醋酸乙烯的生產(chǎn)裝置和工藝流程

醋酸乙烯的生產(chǎn)裝置和工藝流程摘要：簡(jiǎn)述了醋酸乙烯的基本性質(zhì)，并對(duì)醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)裝置、工藝流程作出了闡述。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)裝置 工藝流程 發(fā)展情況 醋酸乙烯又名乙酸乙烯酯（VAc），該產(chǎn)品是無(wú)色可燃性液體，不溶于水，可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑；易燃，遇氯、溴、臭氧則迅速發(fā)生加成反應(yīng)。從20世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)以來(lái),經(jīng)過(guò)近100 a的發(fā)展,醋酸乙烯通過(guò)生產(chǎn)聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、縮醛樹(shù)脂等一系列衍生物,在涂料、合成纖維、皮革加工、土壤改良等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,這些應(yīng)用又進(jìn)一步促進(jìn)了醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。1 醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝1.1 乙炔法1.1.1 乙炔液相法醋酸乙烯VAc最早的生產(chǎn)方法乙炔液相法。1912年, F Klatte用汞鹽為催化劑,乙炔和醋酸液相合成二醋酸乙叉酯時(shí),在副產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了含量為5%的VAc。這種方法用硫酸汞為催化劑，在3075的條件下,將過(guò)量的乙炔通入醋酸溶液中,生成的VAc由未反應(yīng)的乙炔帶出，副產(chǎn)的二醋酸乙叉酯可進(jìn)一步裂解制VAc。1.1.2 乙炔氣相法1921年,德國(guó)Consortium fr Electrochemische Industrie公司開(kāi)發(fā)出了乙炔、醋酸氣相合成VAc的方法乙炔氣相法。1.1.3 電石乙炔法該方法通過(guò)電石與水反應(yīng)生成乙炔，然后乙炔和醋酸在一定條件下，通過(guò)醋酸鋅活性炭催化劑而生成醋酸乙烯。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程包括乙炔的生成和凈化，以及醋酸乙烯的合成和精制。我國(guó)有10 家生產(chǎn)廠采用此工藝路線生產(chǎn)醋酸乙烯。1.2 乙烯法1.2.1 乙烯液相法1960年,前蘇聯(lián)MoceeB等發(fā)表研究報(bào)告,聲稱用氯化鈀和乙酸鈉在冰醋酸溶液中,通入乙烯加壓密封靜置過(guò)夜可制得VAc。但由于該法的催化劑中的氯離子對(duì)生產(chǎn)裝置有強(qiáng)烈的腐蝕性，現(xiàn)已被淘汰。1.2.2 乙烯氣相法自乙烯直接氧化合成VAc方法問(wèn)世后, Bayer、Hoechst及USI等公司先后開(kāi)展了相關(guān)的工業(yè)研究。1968年第一套乙烯氣相Bayer法裝置在日本投產(chǎn),1972年乙烯氣相USI法裝置也開(kāi)車成功。1998年BP Amoco公司開(kāi)發(fā)出了流化床乙烯氣相法Leap工藝,并于2001年在英國(guó)Hull地區(qū)采用該工藝建設(shè)了一套250 kt/a的生產(chǎn)裝置。該裝置的投資費(fèi)用比同等規(guī)模采用傳統(tǒng)工藝建設(shè)的裝置降低約30%。2 醋酸乙烯的生產(chǎn)裝置及工藝流程圖2.1 工藝流程圖圖1 乙烯乙相氧化法生產(chǎn)醋酸乙烯酯的工藝流程1-乙酸蒸發(fā)器；2-氧氣混合器；3-反應(yīng)器；4-冷卻系統(tǒng)；5-吸收塔；6-初餾塔；7-脫氣槽；8-汽提塔；9-脫水塔；10-水洗塔；11-CO2吸收塔；12-解吸塔；13-脫輕餾塔；14-脫重餾塔2.2 工藝流程主要含乙烯的循環(huán)氣用壓縮機(jī)升壓至稍高于反應(yīng)壓力，和新鮮乙烯充分混合后同進(jìn)入乙酸蒸發(fā)器(1)的下部，與蒸發(fā)器上部流下的乙酸逆流接觸。已被乙酸蒸氣飽和的氣體從蒸發(fā)器的頂部出來(lái)，用過(guò)熱蒸汽加熱到稍高于反應(yīng)溫度后進(jìn)入氧氣混合器(2)，與氧氣急速均勻地混合，達(dá)到規(guī)定的含氧濃度，并嚴(yán)格防止局部氧氣過(guò)量，以防爆炸。從氧氣混合器導(dǎo)出的原料氣，在配管中途添加噴霧狀的碳酸鉀溶液后，進(jìn)入列管式固定床反應(yīng)器(3)。列管中裝填鈀-金催化劑，管間走中壓熱水，原料氣在給定的溫度、壓力條件下與催化劑接觸反應(yīng)放出的反應(yīng)熱被管間的熱水所吸收，并汽化而產(chǎn)生中壓蒸汽。反應(yīng)產(chǎn)物含醋酸乙烯、CO2、水和其它副產(chǎn)物，以及未反應(yīng)的乙烯、乙酸、氧和惰性氣體，從反應(yīng)器底部導(dǎo)出。反應(yīng)產(chǎn)物分步冷卻到40左右，進(jìn)入吸收塔(5)，塔頂噴淋冷乙酸，把反應(yīng)氣體中的醋酸乙烯加以捕集，從塔頂出來(lái)的未反應(yīng)原料氣，大部分經(jīng)壓縮機(jī)增壓后，重新參加反應(yīng)，小部分去循環(huán)氣精制部分，脫除CO2進(jìn)行凈化。反應(yīng)生成的醋酸乙烯、水和未反應(yīng)的乙酸一起作為反應(yīng)液送至初餾塔(6)，分出乙酸循環(huán)使用；塔頂出來(lái)的蒸汽經(jīng)冷凝后送脫氣槽(7)進(jìn)行降壓，并脫除溶解在反應(yīng)液中的乙烯等氣體。此氣體也循環(huán)使用，脫氣的反應(yīng)液經(jīng)汽提、脫水等處理后送去精餾提純。來(lái)自吸收塔的小部分循環(huán)氣，含CO2達(dá)1530，先進(jìn)入水洗塔(10)，在塔中部再用乙酸洗滌一次，除去其中少量的醋酸乙烯，塔頂噴淋少量的水，洗去氣體夾帶的乙酸，以免在CO2吸收塔中消耗過(guò)多的碳酸鉀。水洗后的循環(huán)氣一部分放空，以防止惰性氣體的積累，其余部分進(jìn)入CO2吸收塔，在0.60.8MPa，100120條件下與30的碳酸鉀溶液逆流接觸，以脫除氣體中的CO2。經(jīng)過(guò)吸收處理后的氣體，CO2含量降至4左右，經(jīng)冷凝干燥除去水分后，再回循環(huán)壓縮機(jī)循環(huán)使用。反應(yīng)液在脫氣槽中分為兩層，下層主要是水，送汽提塔(8)回收少量的醋酸乙烯，釜液作為廢水排出。上層液為含水的粗醋酸乙烯，送脫水塔(9)進(jìn)行脫水，然后進(jìn)脫輕餾分塔(13)除去低沸物后，再進(jìn)脫重餾分塔(14)，塔頂蒸氣經(jīng)冷凝