降低丙烯酸產(chǎn)品生產(chǎn)成本。甲苯作為丙烯酸裝置的共沸劑使用在輕組分去除塔系統(tǒng)，其耗量按下式計(jì)算：甲苯耗量=粗丙烯酸罐變化量×甲苯百分含量+甲苯罐變化量。

影響甲苯耗量的因素主要有以下幾項(xiàng)：

2.1分析準(zhǔn)確度

進(jìn)行甲苯耗量計(jì)算時(shí)，需先采樣分析粗丙烯酸罐物料的甲苯含量。雖然分析準(zhǔn)確度對(duì)耗量影響較大，但該組成分析采用色譜分析儀自動(dòng)進(jìn)行，設(shè)備準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性高、操作簡單，而且分析人員具有多年操作經(jīng)驗(yàn)，平行樣分析驗(yàn)證也表明分析偏差幾可忽略。

2.2儀表準(zhǔn)確度

涉及甲苯的儲(chǔ)罐、塔和回流罐的溫度、壓力、液位均采用先進(jìn)儀表遠(yuǎn)傳到DCS顯示，其異常變化和歷史趨勢一目了然。雖然液位準(zhǔn)確度對(duì)單次耗量計(jì)算影響較大，但進(jìn)行長周期多頻次核算時(shí)，其影響保持同一趨勢，往往可以相互抵消。

2.3甲苯回收管路的暢通性

由輕組分去除塔系統(tǒng)流程簡圖1可知，共沸的甲苯與水大部分在D211冷凝下來，但由于D211負(fù)壓操作，部分氣相的甲苯、水和丙烯酸被真空泵P216抽走，進(jìn)而在E214的冷凝下進(jìn)入D216，然后通過重力自流回D211，這樣就保證了甲苯的最小流失。但在實(shí)際操作中，我們發(fā)現(xiàn)E214下液管、D216出口自流管會(huì)因氣相丙烯酸相變聚合而堵塞，導(dǎo)致液態(tài)甲苯無法有效回收到D211，造成甲苯耗量增大。

圖1？輕組分去除塔系統(tǒng)流程圖

2.4操作參數(shù)

甲苯作為丙烯酸裝置的共沸劑，不參與反應(yīng)，其損失主要有兩方面。一是真空泵抽走的氣相甲苯損失，工藝設(shè)計(jì)上已經(jīng)增設(shè)E214、D216等設(shè)備盡量回收。二是C210底部物料攜帶走的甲苯損失，我們可以通過調(diào)整操作參數(shù)，使甲苯與水的共沸比處于最佳狀態(tài)，減少C210底部物料中甲苯量來達(dá)到降低甲苯消耗的目的。

3降低甲苯單耗的措施

通過對(duì)甲苯單耗影響因素的分析，我們決定采取措施，保證氣相甲苯回收和減少液相甲苯隨物料流失。3.1降低D211溫度

調(diào)低D211的溫度可有效降低氣相甲苯和丙烯酸的揮發(fā)量，減少E214的換熱負(fù)荷，減緩E214和D216出口管路中丙烯酸的積聚聚合速度。經(jīng)過操作試驗(yàn)，我們將D211溫度均值由28℃調(diào)整為26℃（受換熱器冷水負(fù)荷影響，溫度無法再降低）。

3.2定期清理管路

將易聚合管線增設(shè)法蘭接點(diǎn)，然后通過定期斷口清理管路聚合物的方法，避免因聚合物清理不及時(shí)堵塞管路，造成甲苯跑損。具體情況見圖2和圖3。3.3減少C210回流量

為了降低C210底部物料中的甲苯含量，尋找甲苯和水的最佳共沸比，我們減少了C210的回流量。因?yàn)榍懊嫖覀円呀?jīng)降低了回流溫度，所以此操作也滿足塔系統(tǒng)的熱量平衡要求。經(jīng)過實(shí)際摸索，回流量均值由72000kg/h調(diào)整至69500kg/h為佳，回流量再調(diào)低就會(huì)影響水的脫除效果，導(dǎo)致C210底粗丙烯酸物料的水含量超標(biāo)。

圖3？E214改進(jìn)前后圖

4實(shí)際效果及結(jié)論

采取上述改進(jìn)措施后，在丙烯酸產(chǎn)量保持不變的情況下，甲苯單耗由改進(jìn)前的6.65kg/t變?yōu)楦倪M(jìn)后的5.96kg/t。8萬噸/年丙烯酸裝置可少消耗甲苯55.2噸/年，按甲苯銷售價(jià)