聚乙烯醇工藝

聚乙烯醇工藝說明

目錄1.聚合回收設備1.1聚合工程概要工程說明1.2回下班程概要工程說明2.醇解設備用帶式醇解法的低氫氧化鈉醇解的概要低氫氧化鈉醇解的特點帶式醇解的概要2.2工程說明聚醋酸乙烯的醇解聚乙烯醇的輸送甲醇的堿性調(diào)整3.洗滌設備3.1概要3.2工程說明聚乙烯醇的洗滌甲醇的回收4.廢物及廢水的處置廢物的種類和處置廢水的種類和處置附卷：運轉(zhuǎn)標準條件工程說明書打算AP1.聚合回收設備1.1聚合工程概要把甲醇作為溶劑以溶液聚合方式使醋酸乙烯部份聚合（聚合率63%）。生成的聚醋酸乙烯以甲醇溶液形式送進醇解工程。此聚醋酸乙烯的甲醇溶液是適合于低氫氧化鈉醇解的低含水率的溶液（含水率0.1%）。未反映的醋酸乙烯從聚醋酸乙烯中吹出，使其形成適于再聚合的組成而回收。低沸點不純物及其殘渣，濃縮到適于后處置的濃度為止。1.1.2工程說明（1）醋酸乙烯的聚合把醋酸乙烯和甲醇通過第一預熱器（2-H-401）（只有運轉(zhuǎn)開始時才加熱）和第二預熱器加入第一聚合機。在第二預熱器（2-A-408）中加入醋酸乙烯及甲醇。與第一聚合機因聚合熱而蒸發(fā)出來的醋酸乙烯和甲醇進行熱互換而被預熱。這時溶液中存在的氧被排除，氧的除去對聚合反映的順利進行，對聚乙烯醇的質(zhì)量都有重要的保證。用偶氮二異丁晴的甲醇溶液為催化劑。在第一聚合機（2-A-401）的入口處把醋酸乙烯、甲醇裝入管道。進入醋酸乙烯是從醋酸乙烯工廠來的精醋酸乙烯。后述的聚合工程第一精餾塔（2-D-401）的鎦出液的一部份及從聚合工程第3精餾塔（2-D-403）回收的醋酸乙烯。聚合用的甲醇利用回下班程第3精餾塔（2-D-433）鎦出的甲醇。在聚合反映中的甲醇濃度，依據(jù)加入第一聚合機（2-A-401）的藥液的比率來決定。對聚合反映生成的聚醋酸乙烯的聚合度具有專門大的阻礙。進入第一聚合機（2-A-401）的溶液，在規(guī)定停留時刻使聚合率達到25?30%,后進入第二聚合機（2-A-402）。在第二聚合機聚合率可上升到63%。聚合反映是下式的放熱反映。發(fā)生的聚合熱主若是通過醋酸乙烯和甲醇的蒸發(fā)燒而除去，蒸發(fā)出來的醋酸乙烯和甲醇在第一、二逆流冷凝器（2-H-402.403）冷凝后返回聚合機。nCH=CH k（—CH2O—COCH 2O—COCH32（2）聚醋酸乙烯的分離把從第2聚合機（2-A-402）掏出來的聚合液加入第1精餾塔（2-D-401）,從塔底吹入甲醇蒸汽。未反映的醋酸乙烯作為甲醇的共沸溶液而鎦出從第1精餾塔（2-D-401）的塔底把聚醋酸乙烯的甲醇溶液掏出，以后用甲醇稀釋。把聚醋酸乙烯的濃度調(diào)劑至33%,而送入醇解工程。利用從回下班程第8精餾塔（2-D-438）來的含水率0.1%一下的甲醇，便取得低含水率的聚醋酸乙烯。（3） 醋酸乙烯的回收加醋酸乙烯于第1精餾塔（2-D-401）鎦出來的醋酸乙烯和甲醇的共沸液的一部份中調(diào)劑醋酸乙烯和甲醇的比率，加入第一聚合機（2-A-401）從頭利用。為了避免由于共沸液的從頭利用而在聚合系里（乙醛）的積存。而在第一精餾塔和從頭利用的共沸液中加防分解試劑。