聚乙烯醇生產(chǎn)回收系統(tǒng)的技術(shù)改造

陳喜成

（安徽皖維材料股份有限公司，安徽巢湖238000）

聚乙烯醇生產(chǎn)回收系統(tǒng)的技術(shù)改造

陳喜成

（安徽皖維材料股份有限公司，安徽巢湖238000）

利用鹽溶液對相對揮發(fā)度的影響，將四塔釜的醋酸鈉溶液作為萃取劑送往一塔，提高了一塔頂部醋酸甲酯的純度，降低了蒸汽消耗，減少了廢水排放。

鹽溶液；相對揮發(fā)度；醋酸鈉；醋酸甲酯；萃取劑

在聚乙烯醇（PVA）的生產(chǎn)過程中，回收工序是最后一個環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)任務(wù)是從醇解廢液中回收甲醇以及醋酸甲酯催化分解得到的醋酸。隨著聚乙烯醇產(chǎn)量的逐步提高，回收一塔的負(fù)荷越來越大，回流量越來越高，且一塔餾出液到二塔進(jìn)行萃取精餾，也消耗大量的工藝水和蒸汽。為了降低能量損耗，保證一塔頂部醋酸甲酯的純度，我們對一塔進(jìn)行了改造，既降低了能量損耗，還節(jié)約了大量的水資源，解決了廢水排放污染環(huán)境的問題。

1　改造前狀況及存在問題

1.1改造前的工藝流程

如圖1所示，一塔為粗分塔，它的加料來自醇解工段的母液，一般加料量為25m3/h，一塔頂部餾出的主要組分為醋酸甲酯和甲醇，其中醋酸甲酯約占75%，頂部餾出一部分回流到一塔，回流比約為3.5，一部分到二塔加料中間槽，給二塔加料，釜液直接送往四塔加料，其主要組分為甲醇、醋酸鈉和水。二塔萃取水量約是加料量中醋酸甲酯的2倍，約10m3/h，餾出至催化塔加料中間槽CC-503，釜液和一塔B釜液匯合送三塔分離提純，餾出物為純度高于99.5%的甲醇，送原料工段。

1.2改造前存在的問題

當(dāng)回收一塔的加料量為25m3/h時，為保證頂部醋酸甲酯的純度大于75%，回流比需達(dá)3.5，近21m3/h，耗蒸汽較大，且一塔餾出至二塔加料，需加入萃取水約10m3/h，最終送至三塔，三塔釜液溫度高達(dá)130℃，除10%熱水作熱源利用，其余全部排入地溝，造成蒸汽和水資源的大量浪費(fèi)，且給污水處理廠增加一定的負(fù)荷。

2　技術(shù)改造措施

2.1改造的理論依據(jù)

圖1　改造前的工藝流程示意圖

鹽類對揮發(fā)度有一定的影響。一般在鹽類的水溶液中，非電解質(zhì)的活度系數(shù)γs和鹽的濃度ci（克分子/L）存在著如下關(guān)系：

式中：γsO—純水中非電解質(zhì)的活度系數(shù)；ki—鹽類影響的常數(shù)。

其次，在醇—水體系中，表示鹽類影響的液體—蒸汽平衡的半經(jīng)驗公式是：

式中：ki—鹽類影響的常數(shù)；α—沒有鹽時的相對揮發(fā)度；αs—有鹽時的相對揮發(fā)度；xi—鹽在液體內(nèi)的濃度（克分子數(shù)）。

如果對聚醋酸乙烯的醇解廢液直接進(jìn)行塔板精餾，并將其結(jié)果利用上式處理，則在醋酸甲酯—甲醇水溶液中，隨醋酸鈉含量而變化的相對揮發(fā)度為：

式中：αs—在醋酸鈉存在時，醋酸甲酯對甲醇的相對揮發(fā)度；α—醋酸甲酯對甲醇的相對揮發(fā)度；xi—溶液中的醋酸鈉含量（克分子數(shù)）。

從這一公式可以看出，當(dāng)醋酸鈉添加到醋酸甲酯—甲醇體系時，隨其含量的增加，相對揮發(fā)度也增大，這個體系的分離也變得容易[1]。

2.2改造方案

原有工藝是一塔釜液到塔TQ504加料，塔TQ504餾出為大于99.5%的甲醇，送罐區(qū)。TQ504釜液為30%醋酸鈉水溶液，送CC-507中間槽，作為回收反應(yīng)加料或其它用途?，F(xiàn)將TQ504釜液送至CC-507靜置后，經(jīng)過濾器除去固含量，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)部分作為鹽溶液萃取劑，與一塔A回流液匯合，從一塔頂部加入。

主要改造措施有：

（1）CC-507出口再增加一臺過濾器，避免過多樹脂等固體物進(jìn)入一塔A，導(dǎo)致塔板堵塞。

（2）CC-507液至一塔A回流安裝流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)一套，控制鹽溶液的加入量。

（3）鹽溶液管線安裝冷凝器一臺，控制鹽溶液溫度。

2.3改造后的工藝流程（圖2）

圖2　改造后的工藝流程示意圖

3　技改后運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)效益

3.1運(yùn)行效果

改造完成后，通過近一個月的試運(yùn)行，一塔各項工藝指標(biāo)基本能達(dá)到預(yù)期效果，餾出液指標(biāo)基本能維持溫度，如表1所示。一塔餾出液與二塔餾出液相比較，甲醇含量稍高，對催化塔醋酸甲酯的分解沒有太大的影響。一塔釜出液醋酸甲酯含量均小于0.08%，與改造前相比，沒有變化，均能達(dá)標(biāo)。

表1　一塔A餾出液含量

3.2經(jīng)濟(jì)效益

此項改造所用設(shè)備為原擴(kuò)能改造換下來的舊設(shè)備，投資費(fèi)用很低，而循環(huán)水則利用我公司相對充裕的公用工程循環(huán)水，沒有增加公用工程費(fèi)用。

（1）節(jié)水效益。從以上數(shù)據(jù)看：每小時節(jié)約萃取水10t，一年以8000小時計，年節(jié)水10×8000=80000t。

（2）節(jié)約蒸汽效益。一塔回流液降至5m3/h，每小時節(jié)省蒸汽約1t，餾出液至二塔加料，每小時節(jié)省蒸汽0.8t，二塔每小時少加萃取水10t，最終到三塔釜，溫度高達(dá)130℃，每小時節(jié)省蒸汽1.8t，每小時共節(jié)約蒸汽3.6t，年節(jié)約蒸汽3.6×8000=28800t[2]。

[1]李升基，馮寶勝（譯）.維尼綸[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1985：6.

[2]崔鵬，魏鳳玉.化工原理[M].安徽：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2003：8.

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.025

TQ325.9

B

1008-553X（2016）04-0072-02

2016-02-21

陳喜成（1984-），男，畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)，助理工程師，從事聚乙烯醇的生產(chǎn)工作，18792193308，253954595@qq.com，chenxicheng775@163.com。