醋酸乙烯培训

,聚乙烯醇运行部,醋酸乙烯装置,工艺培训,2016,年,3,月1,4,日,目 录,一、醋酸乙烯简介,二、合成单元,三、排气回收单元,四、精馏单元,一、醋酸乙烯简介,1,醋酸乙烯生产过程,醋酸乙烯生产目前国内有两条路线。,以原料来源分：石油,-,乙烯路线，电石（天然气）,-,乙炔路线。,以反应设备来分：有固定床（乙烯）法和流化床（乙炔）法。,本公司,45,万吨,/,年醋酸乙烯采用电石,-,乙炔气相法，用固定床反应器制取醋酸乙烯，合成设计九列，每列生产能力,5.0,吨,/,年醋酸乙烯。,2,本装置醋酸乙烯,工艺特点,(1),固定床具有节能的显著特点,固定床床层压降小，对反应器入口压力的要求较低，入口压力,0.027MpaG,就能满足合成反应的要求，而流化床入口压力至少需要,0.04MpaG,才能满足流态化操作的要求。,(2),固定床工艺用催化剂活性高,采用了不同于流化床用的活性炭，加上特殊的配制方法，固定床用催化剂活性好，寿命长。,(3),催化剂时空收率高,固定床工艺的反应原料摩尔比远远高于流化床工艺，床层内乙炔分压高，反应速率快，因而单位体积的催化剂具有更高的时空收率。,3,醋酸乙烯,装置概况,醋酸乙烯装置由六个单元组成,1,、合成单元,2,、排气回收单元,3,、精馏单元,4,、乙醛氧化单元（停用）,5,、焦油处理单元,6,、催化剂配制单元,4,工艺原理,乙炔,是具有叁键的不饱和烃，化学性质非常活泼，容易与带活泼氢的化合物进行加成反应，使乙炔中的叁键变为结构较为稳定的各种乙烯基（双键）衍生物。,醋酸,就是具有活泼氢的化合物。由于共轭效应的影响，醋酸羟基中的电子向羰基方向偏离，这样羟基上的正电性增加，使(O-H)键容易断裂，产生H+离子。,醋酸乙烯,合成就是利用乙炔与带有活泼氢的醋酸能够进行乙烯基化反应这一原理实现的。,项目,单位,指标,乙炔,C,2,H,2,%(V),99.5,P-C,3,H,4,%(V),0.05,M-C,3,H,4,%(V),0.01,1,，,3-C,4,H,6,%(V),0.01,C,4,H,4,%(V),0.04,CO,2,%(V),0.10,H,2,S,%(V),0.0039,PH,3,%(V),0.0037,N,2,%(V),余量,O,2,%(V),0.5,项目,单位,指标,醋酸,色度,(,铂,-,钴,),号,20,纯度,%(wt),99.5,冰点,15.6,高锰酸钾试验,min.,5,甲酸,%(wt),0.06,乙醛,%(wt),0.05,铁,%(wt),0.00008,重金属,(,以,Pb,计算,),%(wt),0.0002,蒸发残渣,%(wt),0.2,水,%(wt),0.30,外观,无色稠状液体,丙酸,%(wt),0.07,5,主反应和副反应,乙炔气相合成醋酸乙烯的主反应式为：,CHCH+CH,3,COOH CH,2,=CH-OCOCH,3,(VAC),。