2022年醋酸工艺方案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一、醋酸工艺路线挑选1国外技术情形乙醛氧化法、 正目前国外醋酸工业生产技术主要有甲醇羰基合成法、丁烷/轻油氧化法,其中乙醛氧化法又分为乙烯氧化法,乙炔法和乙醇氧化法,而以乙烯液相氧化法为主；据统计,当前世界 60%以上的醋酸生产是甲醇羰基化法,乙醛氧化法25%,其余为丁烷氧化法；甲醇羰基合成法中主要生产工艺有 Mosanto/BP 和 Halcon/Eastman两种；Mosanto/BP 工艺特点在于原料消耗少,转化率高,产品质量高,能再生任何痕量的失活催化剂；Halcon/Eastman的工艺与 Mosanto/BP 基本相像,只是催化剂不

2、同, Halcon/Eastman采纳非珍贵金属催化剂即醋酸铑/甲基碘 /四苯基钨系催化剂,而 条件略有不同；Mosanto/BP 是用铑为催化剂,二种工艺近年来,国外各醋酸生产厂商纷纷推出新技术,以求降低生产成本,提高在市场上的竞争力；BP 公司采纳铱作催化剂 称 Cativatm 工艺,使其比原先的铑催化剂 活性好,价格廉价,从而可以降低 1030%的操作费用, 1995 年在美国德 克萨斯TexasSterling 化学公司首次工业化使用,经二次改造顺当将原 来 13 万吨/年产量提高到 46 万吨/年,后在英国 Hull BP 化学公司、南朝鲜 Ulsan、三星 BP 化学及 Kert

3、eh-Petrona 公司均使用了此催化剂系统；BP 公司仍开发了一种载体催化剂,第一将铑镍钴或铱化合物催化剂溶液 浸渍碳载体,然后,将浸渍后碳在 400下的氢气中复原生成活性催化剂,名师归纳总结 此催化剂在甲醇转化率98.4%时,醋酸的挑选性为58%；第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 美国 UOP 公司和日本千代田最近开发甲醇羰基化技术以甲醇和 CO为原料,以碘甲烷为助催化剂,铑催化剂络合在聚乙烯基吡啶树脂上,甲醇转化生成醋酸收率大于99%,反应器具有较低的碘化氢浓度,对环境腐蚀性小,产品纯度高,副产品少；Eastman Che

4、mical也发布采纳甲醇羰基化制醋酸的气相路线,此路线 采纳一种铱 /钌催化剂,活性碳为载体,其优点在于免去了从反应物中回 收高价值催化剂这一难度大且成本也较大的步骤,排除了一氧化碳传质 到液相反应所造成的速度限制；2 国内概况我国醋酸生产起步于1953 年,上海试剂一厂按乙醇 -乙醛-醋酸路线建成一套工业装置,目前国内醋酸生产技术路线包括甲醇羰基化法、乙烯 氧化法、粮食酒精为原料的乙醇乙醛醋酸法及国外早已剔除的乙炔-乙醛-醋酸法,其中甲醇羰基化法两套为引进BP 技术,一套是我国自己开发,乙烯/乙醛氧化法全部是引进国外技术,由于消耗乙烯资源,因此今后也 不再进展此法；乙醛氧化法是我国最早把握的

5、方法,虽然在技术上、节 能及三废处理上不断改良,但由于酒精耗用量大,而大量酒精是由粮食 发酵而来,因此原料来源和价格上均有风险,且成本高,今后也将逐步 萎缩；丁烷 /轻油法在国内没有厂家使用,乙炔法严峻的汞污染也将被淘 汰；我国西南化工讨论设计院在七十岁月便开头进行羰基合成醋酸的研 究开发工作,取得了大量的讨论成果,最终形成了具有我国自主学问产 权的专利国家学问产权局授权的“ 甲醇低压液相羰基合成醋酸反应方名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 法” ,其讨论成果通过了国家计委组织的鉴定；该专利以铑的羰基络合物 为催化活性

6、物质,采纳铑催化剂技术的反应工程与别离工程技术,通过 增加一个其次转化反应器,降低反应液中的水含量及协作其它反应工程 的方法来提高反应深度,同时使简单分解沉淀的铑催化剂转化为能承担 加热蒸发,蒸发时不分解、不沉淀的稳固的铑络合物；因此,该工艺可 采纳蒸发工艺,可较大地提高粗产品中的醋酸含量、削减蒸发器母液的 循环量和蒸馏工序的负荷；该工艺采纳甲醇吸取尾气中的碘化物和醋酸,甲醇吸取液可直接用作反应原料,可降低操作费用；3 工艺路线挑选目前工业化的 5 种醋酸合成工艺： 甲醇低压羰基合成法, 乙醇氧化法,正丁烷 /轻油氧化法,乙烯氧化法,乙炔法中,乙炔法由于严峻的汞污染 不宜采纳,乙醇氧化法成本高