用剩下的共沸液的一部份來降低加入第一精餾塔（2-A-401）的聚合液的粘度，把另一部份加入第二精餾塔（2-A-402）。在第二精餾塔從頂部添加萃取水進行萃取蒸餾，把醋酸乙烯和甲醇分離開來。即從塔頂把醋酸乙烯和水的共沸液鎦出，從塔底掏出甲醇水溶液。那個甲醇水溶液送入后述的回下班程第三精餾塔（2-D-403）以收回甲醇。從塔頂流出的醋酸乙烯和水，經(jīng)第二分離器（2D-409）分離后基層水，作為萃取水的一部份加入塔上部回收。上層的醋酸乙烯加入第三精餾塔（2-D-403）.低沸點雜質(zhì)及溶解在醋酸乙烯中的水和醋酸乙烯的一部份一起從塔頂鎦出，從第三精餾塔的下部將蒸汽狀態(tài)的醋酸乙烯掏出，通過第三精餾器（2-D-404）冷凝后回收醋酸乙烯供聚合利用。（4） 雜質(zhì)的處置第3精餾塔（2-D-403）的鎦出溶液，在第3分離器（2-S-413）分離后的基層水作為第2精餾塔的萃取水的一部份進行回收。把含有醋酸乙烯和低沸點液的上層液加入第4精餾塔（2-D-404）把低沸點的物濃縮后使之鎦出。送入回下班程第11精餾塔（2D-441-1），使第4精餾塔塔底的醋酸乙烯回流到第3精餾塔（2-D-403）.把聚合工程第3精餾塔（2-D-403）的釜液的一部份抽進第3蒸發(fā)釜（2-H-416）把殘渣濃縮

后送入殘渣處置裝置進行燃燒。（5）聚合阻止劑的添加在第2精餾塔（2-D-402）以后的精餾塔中，添加聚合阻止劑以后避免在精餾塔內(nèi)的醋酸乙烯的聚合，聚合阻止劑的種類的選擇如下：第2精餾塔（2-D-402）氫醌（hGayoqoinone）第3精餾塔（2-D-403）對苯醌（P—benzoqlnone）第4精餾塔（2-D-404）對本醌（P—benzoqlnone）（6）聚合反映機理醋酸乙烯的聚合反映是游離基聚合反映，由下面3個大體反映組成的連鎖反映。1?開始反映1—2R R+K―MPn+N Pn+1—?Pn+S Pn+S（再開始S+M M）―Pn+PmPn+n或^m_Pm在此I:引發(fā)劑（聚合催化）R：引發(fā)劑游離基M:單體Pn:鏈長為n的聚合物S:連鎖移動劑（1）開始反映聚合催化劑（AIBN）分解后成為2個游離基，它是=使單體（VAC）的雙鏈活化后，成為單體的游離基（Mo）。2(CH3)2C—C=N+N2（CH3）C—N2(CH3)2C—C=N+N2(CH3(CH3)2C=CN(Eh3)2C=CN—CH2—CH（CH3）2C1=CN+CH2=CHo—coch3 o-—coch32）生長反映單體游離基（Mo）一個個的和醋酸乙烯反映，使鏈增加而成為今聚合基（Pno）

CH2CH+CH2=CH—_CH-OYOCH3O-COCH3CH—CHCH2CH+CH2=CH—_CH-OYOCH3O-COCH3CH—CH廠CHIIo-COCH3O—coch3（3）停止反映、連鎖移動反映在乙烯基化合物中，一樣說來游離基生長停止，是由于結(jié)尾的不配電子再結(jié)合或由于不對稱化帶來穩(wěn)固性而產(chǎn)生的再結(jié)合：ch2 ch+CH---CH2——?-CH.—CH—CH-CH2—AC O_AC O—AC O—AC不對稱化CH2——CH+CH---CH2 ?-CH.