氯乙酸精餾操作中的異常處理

付少華，黃 燦，周耀華，張故軒

（1.中國平煤神馬集團(tuán)開封東大化工有限公司，河南 開封 475003；2.開封華瑞化工新材料股份有限公司，河南 開封 475000）

一氯乙酸是重要的有機(jī)含氯中間體，在農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、日化、表面活性劑、化學(xué)試劑以及造紙化學(xué)品、紡織助劑、橡膠助劑、香料香精等方面具有廣泛的應(yīng)用。

在以醋酐催化醋酸氯化制取一氯乙酸的生產(chǎn)工藝中，為保證氯氣反應(yīng)完全和減少副產(chǎn)物二氯乙酸的含量，醋酸在氯化反應(yīng)中是過量的，在氯化反應(yīng)結(jié)束后，需要對氯化液中一氯乙酸和醋酸進(jìn)行分離。精餾是分離液體均相混合物的典型單元操作之一，應(yīng)用廣泛，而醋酸和一氯乙酸的揮發(fā)性差異較大，精餾操作完全能夠?qū)崿F(xiàn)對醋酸和一氯乙酸的分離。

在精餾操作中，往往會出現(xiàn)壓力、溫度、物料波動、精餾效果不理想等方面的問題，因此需要對精餾操作的異?，F(xiàn)象進(jìn)行分析處理，以穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 精餾原理

把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化，同時又把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分的操作過程稱為精餾。

精餾操作原理：由于液體混合物中所含的組分的沸點(diǎn)不同，當(dāng)其在一定溫度下部分汽化時，因低沸點(diǎn)物易于氣化，故其在氣相中的濃度較液相高，而液相中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。當(dāng)對部分汽化所得蒸汽進(jìn)行部分冷凝時，因高沸點(diǎn)物易于冷凝，使冷凝液中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高，而冷凝氣中低沸點(diǎn)物的濃度比冷凝液中要高。這樣經(jīng)過一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通過各組分濃度的改變得到了初步分離。如果多次的這樣進(jìn)行下去，最終在液相中留下的基本是高沸點(diǎn)的組分，在氣相中留下的基本是低沸點(diǎn)的組分。由此可見，多次部分汽化和多次部分冷凝同時進(jìn)行，就可以將混合物分離為純或比較純的組分。通過整個精餾過程，最終由塔頂?shù)玫礁呒兌鹊囊讚]發(fā)組分，塔釜得到的基本上是難揮發(fā)的組分。

常壓下，一氯乙酸的沸點(diǎn)為189℃，醋酸沸點(diǎn)為118℃。因此，經(jīng)過精餾操作，可在精餾塔塔頂?shù)玫礁呒兌鹊拇姿?，塔底得到高純度的一氯乙酸，從而?shí)現(xiàn)一氯乙酸和醋酸的分離，分離出的醋酸又可返回繼續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng)。

2 精餾操作的建立

精餾塔一般控制參數(shù)有塔頂/底壓力、塔頂/釜溫度、回流量、進(jìn)料溫度、進(jìn)料組成、塔釜液位等?？刂扑鼈兊哪康氖鞘顾旔s分、塔釜?dú)堃悍瞎に囍笜?biāo)要求。精餾操作的控制方法及步驟為如下。

（1）塔壓力調(diào)節(jié)。控制并穩(wěn)定精餾塔壓力是精餾操作的基礎(chǔ)，為降低蒸汽消耗，節(jié)約能源，通常采用負(fù)壓精餾，因此在有穩(wěn)定的醋酸/一氯乙酸混合液進(jìn)料后，塔壓力決定了塔頂溫度和塔底溫度。塔壓力的波動會造成塔溫度的波動，進(jìn)而會造成壓力和溫度的相互波動，同時影響塔釜液位、再沸器蒸汽量、冷凝器循環(huán)冷卻水量等指標(biāo)波動，形成惡性循環(huán)，因此精餾操作中壓力的穩(wěn)定控制相當(dāng)重要；

（2）收集塔頂餾分并實(shí)現(xiàn)回流。隨著塔壓力的穩(wěn)定控制，溫度指標(biāo)逐漸上升，塔頂開始大量穩(wěn)定排出醋酸蒸汽并在冷凝器冷卻成液態(tài)醋酸，餾出液罐液位逐漸上升，當(dāng)餾出液罐液位達(dá)到35%時，啟動回流泵開始向塔頂回流，隨著塔負(fù)荷的提升，回流量逐漸提高，直至達(dá)到適宜回流比；

（3）塔頂產(chǎn)品采出?；亓髁繚M足要求后，塔頂溫度逐漸接近工藝規(guī)定值，塔頂餾分經(jīng)檢測合格后，采出塔頂餾分，穩(wěn)定餾出液罐液位至規(guī)定值；