7、也不宜采纳,乙烯法由于要消耗宝贵的乙烯资源,成本相对较高,也不考虑,正丁烷/轻油氧化法工艺流程长,腐蚀大,收率低,安全性差国内尚无应用,国外只有个别装置在运行,因 此本工程建议采纳甲醇羰基化合成工艺,考虑到技术的牢靠性和节约投 资,本项目拟采纳在国内技术领先的西南化工讨论院开发的羰基合成法 技术,该技术已被国内其它同类项目的建设所采纳；二、工艺流程说明1高压一氧化碳工序C1201和高压高压一氧化碳系统主要由隔膜式高压一氧化碳压缩机一氧化碳贮槽 V1201组成；在正常生产过程中,C1201 将来自 CO 总管名师归纳总结 的 CO 气加压送入 V1201 中,当压力到达并大于设定值时,C1201

8、 自动第 3 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 停止充气；当压力低于并小于设定值时, C1201 自动开启对 V1201 充压；2 合成工序来 自中间 罐区 甲醇 加料泵 P1703AB 的新奇 甲醇 、母 液循环 泵P1302AB 的母液、精馏工段返回的混合液、反应器顶部高压别离器S1302的冷凝液体与原料一氧化碳CO气进入反应器底部,在和188条件下合成醋酸；3 精馏工序3.1 预别离塔 T1400T1400 的气相进料是来自于闪蒸器S1301的气相和吸取系统再愤怒相,进料成分为醋酸、醋酸甲酯、碘甲烷、水、碘化氢、丙酸和不凝性 气体C

9、O、CO2、H2、N2、CH4,并夹带有少量的催化剂；液相进料来自 分 层 器 S1401的 稀 醋 酸 和 干 燥 塔 进 料 泵 P1403AB 的 醋 酸 ； 来 自P1403AB 的醋酸经过 S1301 返回 R1301,掌握 R1301 的液位 ；为了回收夹带的催化剂,在T1400 内设置了五块塔盘,其上部三块塔盘下面安装有三台除沫器；同时,在第四块塔盘建立了外循环物流 T1400 底部 P1400AB第四块塔盘 ,以加强洗涤作用；当水含量大于 5%时,HI 与醋酸、水形成高沸点共沸物,不简单挥 发；掌握进入第一块塔盘的稀酸量来掌握塔釜水含量大于 5%,确保液相 中的 HI 通过塔釜

10、排液送回 S1301；3.2 轻组分塔 T1401T1401 原料来自 T1400 塔顶气相物料；轻组分塔主要有以下几方面的作用：a 从塔顶脱除低沸点轻组分醋酸甲酯、水和助催化剂碘甲烷；碘甲烷是极易挥发的物质,它与醋酸甲酯、水和少量醋酸从塔顶馏出,进入轻组分塔初冷器E1402冷凝后,液相进入分层器S1401；碘甲烷部分溶于水,水和醋酸完全互溶,在肯定的条件下,碘甲烷、醋酸和 水分成两相；上层为轻相,主要含水和醋酸；下层为重相,主要含碘甲名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 烷和醋酸甲酯； 轻相经轻组分塔回流泵加压后分为三

11、部分,一部分回流,另一部去 T1400,剩余部分去 V1400；重相由重相泵 P1401AB送入 V1400；V1400 中的混合液经混合液泵 P1406AB加压后送回 R1301；b 脱除不凝性气体来自 T1400 的气相进料中的不溶性气体CO、CO2、H2、CH4、N2从 T1401 塔顶出来,经过 E1402 别离后进入 E1403 进一步深冷,冷凝其中的碘甲烷、醋酸等,冷凝液在S1402中别离后进入 S1401,S1402 的气相去低压吸取塔 T1502 回收其中的微量碘；c 获得粗醋酸从塔底获得的粗醋酸产品经干燥塔进料泵 T1402；3.3 干燥塔 T1402P1403AB 送入干燥