-CH2+CH+CH-ACO—ACO-AC O—AC在此AC:CO0CH3醋酸乙烯的連鎖反映時的特點是聚合游離基絕大部份由于連鎖移動反映被打破，因此對其彼此的穩(wěn)固作用阻礙不大。聚合基同共存于聚合反映體系中的溶劑。雜質(zhì)、醋酸乙烯、聚醋酸乙烯反映后而進行基團的移動，這是連鎖移動反映。在把甲醇作為溶劑的溶液聚合中溶劑濃度---上升。聚醋酸乙烯的聚合度便發(fā)生下降現(xiàn)象那個連鎖反映增強的結(jié)果。一方面向作為雜質(zhì)的巴豆醛等的連鎖移動時，不僅聚合度下降，而且顯現(xiàn)游離基消失的抑制作用，結(jié)果使聚合速度也下降。1.2回下班程概要作為回下班程的原液的醇解工段的廢液以醋酸甲醇。甲醇為要緊成份并含少量醋酸鈉和水，其中醋酸甲酯用離子互換樹脂（lonexchangsrasln）使其水解為醋酸和甲醇。醋酸作為回收醋酸向醋酸乙烯工廠輸送。甲醇和從聚合工程第2精餾塔（2-D-402）的塔底來的甲醇和回收原液中的甲醇一路回收而向聚合工程輸送。醋酸鈉因為量少與水一路廢除，把以乙醛為要緊成份的低沸點雜質(zhì)濃縮后燃燒。工程說明（1）醋酸甲酯和甲醇的分離及甲醇的回收將醇解工程的廢液及后述的洗滌工程的回收甲醇加入第一精餾塔（2-D-431）從塔頂把醋酸甲酯和甲醇的共沸液鎦出，向第5精餾塔（2-D-435）的上部供給，作為回流液用。從第1精餾塔底部，把含有少量的醋酸鈉和水的甲醇的要緊溶液掏出加入第8精餾塔（2-D-438）從第8精餾塔的塔頂掏出無水甲醇（含水分0.1%以下）。向聚合工程第1精餾塔（2-D-401）的底部吹入甲醇蒸汽，從第8精餾塔的底部出來的醋酸鈉和水，送入廢溫水槽（2-S-634）以回收熱量。（2）醋酸甲酯的精制和甲醇的回收把后述的低5精餾塔（2-D-435）塔頂出來的醋酸甲酯和甲醇以蒸汽狀態(tài)加入第2精餾塔（2-D-432），從第2精餾塔上部添加萃取水，萃取蒸餾分離醋酸甲酯和甲醇。即，從塔底掏出甲醇水溶液，從塔頂使醋酸甲酯和水的共沸液鎦出，塔底的甲醇水溶液和聚合工程第2精餾塔（（2-D-402）底部來的甲醇水溶液一樣也加入第3精餾塔（2-D-433）。從第3精餾塔塔頂掏出無水甲醇（含水分0.1%以下，將那個甲醇以蒸汽狀態(tài)向第一精餾塔再沸器（2-H-431）吹入，成為第一精餾塔（2-D-431）的樂熱源的同時在上述再沸器中自行冷凝。為此目的，在第3精餾塔（2-D-433）以約/cm2G壓力進行加壓蒸餾。塔底的加壓熱水，經(jīng)第8精餾塔（2-D-438）的底部，在此回收一部份熱以后和第8精餾塔釜液一路送入廢溫水槽（2-S-634）。從第2精餾塔（2-D-432）塔頂流出的醋酸甲酯（含水）加入水解塔（2-A-432）。但其中一部份以蒸汽狀態(tài)加入第4精餾塔（2-D-434）以除去乙醛。從第四精餾塔同與部份醋酸甲脂一路餾出的乙醛加入第9精硫塔（2-D-439-1）。從第9精餾塔塔頂流出被濃縮的乙醛后送入廢液殘渣處置裝置。第9精餾塔塔底的醋酸甲脂返回第4精餾塔的餾出液中。第四精硫塔德塔底液向第2精餾塔的上部作回流液。為了除去回收第2精餾塔（2-D-432）餾出液中積存的丙酮。把聚合工程第4精餾塔（2-D-404）餾出液和回收第2精餾塔的餾出液的一部份加入回收第11精餾塔（2-D-441-1）。從塔頂添加萃取水進行萃取蒸餾。（3）醋酸甲脂的水解以醋酸甲脂為要緊成份的第2精餾塔（2-D-432）餾出液與醋酸甲脂組成規(guī)定克