,由于原料中有水和其它杂质的存在，还有下列副反应可能同时发生，,(1),生成,乙醛,(Ald),的副反应,CHCH+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),的副反应,2CH3CHO(Ald)CH3CH=CHCHO(C-Ald)+H2O,CHCH+CH3CHO(Ald)CH3CH=CHCHO(C-Ald),(3),生成,丙酮,的副反应,2CH3COOH CH3COCH3+CO2+H2O,Zn(OCOCH3)2 CH3COCH3+CO2+ZnO,(4),生成,双醋酸亚乙酯,(EDDA),的副反应,CHCH+2CH3COOH CH3CH(OCOCH3)2(EDDA),(5),生成,醋酸酐,的副反应,2CH3COOH (CH3CO)2O+H2O,Zn(CH3COO)2 (CH3CO)2O+ZnO,二、合成单元,醋酸乙烯的合成过程是个放热反应的过程，反应产物中除了有原料带进来的未反应杂质外，还有很多副反应产生的产物，反应气体在高温下离开反应器床层。,因此，合成单元的工艺过程还包括反应气体的吸收冷凝，原料的气化和过热，以及反应热的撤出和调节反应温度等。,1,乙炔洗涤,新鲜乙炔与循环气混合后经过罗茨风机升压进入洗涤塔，该塔的操作原理是，在低温、压力操作下,(0.034MPaG),用饱和了乙炔的低温吸收剂醋酸逆流吸收循环气中的可凝组分醋酸乙烯和乙醛，操作要点是严格控制塔顶乙醛和醋酸乙烯的含量，此塔是合成单元最关键的分离设备。,由于循环气中有反应产生的二氧化碳和微量高级炔烃，以及原料带进来的惰性气体存在，为避免在系统中循环累积，要连续排出一小股循环气去排气回收单元处理。,2,混合冷凝,温度,175205,的合成气离开反应器床层，经过气气换热器一次换热后温度降至,120,左右进入一级吸收塔，此塔微正压操作，塔顶吸收剂为来自二级吸收塔的塔底液。一级吸收塔的原理是，冷热介质在塔内逆流直接接触换热，同时进行气液传质分离，操作要点是绝大部分乙醛轻组分要从塔顶分离出来。,离开一级吸收塔的循环气温度降至,48,左右进入二级吸收塔，塔顶吸收剂为来自一级吸收塔的塔底液，此塔低温、微正压操作。二级吸收塔的操作要点是，塔顶气控制乙醛含量,0.3%,。,3,合成反应,醋酸蒸汽与循环气混合后进入合成反应器，气体在约,0.027MpaG,的压力下通过反应器催化剂床层，在催化剂作用下于,160180,条件下进行气固相反应。,反应气体中乙炔与醋酸的摩尔比为,5.7(,乙炔,),：,1(,醋酸,),左右。,反应过程中除了产物醋酸乙烯外，还有副反应生成的产物乙醛、丁烯醛、丙酮、二氧化碳、高级炔烃、其它杂质等。循环气中乙醛、醋酸乙烯和水脱除不干净，进入反应器会发生二次反应导致反应条件恶化，丁烯醛及高沸物杂质增加，这是合成反应所不允许的,。,4,排气回收单元,合成单元循环气中有反应产生的二氧化碳和微量高级炔烃，以及原料带进来的惰性气体。设置排气回收单元的目的有叁个，一是尽最大可能脱除反应产生的二氧化碳气体，二是回收气体中夹带的可凝组分乙醛、醋酸等，三是回收,90%,以上的乙炔气，并以饱和了乙炔的醋酸贫液方式返回到合成单元混合冷凝系统。,三、排气回收单元,1,酸洗涤,来自合成单元,(,九个系列,),的小部分乙炔气首先进入第一洗涤塔,(T055401),底部，在此塔下段与循环喷淋的醋酸进行逆流接触洗涤回收其中的醋酸乙烯，在上段用一级脱盐水洗涤可能携带的少量醋酸后进入第二洗涤塔,(T055402),底部。,上段用水洗涤捕集醋酸后的稀醋酸送往,精馏单元。,2,碱洗涤,乙炔气离开第一洗涤塔后进入第二洗涤塔,(T055402),底部，在此塔内与稀碱液逆流接触以除去反应产生的少量二氧化碳酸性气体，然后进入气液分离器,(S055402),，与来自界区外罐区粗醋酸乙烯贮槽的解吸乙炔气汇合后，进入排气升压泵,(C055401/1,2,3),升压，然后送入吸收塔,(T055404),底部。