12、塔干燥塔 T1402的原料来自轻组分塔 T1401塔底釜液, 主要含有醋酸 和水,其次仍含有少量的碘甲烷和醋酸甲酯以及微量的丙酸和氢碘酸；因此,在干燥塔中既要脱除醋酸中的水,仍要进一步脱除微量的碘；a 脱除醋酸中的水份水和醋酸从塔顶馏出,经干燥塔冷凝器E1405冷凝后进入干燥塔回流罐V1401,冷凝液经干燥塔回流泵加压后,一部分回流,另一部分去V1400；干燥塔釜液的水含量掌握到 b 降低醋酸中 HI 的含量6001000ppm,不能小于 600ppm；HI 的挥发性与水浓度有关, 当水含量大于 5%时,HI 的挥发性很小,当水含量小于 5%,HI 简单挥发；由于干燥塔中水浓度分布很宽,HI

13、会在塔中积存； 为了脱除 HI,在塔的下部加入少量的甲醇, 把 HI 转化为易挥发的碘甲烷,从塔顶脱除；这种方法可以使塔釜醋酸中的碘含量降低到很低的水平；3.4成品塔 T1403HI,仍没有到达产从干燥塔 T1402釡液来的原料含有微量的丙酸和品质量的要求,需要进一步脱除HI 和别离丙酸；因此, T1403 的功能就名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 是别离醋酸中的丙酸和进一步降低成品醋酸中的碘含量,同时获得符合质量标准的醋酸产品；丙酸的沸点高于醋酸,属于重组分,可以从T1403 釜底排出；精馏方法已无法进一步脱除来自

14、干燥塔微量的碘,本工艺采纳化学方法进一步脱除碘；在塔的进料中加入KOH ,与醋酸反应生成醋酸钾,再进一步转化为 KI ,KI 不挥发,通过塔底釜液排出；塔顶物料中仍旧存在微量的低沸点物碘甲烷和醋酸甲酯,为了防止 低沸点物的集合,冷凝液除了大部份回流外,少量返回干燥塔 T1402的 进料；成品醋酸从塔上部第 4 块塔盘采出；当成品塔显现有单质碘时,可向成品塔进料管线上添加少量的次磷 酸；3.5 提馏塔 T1404提馏塔 T1404的功能是回收成品塔 T1403釜底排液中的醋酸；来自 T1403 釜底的原料 主要含有丙酸、 醋酸、碘化物和金属腐蚀物 经提馏塔进料泵 P1409AB送入 T1404

15、的顶部,在 T1404 中与上升的蒸汽逆流接触, 将醋酸气提出来并返回T1403；含有大部分丙酸、 部分醋酸和其它重组分的塔底排出物, 在废酸槽 V1406中暂存,然后用废酸泵 P1410送入中间罐区废酸贮存罐V1704,然后经燃烧或其它方式处理；在无水条件下, T1404 底醋酸可能脱水生成醋酐, 加剧设备腐蚀, 因 而在提馏塔再沸器中直接加少量软水,以抑制醋酐生成；4吸取工序S1302的气4.1高压吸取塔 T1501高压吸取塔 T1501的原料是来自反应系统高压别离器相；此气相由 T1501 底部进入,经吸取醋酸冷却器E1501冷却后的醋酸由 T1501 顶部进入,气液逆流接触吸取碘甲烷；

16、吸取碘甲烷后的醋酸 富液由塔底进入再生塔 T1503顶部,顶部气体通过掌握流量或压力后送火名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 炬燃烧,流量或压力是依据 4.2 低压吸取塔 T1502R1301气相 CO 的分压进行掌握；低压吸取塔 T1502的原料是来自 S1402的气相；此气相由 T1502 底部进入,经低压吸取醋酸冷却器 E1502冷却后的醋酸由 T1502 顶部进入,气液逆流接触吸取碘甲烷； 吸取碘甲烷后的醋酸 富液由塔底进入再生塔T1503顶部,顶部气体送火炬燃烧；低压吸取塔操作压力很低,需要在较低的温度下吸取

17、,否就将直接影响碘甲烷的吸取效率；4.3 再生塔 T1503再生塔 T1503将 T1501 和 T1502 釜采富液中的碘甲烷和部分水脱除；T1503 底部再生后的醋酸贫液经贫液冷却器E1503冷却后,经吸取醋酸进料泵 P1501AB加压后送 T1501和 T1502循环使用,顶部气相经冷却后,尾气去 T1401 气相进料口,液相碘甲烷去 V1400；吸取醋酸中的水含量对吸取成效影响很大,为保证碘甲烷的脱除效果,必需保证水含量小于1%；本工艺采纳干燥醋酸“ 置换” 的方法,来保证低的水含量； 来自成品塔回流泵 P1407AB的醋酸连续进入 T1503 塔 底管线上,同时在 P1501AB 出口管线上取出一股醋酸返回干燥塔的进料；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页