分子比的添加水一路加入分解塔。在分解塔里填充陽離子互換樹脂（cationexchanqeyesln）,把那個作催化劑。使醋酸甲脂水解生產(chǎn)醋酸和甲脂CH3CH3COO—CH3+H2O2CH3COOH+CH3OH合同工廠里，提高了分解水的克分子比，更提高了醋酸甲脂的分解率。分解水量增多，有利于分解率的提高。其反面是增加了由醋酸水溶液進行醋酸濃縮的負擔，但由于后述的醋酸濃縮作用是載水自去力大的共沸劑。因此減輕了由于增加水量而來的負擔。由分解塔出來的分解液，是未反映的醋酸甲脂和水和生產(chǎn)的醋酸和甲脂的混合液。將其加入第5精餾塔（2-D-435）。從地5精餾塔的塔頂掏出醋酸甲脂和甲醇。在蒸汽狀態(tài)下送入第2精餾塔（2-D-432）從第1精餾塔送來與第5精餾塔回流液合流的醋酸甲脂和甲醇也包括在其中加入第2精餾塔。從第5精餾塔的塔底掏出醋酸水溶液加入第6精餾塔（2-D-436）。4）醋酸的精制在第6精餾塔（2-D-436）里作為和水的共沸劑在塔上部把醋酸正丁酯以全回流使之循環(huán)進行共沸蒸餾。水合醋酸正丁酯一路從塔頂餾出。假設從第6精餾塔的塔底把濃縮的醋酸掏出。為了使醋酸的水分加倍降低。要將其第12精餾塔（2-D-442）,從第12精硫塔的塔底通過第12精硫器。掏出被精制的回收醋酸送向醋酸乙烯工程。從第12精餾塔塔頂餾出的醋酸和水。返回第6精餾塔下部，從第6精餾塔（2-D-436）塔頂餾出的水和醋酸正丁酯在第6分離器（2-S-439）進行分離。上層的醋酸正丁酯箱第6精餾塔塔頂全回流。第6分離器基層的水加入第7精餾塔（2-D-437）溶解的醋酸正丁酯和水的一部份一路從塔頂餾出。在第7分離器（2-S-437）分離后,把上層的醋酸正丁酯返回第6精硫塔（2-D-436）回流。第7分離器基層的水含有醋酸正丁酯分解而生成的正丁醇及其他水溶解性雜質(zhì)和少量的醋酸正丁酯。把此水加入第10精餾塔（2-D-440-1）使把低沸點物從塔頂餾出，送入廢液殘渣處置裝置。正丁醇和醋酸正丁酯、水一路從塔底掏出返回第6精餾塔回流。正丁醇于第6精餾塔內(nèi)和醋酸正丁酯成為平穩(wěn)狀態(tài)，在可不能積存到某種極限度以上，從第7精餾塔塔底來的廢水送入廢水中和裝置進行處置。2．醇介設備

2.1由帶式醇介方式的低氫氧化鈉的醇介概要。低NaOH醇介的特點聚醋酸乙烯一甲醇液的堿醇介反映。由以下三種反映組成:脂取代反映：(-CH2—CH-)n+nCH.OH ^CH.—CH-)'-n+nCH^COOCH^.TOC\o"1-5"\h\z■f 1\o"CurrentDocument":0COCH3 oh直接醇介反映：(-CH2—CH-)n+nNaOH—■(-CH?—CH-)n+口(Na-COOCHJI I 'OCOCHj OH副反映:CH3CH3COOCH3+NaOHCH3OH+NaCOOCH3在這些反映中要緊的反映是①和③，引發(fā)反映②的情形是極少的，專門是在水少的系統(tǒng)中反映②能夠為幾乎不產(chǎn)生。