,3,低温加压吸收,吸收塔顶操作压力约为,0.16MPaG,，乙炔气在此塔内与冷的醋酸逆流接触，绝大部分乙炔气被醋酸饱和吸收后以醋酸贫液的形式自塔底排出。,吸收塔底饱和乙炔的醋酸贫液经吸收塔底泵,(P055403),升压后进入吸收塔底酸冷却器,(E055401),，在此经过,12,低温水冷却至,20,后送往合成单元混合冷凝系统使用。,4,尾气排放,小部分未被吸收的乙炔尾气从第三洗涤塔顶排入废水塔,(T055405),，经水洗涤后直接排入大气，当这股乙炔气乙炔含量偏高时可排往火炬系统烧掉。,四、精馏单元,精馏原理：精馏是典型的汽液传质、传热过程之一。它利用液体混合物中各组分的挥发度不同，在气液两相平衡时，气液两相中各组分的组成不同，即易挥发组分在气相中的含量比在液相中的含量多，通过液相的多次部分蒸发和气相的多次部份冷凝，可以把液体混合物中各组份分开。,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。,粗醋酸乙烯进入脱气塔,T055301,顶部，使乙炔、部分高级炔烃、,CO,2,从塔顶排出，并带了部分乙醛和醋酸乙烯，进入第一洗涤塔,T055310,，该塔用冷却后的醋酸喷淋和醋酸乙烯喷淋一起吸收脱气塔排出乙炔气中的乙醛和醋酸乙烯。第一洗涤顶排出乙炔气中带有少量醋酸，进入第二洗涤塔,T055311,，用二级脱盐水吸收醋酸，釜出至醋酸精制塔回收醋酸，塔顶排出乙炔气经第二洗涤塔气液分离器除液滴后送合成。,2.2.1,脱气系统,脱气后的粗醋酸乙烯进到脱乙醛塔,T055302,，塔顶气相经脱乙醛塔分凝器部分冷凝，冷凝液进入脱乙醛塔馏出槽与回收液槽送来的回收液混合，由脱乙醛塔馏出泵送出；分凝器未凝气体进入脱乙醛塔全凝器冷凝，冷凝液进脱乙醛塔馏出冷却器冷却后进萃取塔,T055307,，未凝气放空。脱乙醛塔釜液经泵，通过调节送出流量控制脱乙醛塔液位后送粗分塔加料。,2.2.1,脱乙醛系统,脱乙醛塔釜液主要组分为醋酸和醋酸乙烯。由釜液泵送至粗分塔,T055303,进行醋酸和醋酸乙烯分离。塔顶气相进入醋酸乙烯精制塔,T055304,继续处理；粗分塔釜液给醋酸精制塔,T055305,加料。,醋酸乙烯精制塔,T055304,塔顶气相冷凝后进精制塔馏出槽分层，下层液乙醛水送乙醛水槽，上层液由馏出泵送出，一部分回流，一部分可送聚合第三精馏塔或送回收液槽；,醋酸乙烯精制塔,T055304,中部气相采出精醋酸乙烯，冷凝后送中间罐区醋酸乙烯槽或粗醋酸乙烯槽；釜液含,VAC,约,98%,、阻聚剂和高沸物，按量送脱乙醛塔、粗分塔、,VAC,精制塔等作循环阻聚剂用。,2.2.1,醋酸乙烯精制系统,粗分塔釜液及不合格的醋酸经醋酸精制塔加料泵进醋酸精制塔,T055305,，一残渣蒸发器气相给醋酸精制塔,T055305,加料。侧线液相采出醋酸，冷却后进中采槽，送出至罐场精醋酸槽。塔釜含,HAC,及少量高沸物、焦油等送醋酸残夜槽或给一残渣蒸发器加料。塔顶气相冷凝后进馏出液槽，部分回流，部分进入脱丁烯醛塔，除去丁烯醛。,2.2.1,醋酸精制系统,乙醛水槽向乙醛精制塔,T055308,加料，塔釜用直接蒸汽加热，塔顶馏出乙醛冷凝后进乙醛馏出槽，送出至罐场乙醛槽。塔中部气相采出,VAC,流入洗丙酮塔,T055312,进行萃取，上层油相进回收液槽，下层水相送至废水塔进行处理。,2.2.1,乙醛精制系统,