（4）塔釜溫度調(diào)節(jié)。當(dāng)塔釜出現(xiàn)液面時，說明再沸器側(cè)已充滿液體，可以對再沸器服務(wù)側(cè)進(jìn)行蒸汽預(yù)熱，預(yù)熱完成后可根據(jù)塔負(fù)荷緩慢調(diào)節(jié)蒸汽流量，同時觀察塔釜溫度、塔壓力、塔釜液面、塔頂溫度、餾出液罐液面等參數(shù)的變化情況，避免出現(xiàn)大幅變化。塔釜溫度達(dá)到工藝指標(biāo)后根據(jù)塔釜液位采出塔底產(chǎn)品。

3 異常處理

（1）物料泄漏。由于一氯乙酸具有強(qiáng)腐蝕性，密封面或設(shè)備腐蝕都有可能造成泄漏，不但加劇腐蝕速度，而且會造成環(huán)保事故。所以，一旦巡回檢查時發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象，要及時檢查處理。如果發(fā)現(xiàn)密封面有輕微滲漏，可在系統(tǒng)降至常壓后做緊固處理或更換墊片；如果密封面漏的很大，應(yīng)當(dāng)緊急停車，隔斷泄漏點(diǎn)處物料流通，用蒸汽將酸性物料吹散和稀釋，注意要穿戴好防護(hù)用品并站在上風(fēng)向，最好2個人操作，一人處理，一人監(jiān)護(hù)；如果發(fā)現(xiàn)是設(shè)備或管道腐蝕泄漏，應(yīng)緊急停車，清空物料并置換干凈，更換備用設(shè)備或管道；

（2）換熱器漏。因操作不當(dāng)或是設(shè)備老化等原因，塔頂冷凝器和再沸器都會有泄漏的可能。因該精餾操作為負(fù)壓精餾，所以換熱器服務(wù)側(cè)的循環(huán)冷卻水或蒸汽會漏入塔內(nèi)，通過物料水分在線監(jiān)測和中控化驗(yàn)分析可發(fā)現(xiàn)工藝指標(biāo)異常。最簡單的處理方法方法就是停車檢修；

（3）儀表故障。精餾塔上溫度和壓力儀表因腐蝕或其他原因都會造成失靈，塔身因有多塊儀表監(jiān)控，所以一塊表壞了可根據(jù)其他相關(guān)儀表來監(jiān)控操；

（4）物料輸送泵故障。如果因?yàn)樘l，查明跳閘原因并人工復(fù)位啟動；如果是回流泵故障又不能短時間啟動時，應(yīng)特別注意塔壓力控制，并適當(dāng)減少再沸器加熱量，塔頂餾分一氯乙酸偏高對系統(tǒng)影響不是很大，但要密切監(jiān)視餾出液罐液位，液位過高時要及時排除部分餾出液以維持正常運(yùn)行。如果是釜液輸送泵故障，備用泵短時間又開不起來，液面太高影響加熱時，可從排空線排出部分釜液維持運(yùn)行。如果物料泵長時間不能啟動時，要減負(fù)荷甚至停車處理；

（5）蒸汽故障。加熱蒸汽掉壓甚至中斷時，會嚴(yán)重影響工藝指標(biāo)，因此出現(xiàn)短時蒸汽故障時，直接將釜液切入返工罐。如果長時間蒸汽故障，返工罐容量有限，則需要降負(fù)荷甚至停車處理；

（6）回流泵流量低。泵前過濾器堵塞、餾出液罐液面太低、泵出口閥門開度小、泵汽蝕等情況都可能造成泵流量低。要根據(jù)實(shí)際情況排查可能出現(xiàn)的原因并解決；

（7）塔內(nèi)構(gòu)件損壞。填料精餾塔易損壞的內(nèi)件是填料、填料支撐件、分布器等，損壞情況大多為松動、破碎、變形，嚴(yán)重時構(gòu)件掉下來，填料塌落等。出現(xiàn)這種損壞，可以從工藝上反映出來，如：負(fù)荷下降、塔頂或塔底餾出液不合格等。安裝質(zhì)量不好或者操作不當(dāng)都會造成損壞，一旦損壞，只能減負(fù)荷運(yùn)行或停車檢修。

4 結(jié)語

國內(nèi)外先進(jìn)的大型氯乙酸生產(chǎn)裝置基本上都要采用精餾操作來實(shí)現(xiàn)一氯乙酸和醋酸的分離，先進(jìn)的精餾技術(shù)和規(guī)范化的精餾操作規(guī)程是實(shí)現(xiàn)物料分離不可或缺的手段。