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乙烯氧化法制醋酸的工艺流程(一)


实验室k / 2018-09-07

       ① 反应单元    工艺流程见图2-6。
       乙烯氧化法制乙醛,采用瓦克-赫希斯特一步法乙烯直接氧化生产乙醛工艺。乙烯和氧气分别由减压调节阀稳压到0.6MPa,乙烯从底部进入反应器(R11),氧气从反应器侧面进入。在反应器内充有2/3的含
氯化钯氯化铜盐酸的水溶液催化剂。两股气体在催化剂溶液中鼓泡反应生成乙醛。反应器内压力控制在0.3~0.37MPa,温度为125~135℃,并随装置负荷的不同而变化。反应混合物通过反应器上部的两根连通管进入除沫器(V12)。在除沫器里,气体从液体中分离出来,由除沫器顶部排出。排出气体(称为工艺气)组分为:水蒸气、乙醛、乙烯、氧气及少量的副产物和情性气体。

       为了补偿反应过程中蒸发掉的水分和副反应而消耗掉的氯离子,连续向除沫器内补加脱盐水和盐酸。
       为保持催化剂的活性稳定,从催化剂循环管连续采出少量催化剂到再生系统进行氧化再生,经氧化再生后的催化剂溶液再进入反应器循环使用。
       从除沫器(V12)顶部排出的气体进入两个串联的立式钛材冷凝器(E11),控制冷却温度,使冷凝液中的乙醛含量较低(500×10-6以下)。冷凝液收集在配有液位调节器的钛罐(V13)中,再经输送泵(P12)返回除沫器。第一冷凝器(E11)未冷凝气体进入两个串联冷凝器(E12)和(E13)进一步冷凝。冷凝液进入洗涤塔(T11)底部。第三冷凝器的未凝气体再从侧面进入洗涤塔(T11)。在洗涤塔(T11)上部用新鲜工艺水和来自废水循环泵的循环废水喷淋吸收乙醛。经洗涤后的气体(循环气)从洗涤塔顶排出,大部分经水环压缩机(P11)压缩后与原料乙烯混合后进入反应器(R11),一小部分送火矩(B11)烧掉。为防止在燃烧器燃烧时,产生大量黑烟,向燃烧器通入适量的消烟蒸汽。水环压缩机(P11)的工作液经分离器(V11)分离后由输送泵(P13)送到冷却器(E14)冷却,部分排到粗乙醛贮罐(V22,见图2-7b),另一部分与补充的新鮮脱盐水一起作为水环压缩机(P11)的工作液使用。洗涤塔(T11)釜液(粗醛)经板式冷却器(E15)冷却至40℃后进入粗乙醛贮罐(V22,见图2-7b)。

       ② 蒸馏单元    工艺流程见图2-7a和图2-7b。

       粗乙醛由输送泵(P22)、经螺旋式预热器(E21)与乙醛精馏塔(T22)塔釜排出的废水换热至95℃以上,进入脱轻组分塔(T21),从塔底通人直接蒸汽加热。塔顶压力为0.3MPa,温度为60℃;塔釜压力为0.32MPa,温度为106℃.从塔顶排出的氯甲烷、氯乙烷等低沸物及少量乙醛进入塔顶冷凝器(E22),冷凝液自塔顶回流,未凝气体去燃烧器燃烧。为增强吸收效果,在塔顶第一块筛板上加入新鲜脱盐水进行萃取蒸馏操作。
       脱去低沸物的粗乙醛,利用压差从脱轻组分塔(T21)塔釜经液位调节阀进入精馏塔(T22),塔釜用直接蒸汽加热。塔顶压力控制在0.12MPa,温度在43℃,塔釜温度在125℃。塔顶气体经冷凝器(E23A/B)冷凝,冷凝液(纯乙醛)进入回流罐(V21),用回流泵(P21)把一部分纯乙醛送到塔顶回流,另一部分经纯醛冷却器(E24)冷却到40℃后进入纯乙醛贮罐(V23A/B),如乙醛不合格,则进入不合格乙醛贮罐(V24)。冷凝器(E23A/B)排出的不凝气体(含乙醛)经压力调节阀后进入尾气吸收塔(T24),经塔脱醛后的尾气排到火炬(B11,见图2-6)燃烧掉。
       为保持精馏塔内中沸程化合物含量不变,以保证产品纯乙醛的质量,在乙醛精馏塔精馏段的第4(或6、8)块塔板连续采出巴豆醛馏分,经套管冷却器(E26)冷却后进入混合器(视镜),加入工艺水混合后一起流入小萃取塔(T23),同时加入工艺水萃取,这样可以分出两层不同的液相。上层液相(主要含巴豆醛)送至巴豆醛贮罐(V25),下层液相(主要是乙醛水溶液)送到粗乙醛贮罐(V22)。
       ③ 再生单元    工艺流程见图2-8。

       乙烯在氧化过程中,除生成乙醛外,还生成少量的不溶性固体副产物(Cu2C2O4及高分子聚合物),为使这些不溶性残渣保持在低含量内,从反应系统连续抽出一部分催化剂溶液送至催化剂再生系统,在高温高压下,副产物被氧化分解,回收钯和铜,恢复催化剂的活性,再生好的催化剂溶液返回反应系统循环使用。具体过程如下。
       从反应系统的催化剂循环管中抽出少量催化剂,首先在氧化管(R31)中加入空气和盐酸,然后进入旋风分离器(M31)进行气液分离,气体进入冷凝器(E31)冷凝。催化剂溶液用泵(P31)输送到再生器(R32),再通入中压蒸汽和氧气,温度170℃左右,压力1.1MPa左右,使固体副产物氧化分解。从再生器(R32)出来的气液混合物进入闪蒸器(R33)进行闪蒸分离,脱除催化剂中的二氧化碳、氧等气体进入冷凝器(E31)冷凝。再生好的催化剂溶液自闪蒸器底部返回反应系统(R11,见图2-6)循环使用。
       冷凝器(E31)的未凝气体进入尾气洗涤塔(T31),上部用脱盐水喷淋吸收尾气中的乙醛。冷凝器(E31)的凝液及尾气洗涤塔(T31)的洗涤液一并用泵(P32)输送到反应系统的泵(P12,见图2-6)进口。尾气洗涤塔(T31)的废气放空。
       用氮气把盐酸贮罐(V31)的盐酸,压入盐酸计量槽(V32),用泵(P33)输送至氧化管和反应系统(R11,见图2-6),盐酸贮罐(V31)及盐酸计量槽(V32)的尾气进入污水池。


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