醋酸裝置精餾系統(tǒng)工藝改造

包雷鳴

（中石油昆侖能源哈爾濱車用天然氣公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

本醋酸裝置采用西南化工研究院自主開發(fā)的甲醇低壓羰基化法制醋酸工藝，主要是以銠碘作為催化劑的核心體系，通過均相催化體系，把甲醇和CO合成為醋酸，其精餾工序采用加熱蒸餾、冷凝等工藝過程，把來自合成工序的HAC、H2O、Rh（CO）2I2和CH3I、HI的混合物料予以分離，得到成品醋酸，并把回收的催化劑及助催化劑送回合成工序循環(huán)使用。精餾工序主要設(shè)備為脫輕塔（T2301）、脫水塔（T2302）、成品塔（T2303）。進工序的氣相物料經(jīng)脫輕塔得到粗醋酸（85.17%），經(jīng)脫水塔脫水后形成干燥醋酸（99.69%），再經(jīng)成品塔進一步提煉以及脫除丙酸，得到合格的成品醋酸（99.946%）。

1 內(nèi)容

1.1 稀酸泵出口加裝至脫水塔回流罐回流線

（1）項目背景：稀酸泵出口壓力過高，正常運轉(zhuǎn)時震動很大，造成的不利因素主要有以下幾點：①造成機械密封損壞；②管線法蘭處被震開導致有介質(zhì)外漏造成環(huán)境污染；③稀酸泵頻繁跳車，引發(fā)醋酸裝置整體停車，造成經(jīng)濟損失。

（2）改造措施：如圖1，稀酸泵出口加裝至脫水塔回流罐回流線，通過此回流閥和原回流閥進行調(diào)節(jié)，能夠平穩(wěn)控制泵的出口壓力及流量。

輸送液體是泵和管路相互配合完成的。泵安裝在一定的管路系統(tǒng)中工作，包括閥門開度也一定時，就有一定的流量與壓頭。如圖2，流量與壓頭是離心泵特性曲線與管路特性曲線交點處的流量與壓頭。

圖2

泵在實際操作過程中，經(jīng)常需要調(diào)節(jié)流量。調(diào)節(jié)流量實質(zhì)上就是改變離心泵的特性曲線或管路特性曲線來改變泵的工作點。離心泵流量調(diào)節(jié)有兩種方法：在排出管線上裝調(diào)節(jié)閥，以改變管路特性曲線。

改變離心泵的轉(zhuǎn)速或改變?nèi)~輪外徑，以改變泵的特性曲線，可調(diào)節(jié)流量、改變泵的工作點。改變閥門開度調(diào)節(jié)流量，方法簡便，應用廣泛。而我們遇到當閥門開度全開仍壓力過大情況，所以為了變向增加閥門的開度，選擇增加回流線來改造工藝過程，從而使流量調(diào)節(jié)范圍變寬。

（3）實施前后效果對比及經(jīng)濟效益。實施前：稀酸泵出口壓力達到4.5MPa（正常壓力3.6MPa）；出口管線及出口回流線震動幅度過大；直接導致機封損壞，泄露嚴重，必須更換新機封；造成醋酸裝置停產(chǎn)，經(jīng)濟損失巨大。實施后：加裝回流后，稀酸泵出口壓力正?？刂圃?.6MPa完全滿足醋酸裝置生產(chǎn)要求；出口管線無震動現(xiàn)象，稀酸旁冷器正常工作；機泵運轉(zhuǎn)正常，無泄漏現(xiàn)象，只需正常維護即可；保證了稀醋酸的正常輸出，滿足正常生產(chǎn)及開停車的要求。

