醋酸乙烯的生產裝置和工藝流程

醋酸乙烯的生產裝置和工藝流程摘要：簡述了醋酸乙烯的基本性質，并對醋酸乙烯的生產工藝、生產裝置、工藝流程作出了闡述。關鍵詞：生產裝置 工藝流程 發(fā)展情況 醋酸乙烯又名乙酸乙烯酯（VAc），該產品是無色可燃性液體，不溶于水，可溶于大多數有機溶劑；易燃，遇氯、溴、臭氧則迅速發(fā)生加成反應。從20世紀初被發(fā)現以來,經過近100 a的發(fā)展,醋酸乙烯通過生產聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、縮醛樹脂等一系列衍生物,在涂料、合成纖維、皮革加工、土壤改良等領域得到了越來越廣泛的應用,這些應用又進一步促進了醋酸乙烯生產技術的發(fā)展。1 醋酸乙烯的生產工藝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,在副產物中發(fā)現了含量為5%的VAc。這種方法用硫酸汞為催化劑，在3075的條件下,將過量的乙炔通入醋酸溶液中,生成的VAc由未反應的乙炔帶出，副產的二醋酸乙叉酯可進一步裂解制VAc。1.1.2 乙炔氣相法1921年,德國Consortium fr Electrochemische Industrie公司開發(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電石與水反應生成乙炔，然后乙炔和醋酸在一定條件下，通過醋酸鋅活性炭催化劑而生成醋酸乙烯。整個生產過程包括乙炔的生成和凈化，以及醋酸乙烯的合成和精制。我國有10 家生產廠采用此工藝路線生產醋酸乙烯。1.2 乙烯法1.2.1 乙烯液相法1960年,前蘇聯MoceeB等發(fā)表研究報告,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夜可制得VAc。但由于該法的催化劑中的氯離子對生產裝置有強烈的腐蝕性，現已被淘汰。1.2.2 乙烯氣相法自乙烯直接氧化合成VAc方法問世后, Bayer、Hoechst及USI等公司先后開展了相關的工業(yè)研究。1968年第一套乙烯氣相Bayer法裝置在日本投產,1972年乙烯氣相USI法裝置也開車成功。1998年BP Amoco公司開發(fā)出了流化床乙烯氣相法Leap工藝,并于2001年在英國Hull地區(qū)采用該工藝建設了一套250 kt/a的生產裝置。該裝置的投資費用比同等規(guī)模采用傳統(tǒng)工藝建設的裝置降低約30%。2 醋酸乙烯的生產裝置及工藝流程圖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)氣用壓縮機升壓至稍高于反應壓力，和新鮮乙烯充分混合后同進入乙酸蒸發(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，用過熱蒸汽加熱到稍高于反應溫度后進入氧氣混合器(2)，與氧氣急速均勻地混合，達到規(guī)定的含氧濃度，并嚴格防止局部氧氣過量，以防爆炸。從氧氣混合器導出的原料氣，在配管中途添加噴霧狀的碳酸鉀溶液后，進入列管式固定床反應器(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放出的反應熱被管間的熱水所吸收，并汽化而產生中壓蒸汽。反應產物含醋酸乙烯、CO2、水和其它副產物，以及未反應的乙烯、乙酸、氧和惰性氣體，從反應器底部導出。反應產物分步冷卻到40左右，進入吸收塔(5)，塔頂噴淋冷乙酸，把反應氣體中的醋酸乙烯加以捕集，從塔頂出來的未反應原料氣，大部分經壓縮機增壓后，重新參加反應，小部分去循環(huán)氣精制部分，脫除CO2進行凈化。反應生成的醋酸乙烯、水和未反應的乙酸一起作為反應液送至初餾塔(6)，分出乙酸循環(huán)使用；塔頂出來的蒸汽經冷凝后送脫氣槽(7)進行降壓，并脫除溶解在反應液中的乙烯等氣體。此氣體也循環(huán)使用，脫氣的反應液經汽提、脫水等處理后送去精餾提純。來自吸收塔的小部分循環(huán)氣，含CO2達1530，先進入水洗塔(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。經過吸收處理后的氣體，CO2含量降至4左右，經冷凝干燥除去水分后，再回循環(huán)壓縮機循環(huán)使用。反應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)進行脫水，然后進脫輕餾分塔(13)除去低沸物后，再進脫重餾分塔(14)，塔頂蒸氣經冷凝