醋酸乙烯與聚乙烯醇生產(chǎn)工藝分析及綜合優(yōu)化

摘 要：化工行業(yè)是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的重要的基礎(chǔ)性行業(yè)，同時(shí)也是能源效益與污染排放大戶，每年各地因化工生產(chǎn)所導(dǎo)致的污染屢見(jiàn)報(bào)端，做好化工生產(chǎn)中的工藝及設(shè)備改進(jìn)，在降低化工生產(chǎn)所帶來(lái)的污染的同時(shí)減少能源與原料的消耗是現(xiàn)今乃至今后一段時(shí)間內(nèi)化工行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。醋酸乙烯、聚乙烯醇是化工生產(chǎn)中的重要的基礎(chǔ)性原料，同時(shí)也是能耗及污染排放大戶，通過(guò)將新型分離技術(shù)應(yīng)用于醋酸乙烯、聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝優(yōu)化中，在提升企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)減少了污染排放并降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，能夠有效的提升企業(yè)的生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：醋酸乙烯；聚乙烯；生產(chǎn)工藝；優(yōu)化；節(jié)能降耗

前言

醋酸乙烯、聚乙烯醇是化工生產(chǎn)中的重要原料，用量大且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要消耗大量的能源與原料，因此，做好對(duì)于醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，提質(zhì)增效是現(xiàn)今乃至今后一段時(shí)間醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，文章將在分析醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝的綜合優(yōu)化進(jìn)行分析闡述。

1 醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀

醋酸乙烯、聚乙烯醇應(yīng)用范圍廣、用量大，同時(shí)生產(chǎn)工藝也較為復(fù)雜?，F(xiàn)今在國(guó)內(nèi)所使用的醋酸乙烯、聚乙烯醇的生產(chǎn)方法中主要有：電石乙炔法、天然氣乙炔法和乙烯法等三種，其生產(chǎn)工藝大部分相同或是相近，不同之處是三者在乙炔的發(fā)生和凈化、合成反應(yīng)工藝上存在一定的區(qū)別。這些生產(chǎn)工藝最主要的特點(diǎn)是在醋酸乙烯、聚乙烯醇的生產(chǎn)過(guò)程中需要使用眾多的塔器，生產(chǎn)工藝繁雜，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程需要涉及到精餾、吸收、解吸、萃取等多種化工生產(chǎn)操作。在醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)過(guò)程中所使用的塔器中精餾塔占據(jù)了其中相當(dāng)一部分，因此，做好醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝中的精餾塔的流程安排和控制指標(biāo)的合理性?xún)?yōu)化對(duì)于減少醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)所需的物料和能源消耗有著極為重要的影響。在以往的醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化過(guò)程中，盡管取得了一定的成績(jī)但是與國(guó)外先進(jìn)水平仍存有一定的差距，做好新型分離技術(shù)與醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)相結(jié)合對(duì)醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行綜合優(yōu)化實(shí)現(xiàn)減耗增效是現(xiàn)今乃至今后一段時(shí)間醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化的重要方向。

2 醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)綜合優(yōu)化采取的措施

2.1 醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝綜合優(yōu)化指導(dǎo)思想

在對(duì)醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，需要綜合、系統(tǒng)的考慮醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)中的各工段之間的聯(lián)系對(duì)醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)所造成的影響，通過(guò)對(duì)醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)中的各蒸餾塔支架內(nèi)的熱聯(lián)合操作，并對(duì)其中的幾個(gè)塔的塔頂或是塔釜分離指標(biāo)進(jìn)行一定的調(diào)整，對(duì)整個(gè)醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)流程中容易忽視的“小塔”進(jìn)行生產(chǎn)流程與設(shè)備的改造，可以實(shí)現(xiàn)在降低醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)流程能耗、物耗的同時(shí)，有效避免物料在不同工段之間的交叉，并通過(guò)相應(yīng)的提純等措施使得各段之間的純度有所保證，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝的綜合優(yōu)化。

2.2 各醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工段的工藝優(yōu)化

2.2.1 合成工段氣體分離塔工藝優(yōu)化

醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)中從氣體分離塔中合成反應(yīng)器產(chǎn)生含有醋酸乙烯、乙炔、醋酸及少量的催化劑粉末的氣體，原有的氣體分離塔是由篩板、泡罩所組成的混合塔，整個(gè)氣體分離塔分為三段，各段之間通過(guò)升氣管實(shí)現(xiàn)氣體的移動(dòng)，所產(chǎn)生的液體都留在各段之中。氣體在分離塔中的一段主要被冷卻和使用循環(huán)液清洗到氣體中所含有的固體粉末，這些雜質(zhì)的堆積容易造成氣體分離塔的堵塞，氣體分離塔的第二段主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)于氣體中所含有的大部分醋酸乙烯、聚乙烯醇等進(jìn)行冷卻，最后一段則是需要對(duì)氣體中所殘留的醋酸乙烯、聚乙烯醇等進(jìn)行冷卻。在生產(chǎn)工藝的改進(jìn)中可以采用GTST低壓降塔板來(lái)控制氣體分離塔中的塔壓，提高工段的合成效率。同時(shí)采用GTST塔板還能夠使得循環(huán)乙炔的純度得以提高。