2 脫輕塔系統(tǒng)的改造

（1）項目背景：醋酸工藝所用的銠碘催化體系，甲醇轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品收率高，但也有其自身的缺點，所用催化劑體系中需要昂貴的銠催化劑，需要精心設(shè)計催化劑的循環(huán)及回收系統(tǒng)，在CO不足時易被氧化成沉淀，從系統(tǒng)中分離出去，造成催化劑損耗加大；反應體系中需要大量的水（水含量大于12%），會加大精餾工序分離產(chǎn)品的負擔，消耗大量的蒸汽能源；反應體系中，需要大量的碘化物，設(shè)備腐蝕嚴重，設(shè)備維護費用較高；系統(tǒng)中大量碘化物的存在，會增加系統(tǒng)的副反應，加大CO消耗，降低了CO轉(zhuǎn)化率，增加了生產(chǎn)成本；脫輕塔的精餾段塔板較少，沒有很好的回收催化劑和助催化劑；系統(tǒng)中大量的碘化物的存在，增加了精餾系統(tǒng)的處理負荷，必然消耗次磷酸和氫氧化鉀，增加了生產(chǎn)成本。

圖3

（2）改造措施：如圖3，在蒸發(fā)器和脫輕塔之間加裝一個過濾裝置，其內(nèi)部加裝一個尖頂狀的具有過濾催化劑顆粒且有一定目數(shù)的濾布，從P2302出口引來沖洗液進入濾布的正下部，以0.8～1m3/h強力多孔噴射到濾布，在濾布上形成一層液膜，可以充分吸收氣相中的催化劑顆粒，沖洗下來的催化劑顆粒隨液相流入蒸發(fā)器系統(tǒng)，這樣減少了脫輕塔系統(tǒng)分離催化劑的負荷，降低了催化劑的消耗。

3 閃蒸閥FV2214改進

（1）項目背景：閃蒸閥FV2214的作用是將系統(tǒng)的能量以閃蒸的形式釋放，其閃蒸的能量可以將部分醋酸氣化，同時會將催化劑由不穩(wěn)定的狀態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定的多碘羰基銠狀態(tài)，目前對于閃蒸閥選型研究較多，國內(nèi)部分醋酸裝置閃蒸閥為V型球閥，V型球閥對比角型球閥有以下好處：①由于沒有流道改變，采用V型球閥可以極大減少能量損失，降低了管道的震動頻率和強度，減少了工藝介質(zhì)經(jīng)過V型球閥汽化的概率，可以更好的通過在線測量儀表測量閃蒸量，實現(xiàn)合成工序的自動化操作，降低了操作人員的強度和難度，進而降低了裝置操作的不穩(wěn)定因素。②由于沒有流道改變，系統(tǒng)能量損失小，使不穩(wěn)定的催化劑得到了很好的保護，降低了催化劑的損耗，降低了生產(chǎn)成本。

4 在線分析系統(tǒng)改進

（1）項目背景：醋酸裝置現(xiàn)用的在線分析系統(tǒng)，其從取樣分析到輸出結(jié)果，用時需要半個小時，當反應系統(tǒng)穩(wěn)定時，此延時還可以允許；當系統(tǒng)波動時，其滯后的輸出結(jié)果，對于工藝操作調(diào)整來說已無任何指導意義。

（2）改造措施：對ABB在線分析系統(tǒng)進行升級，其最新產(chǎn)品為FTIR（傅立葉紅外在線分析儀），其特點具有實時在線監(jiān)控，反應時間短（一分鐘內(nèi)就能給出系統(tǒng)組分），優(yōu)于我們現(xiàn)用的在線分析裝置（其分析結(jié)果無法反映系統(tǒng)變化）。

5 結(jié)語

綜上所述，醋酸裝置自原始開工以來，操作人員在較短的時間內(nèi)掌握了裝置的操作要領(lǐng)，很好的駕馭了這套全新的裝置，并根據(jù)本裝置在本地區(qū)生產(chǎn)的具體情況，總結(jié)出了適合自身的一套工藝生產(chǎn)方案。醋酸裝置中催化劑消耗在生產(chǎn)成本中占有較大的比例，所以要結(jié)合生產(chǎn)的具體情況，將催化劑的消耗降到設(shè)計指標之下，將我們的生產(chǎn)成本進一步降低，才能提高經(jīng)濟效益，增加企業(yè)的生存能力。