醋酸乙酯生產(chǎn)裝置尾氣放空水洗單元工藝改造

趙 杰

(安徽華誼化工有限公司, 安徽蕪湖 241000)

醋酸乙酯是一種重要的有機(jī)化工原料和工業(yè)溶劑，其用途廣泛、市場需求量較大。工業(yè)化生產(chǎn)工藝主要是將醋酸與乙醇作為原料、濃硫酸作為催化劑進(jìn)行生產(chǎn)制備。但是該工藝在生產(chǎn)過程中會(huì)有副反應(yīng)產(chǎn)生不凝氣，在工藝處理過程中副產(chǎn)品需要放空處理[1]。醋酸乙酯生產(chǎn)裝置尾氣處理存在偶爾排放不合格的現(xiàn)象。由于生產(chǎn)出的副產(chǎn)品和排放的少量乙酯使尾氣具有低毒、易揮發(fā)等特性，對環(huán)境造成污染，同時(shí)帶來安全隱患[2]；因此，需要對醋酸乙酯生產(chǎn)裝置尾氣放空水洗單元進(jìn)行升級改造。

1 改造方案

改造后醋酸乙酯生產(chǎn)裝置尾氣放空水洗單元結(jié)構(gòu)見圖1。

1—深冷器；2—?dú)庖悍蛛x器；3—冷水洗滌塔；4—添加劑洗滌塔；5—水洗塔；6—廢水罐；7—廢水外送泵；8—循環(huán)泵；9—水洗循環(huán)泵。

尾氣在進(jìn)入水洗塔之前增加1個(gè)深冷器對尾氣進(jìn)行深冷。深冷器為板式換熱器，冷卻介質(zhì)使用7～8 ℃的冷凍水作為冷源。醋酸乙酯精餾后的混合尾氣經(jīng)過深冷器深冷降溫,降溫后的尾氣進(jìn)入新增加的氣液分離器。氣液分離器能夠?qū)?jīng)過深冷器后氣態(tài)的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯冷凝成液態(tài)，然后與氮?dú)夥蛛x。氣液分離器液相通過液位計(jì)和調(diào)節(jié)閥設(shè)定串級投自動(dòng),間歇地將冷凝液體排放入廢液收集池。

經(jīng)氣液分離器分離的尾氣進(jìn)入新增加的冷水洗滌塔，冷水洗滌塔將尾氣中殘余的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯經(jīng)7～8 ℃冷卻水洗滌，冷卻水在洗滌塔內(nèi)經(jīng)過分布器與氣相均勻接觸換熱、降溫、洗滌、冷凝，通過冷卻水洗滌冷卻后的尾氣進(jìn)一步得到凈化。

經(jīng)過冷水洗滌塔洗滌冷卻后的尾氣進(jìn)入新增加的添加劑洗滌塔，在該塔內(nèi)加入適量的堿性添加劑，利用堿性添加劑對殘余尾氣中微量的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯水解后溶解在洗滌水中，其反應(yīng)方程式[3]為：

CH3CH2OH

(1)

乙酸乙酯在堿性情況下發(fā)生水解，水解生成的產(chǎn)物CH3COOH會(huì)與堿溶液發(fā)生反應(yīng)生成CH3COONa[4]溶解在洗滌水中。添加劑洗滌塔的底部溶液用添加劑洗滌循環(huán)泵打循環(huán)，循環(huán)洗滌尾氣，該洗滌液根據(jù)工況間歇排放至廢水罐。廢水罐收集需要外送的廢水。由于廢水中含有有機(jī)物，不能直接排放，所以通過廢水罐緩存處理以防止污染環(huán)境。

經(jīng)過添加劑洗滌塔洗滌后的尾氣進(jìn)入水洗塔，尾氣在水洗塔再次經(jīng)過冷卻水洗滌，洗滌后尾氣達(dá)標(biāo)后排放大氣。

醋酸乙酯尾氣通過管道依次進(jìn)入深冷器、氣液分離器、冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔、水洗塔上部排入大氣，氣液分離器底部通過管道連接廢液收集池，水洗塔底部通過水洗循環(huán)系統(tǒng)連接廢水池。

冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔底部均通過管道連接廢水罐。廢水罐將冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔中的含有微量醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯等混合液通過廢水外送泵連接廢水池，當(dāng)廢水罐內(nèi)的液位達(dá)到一定高度時(shí)，啟動(dòng)廢水外送泵將廢水送至廢水池。

添加劑洗滌塔底部物料通過管道連接循環(huán)泵輸入端，循環(huán)泵輸出端通過管道連接添加劑洗滌塔上部，為了便于控制，可在循環(huán)泵輸入端、輸出端的管道上均連接串級閥門。

水洗循環(huán)系統(tǒng)(包括輸入端)通過管道連接水洗塔的水洗循環(huán)泵，水洗循環(huán)泵輸出端分別通過管道連接廢水池、水洗塔上部打循環(huán)，水洗循環(huán)泵輸入端和輸出端的管道上均連接閥門。循環(huán)至一定程度后，開啟水洗循環(huán)泵與廢水池之間的閥門，關(guān)閉水洗循環(huán)泵與水洗塔上部之間管道上的閥門，使水洗塔水洗后產(chǎn)生的廢水排入廢水池中;當(dāng)需要繼續(xù)循環(huán)時(shí)，開啟水洗循環(huán)泵與水洗塔上部之間管道上的閥門，關(guān)閉水洗循環(huán)泵與廢水池之間的閥門，能夠使水洗塔中的廢水再次進(jìn)行循環(huán)。

2 改造過程中的風(fēng)險(xiǎn)識別

工藝變更前需要風(fēng)險(xiǎn)識別。醋酸乙酯改造雖然解決了安全環(huán)保排放的問題，但是工藝變更后也可能帶來新的安全問題。因此，在工藝改造前，按照化工變更管理要求，對工藝變更風(fēng)險(xiǎn)用HAZOP方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別。經(jīng)分析，初始風(fēng)險(xiǎn)為較大風(fēng)險(xiǎn)。通過增加保護(hù)層方法降低風(fēng)險(xiǎn)，殘余風(fēng)險(xiǎn)為低風(fēng)險(xiǎn)，為可接受風(fēng)險(xiǎn)。因此，該工藝改造安全可靠，可以實(shí)施。

3 結(jié)語

實(shí)踐證明，醋酸乙酯尾氣在經(jīng)過深冷器、冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔水解洗滌，最后經(jīng)過水洗塔洗滌后尾氣排放大氣，尾氣中的有機(jī)物被冷凝回收。最終排放的醋酸乙酯尾氣能滿足安全環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，減少了對環(huán)境的污染，杜絕了安全事故的發(fā)生。