2.2.2 吸收塔、水洗塔以及解吸塔的工藝優(yōu)化

吸收塔中的吸收液為反應(yīng)溶液，其主要實(shí)現(xiàn)的是對(duì)于氣體中的乙炔、乙醚等氣體的吸收，并將氣體中所含有的惰性氣體排出，整個(gè)吸收過(guò)程中會(huì)放出較大的熱量，因此，需要在吸收塔中加裝夾套冷卻。夾套冷卻冷卻效果有限，隨著生產(chǎn)規(guī)模及吸收塔直徑的變大，需要采用更為有效的冷卻方式，解吸塔主要實(shí)現(xiàn)的對(duì)吸收液中所吸收的乙炔等通過(guò)加熱改變吸收液中的吸收率，從而從吸收液中解吸出來(lái)，在這一過(guò)程中解吸塔的負(fù)荷較大，需要采用更為新型高效的填塔料。解吸出來(lái)的乙炔氣體被導(dǎo)入到水洗塔中用以去除其中所含有的乙醛雜質(zhì)氣體，整個(gè)水洗塔被分為上下兩段，下段主要是為了增加與氣體的接觸面積，而上部則采用的是新鮮水。水洗塔的下部采用的是新型填充料，上部則使用的是CTST塔板，用以應(yīng)對(duì)水洗塔上部新鮮水洗段液體流量小、填料潤(rùn)濕效果差、吸收效率低等缺點(diǎn)。

2.2.3 做好對(duì)于乙炔的提純

作為醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)所需要的原料，控制好乙炔的純度對(duì)于提升產(chǎn)品的質(zhì)量和降低生產(chǎn)所需的原料消耗有著十分重要的意義。因此，應(yīng)當(dāng)做好對(duì)于乙炔的提純、干燥。

2.3 醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)精餾工段優(yōu)化

粗分脫醛塔主要是為了去除合成反應(yīng)液中乙醛等輕組分，為提高醋酸乙烯、聚乙烯醇的生產(chǎn)效率，該塔流程應(yīng)當(dāng)配合塔設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改造，降低塔頂餾出液中的VAC和釜中乙醛的含量，原料預(yù)熱使用余熱進(jìn)行，減少浪費(fèi)。

醋酸乙烯精制塔加料是為了聚合工段中未聚合的醋酸乙烯，將工段中的乙醛、醋酸甲酯等吸收回回收工段，盡量減少生產(chǎn)中的VAC的含量。在醋酸精制環(huán)節(jié)中所采取的綜合優(yōu)化措施有：殘?jiān)舭l(fā)器中的醋酸氣相進(jìn)入到蒸餾五塔中，增加丁烯醛塔、醋酸回收塔的綜合作業(yè)效果，使得生產(chǎn)出的丁烯醛濃度能夠達(dá)到80%以上，將丁烯醛中的醋酸濃度控制在0.1%以?xún)?nèi)，并做好對(duì)于廢水的處理，將廢水中的丁烯醛濃度控制在0.1%以?xún)?nèi)，同時(shí)還需要控制醋酸回收塔釜的稀醋酸，提高回收醋酸的質(zhì)量，從而有效的提高生產(chǎn)效率。

2.4 聚合工段

對(duì)于醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)中的聚合一塔在改造時(shí)應(yīng)當(dāng)注意在塔頂部按裝3-5層的CTST塔板，增加該塔的操作彈性，避免PVAC向聚合二塔滲入，并采取一定的措施控制塔釜中甲醇的吹入量。對(duì)于聚合二塔塔板的效率及彈性要求較高并做好對(duì)于塔頂萃取水的回收利用，減少能耗的同時(shí)促進(jìn)了水資源的合理利用。

在醇解階段應(yīng)當(dāng)注意做好對(duì)于一、二甲醇冷凝器的合理設(shè)計(jì)，增加尾氣回收裝置，提高利用率，減少生產(chǎn)物資的消耗。

2.5 醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)回收工藝優(yōu)化

回收工段最主要的是要做好對(duì)于醇解廢液中的甲醇、醋酸甲酯等的回收利用，應(yīng)當(dāng)注意做好回收工段中各生產(chǎn)流程的合理安排與產(chǎn)品指標(biāo)的合理確定。同時(shí)減少醋酸甲酯的水解將能有效的壓縮回收工段的塔器數(shù)量和能耗。

3 結(jié)束語(yǔ)

醋酸乙烯、聚乙烯醇是化工生產(chǎn)中的重要方向，根據(jù)醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)中VAC、PVA的生產(chǎn)中物料處理的特點(diǎn)和工藝流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)醋酸乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)工藝的綜合優(yōu)化，在降低能耗、污染排放以及物料消耗的同時(shí)，提高醋酸乙烯、聚乙烯醇的產(chǎn)出質(zhì)量。

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