從而催化劑NaOH,由于產(chǎn)生副反映③而被消耗，可是反映③也是受水的阻礙。一樣是在水少的情形下是難于發(fā)生此反映的。因此，在含水率較低的系統(tǒng)里進行醇介反映，可是顯著降低NaOH的消耗定額。同時生成的副產(chǎn)物醋酸鈉，也顯著減少。因此，醋酸鈉和硫酸反映回收醋酸工程能夠省略。省略了從醋酸鈉回收醋酸能夠提高回下班程的效率的同時有利于同利用醋酸濃縮的水的共沸劑的選擇。帶式醇介的概要低NaOH醇介，因為反映速度慢，有必要弄成大型醇介機，由于采納帶式醇介機。能夠經(jīng)濟地實現(xiàn)大型化的目的。同時帶式醇介方式，由于有特殊的混合機粉碎機的配合，高濃度的聚醋酸乙烯的醇介就可能實現(xiàn)。由于帶式醇介方式生成的聚乙烯醇,性質(zhì)致密，粉末飛散是少的，同時混入醇介廢液的微粒子較少，因此生成的聚乙烯醇也較少。反之，由于聚乙烯醇的致密化，給聚乙烯醇的干燥和醋酸鈉的洗滌帶來困難,關于這一點在維尼綸的制造工程中將洗滌設備設計成適合于帶式醇介聚乙烯醇的方式。而且由于設置了甲醇回收裝置那個問題而得以解決。2．2工程說明聚醋酸乙烯的醇介（1）原料和催化劑的加入把聚醋酸乙烯的甲醇溶液和NaOH的甲醇容易按規(guī)定的克分子比（molratio）加入混合機（2-M-501）,聚醋酸乙烯一甲醇溶液是含聚醋酸乙烯33%，含水率0.1%的溶液，把此溶液在聚醋酸乙烯冷卻器（2-H-501）中調(diào)劑到規(guī)定溫度后裝入混合機,依據(jù)此溫度來決定醇介反映的溫度。NaOH溶液是把固體NaOH溶解在無水甲醇（含水率0.%以下）中的溶液。（2）聚醋酸乙烯的醇解聚醋酸乙烯溶液和NaOH溶液在混合機（2-M-501）中充分混合后，流到醇解機（2-M-502）的帶上，那個混合液帶輸送進程中由于PVA的慢慢析出而固化，在醇解機的出口PVA和母液成為一體，形成一種有彈性的厚的板狀物。這種板狀物的物理化學性，會阻礙以后的裝置的能力，它決定于反映溫度NaOH的克分子比，醇解機內(nèi)的停留時刻，對這些因素必需引發(fā)注意。（3）粉碎、壓榨醇解機（2-M-502）出來的板狀物PVA在第一粉碎機（2-M-503）里粉碎后進入第2粉碎機（2-M-504），在此被最后粉碎，從第2粉碎機的多孔板排出的濕潤狀態(tài)的PVA進入螺旋型壓榨機（2-M-505）。在壓榨機里用螺旋的回轉(zhuǎn)速度來調(diào)劑其壓榨程度，壓榨后的PVA加入干燥機（2-M-506）在壓榨機里從PVA中被分離出來的醇介廢液，流入廢液沉淀槽（2-A-503）.（4）PVA的干燥干燥機（2-M-506）是附有攪拌機的圓筒形干燥機，用蒸汽從夾套進行間接加熱，在干燥機PVA的同時使殘留醋酸根降低。干燥是在常壓或微減壓下在N循環(huán)中進行，蒸發(fā)出來的醋酸甲脂和甲醇導入第1冷卻器（2-A-501）和第2冷卻器（2-A-502）使其與冷卻了的冷凝液對流接觸而捕集。低含水系統(tǒng)的醇解所取得PVA,在干燥工程中有著色的性質(zhì)，那個著色可在干燥機中央部份周圍，把水以噴霧狀態(tài)淋加于PVA上面加以避免，這種添加水與大致相等的甲醇混合后添加進去，能夠避免PVA的結(jié)塊。而加水量也會阻礙殘余醋酸，因此水量的調(diào)劑很重要。(5)醇解廢液的回收在壓榨機(2-M-505)里從PVA中分離出來的液體，進入廢液沉淀槽(2-A-503),使混入的少量PVA粒子沉降分離。沉降了的PVA,從廢液沉淀槽底部掏出，返回壓榨機而回收。從廢液沉淀槽上部溢流出來的液體和從干燥機(2-M-506)蒸發(fā)并由第一、第2冷凝器捕集的液體，通過廢液過濾機，進一步除去了浮游的微量PVA,作為回下班程的廢液。在廢液過濾機(2-A-504)里所捕集的PVA在廢液殘渣處置裝置里燃燒。2.2.2PVA的輸送干燥PVA，從干燥機(2-M-506)出來后，被干燥機出口的運輸機(2-M-506-5)掏出，通過振動篩(2-M-507)后，用加料鼓風機(2-B-503)送入壓送式空氣輸送裝置的同意裝置(2-A-505-2)。再由壓送裝置(2-A-505-1)空氣輸送到維尼綸車間洗滌設備的PVA儲槽(2-S-701)。NaOH的甲醇液配制在苛性鈉的甲醇溶液配料槽里(2-A-481)加入規(guī)定量的無水甲醇(含水率0.1%以下)用攪拌機(2-A-481-2)攪拌的同時把甲醇通過堿性冷卻器(2-H-481)冷卻，同時把固體NaOH用苛性加料機(2-M-481-1)持續(xù)加入溶解。溶解的時候，由于產(chǎn)生大量的溶解熱，要專門注意冷卻狀態(tài)。而且，由于吸收CO2而生成的Na2CO3成為醇解工程的及事故產(chǎn)生的緣故，同時阻礙NaOH的消耗定額，因此溶解作業(yè)要在氮氣密封下進行。3．洗滌設備3.1概要干燥PVA含有醋酸鈉和甲醇，將此PVA進行水洗除去醋酸鈉到規(guī)定值(對PVA0.22%),將洗滌廢水經(jīng)蒸餾回收甲醇，回收的甲醇送入PVA工廠回下班程。對致密的PVA的洗滌，從粒子內(nèi)部萃取醋酸鈉是很重要的，為此在微溫水中充分的時刻浸泡使之潤，將萃取到表面來的醋酸鈉用新鮮水淋洗。由此，可取得低醋酸鈉的PVA。3.2工程說明PVA的洗滌從PVA的儲槽（2-S-701）以必然的速度掏出PVA用加料鼓風機（2-B-703）上吹，通過度解器（2-F-701）把微粉PVA分離后，加入傳送式的計量加料機（2-M-705）,由計量加料機計量PVA的進入量的同時，自動調(diào)劑裝入量至規(guī)定值。計量加料機（2-M-705）發(fā)生故障或檢修時有別的粉體流量計（2-M-706）來計量PVA。（2）PVA的洗滌由計量加料機計量后PVA進入到浸漬槽（2-A701）用攪拌機（2-A-701-2）使其和大量的微溫水混合，在懸濁狀態(tài)下加入到下面膨潤槽（2-A-702）。在膨潤槽內(nèi)充分時刻（約40分鐘）停留，膨潤了的PVA加入到網(wǎng)狀傳送式的洗滌機（2-M-707）里，用濃度較低的醋酸鈉水溶液淋洗。洗滌了的PVA進入漿料槽（2-A-703）和新鮮水混合進入脫水機（2-M-708）。從洗滌機的前半部份來的醋酸鈉和甲醇濃度較高的廢水的一部份進入沉降槽（2-H-704）使?jié)B進來的PVA粒子沉降分離后，上部澄清水進入甲醇回收裝置，使其回收經(jīng)調(diào)劑溫度后入浸漬槽循環(huán)再利用。（3）脫水從漿料槽（2-A-703）來的P