甲乙酮裝置的工藝技術(shù)特點(diǎn)及工業(yè)生產(chǎn)分析

劉林 楊明明 姚雙合 馬金虎

摘要：甲乙酮的英文縮寫是MEK，也稱甲基乙基酮或者丁酮。它具有溶解性能好，揮發(fā)速度快，低毒且穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種性能優(yōu)良的無色可燃透明液體，用途廣泛的有機(jī)溶劑和精細(xì)化工原料。甲乙酮主要用于涂料生產(chǎn)，還應(yīng)用在丙烯酸酯類溶劑、聚氨酯粘合劑、潤滑油脫蠟、油墨、涂料剝離劑、磁帶清洗等領(lǐng)域，也可在生產(chǎn)氧化甲乙酮、甲乙酮肟中作為制藥中間品使用。文章對甲乙酮裝置的工藝?? 技術(shù)特點(diǎn)及工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行了研究分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：甲乙酮裝置;工藝技術(shù)特點(diǎn);工業(yè)生產(chǎn)

1前言

甲乙酮（簡稱MEK）是一種性能優(yōu)良，用途廣泛的有機(jī)溶劑，具有優(yōu)異的溶解性和干燥特性，對各種天然樹脂（如松香、樟腦等）、纖維素酯類（如硝化纖維素、乙基纖維素、醋酸纖維素）、合成樹脂（如醇酸樹脂、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、香蘭酮-茚樹脂、對氯基苯磺酰胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氨酯樹脂）等具有良好的溶解性能，在涂料、膠帶、膠黏劑、合成革、油墨、磁帶、香料、催化劑、化工中間體、抗氧劑以及阻蝕劑等方面具有廣泛的應(yīng)用。

2裝置工藝技術(shù)特點(diǎn)

二套甲乙酮裝置的水合單元，采用了正丁烯直接水合法生成仲丁醇的工藝，以強(qiáng)酸性磺化陽離子樹脂為催化劑，正丁烯在質(zhì)子催化的作用下生成中間產(chǎn)品仲丁醇。該反應(yīng)在超臨界的三相條件下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為130～170℃，壓力5.9～6.1MPa。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單，三廢排放少，對設(shè)備腐蝕性小，中間產(chǎn)品仲丁醇選擇性高。其缺點(diǎn)是對原料正丁烯純度要求高，要求C4餾分中正丁烯含量≥93%，所以需要先進(jìn)行原料丁烯的提濃處理。甲乙酮合成與精制單元通過仲丁醇?xì)庀嗝摎浼夹g(shù)生產(chǎn)甲乙酮，采用氧化鋅和鋅銅合金為催化劑，在溫度195～275℃，壓力0.23～0.28MPa的條件下發(fā)生脫氫反應(yīng)生成甲乙酮，該反應(yīng)的優(yōu)勢明顯，其單程轉(zhuǎn)化率在65%以上，目的產(chǎn)品甲乙酮的選擇性也很高，通常都在95%以上。

3甲乙酮裝置工藝優(yōu)化

3.1丁烯提濃單元

通過近年來對提濃單元的萃取精餾塔生產(chǎn)狀況的分析，除去原料和人為操作因素，最主要的原因就是萃取精餾塔高過低（69.8m），導(dǎo)致填料高度不夠，該塔碳四處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，碳四分離效果不穩(wěn)定，導(dǎo)致塔頂正丁烯含量一直偏高。新裝置對萃取精餾塔改用板式塔，分為AB兩塔串聯(lián)操作，其中A塔高度65m，94層塔盤和頂部一段3.5m的CY規(guī)整填料;B塔高度66m，96層塔盤。塔盤采用的是由華東理工大學(xué)設(shè)計(jì)、蘇州偉業(yè)石化機(jī)械廠生產(chǎn)的導(dǎo)向浮閥塔盤，塔盤采用四溢流，板間距為450mm，極大的提高了萃取精餾塔的處理能力，而且導(dǎo)向浮閥塔對原料適應(yīng)范圍廣，操作彈性大，有利于生產(chǎn)平穩(wěn)和正丁烯收率的穩(wěn)定。原有裝置萃取劑再生，脫輕和脫重均是利用再生罐進(jìn)行，溶劑內(nèi)雜質(zhì)難以脫除徹底，導(dǎo)致溶劑再生頻繁，效果一直不理想。新建裝置再原有基礎(chǔ)上，增加了再生塔系統(tǒng)，混合罐和一臺冷卻器。溶劑需要再生時(shí)，將循環(huán)萃取劑引入再生塔，MEK輕組分從塔頂流出，部分打回塔頂作為回流液，其余被送往混合罐，塔釜液送往脫雜質(zhì)塔，采用真空內(nèi)加熱操作，塔頂SBA等雜質(zhì)冷卻后進(jìn)入回流罐，部分回流，部分外送罐區(qū)雜質(zhì)罐。塔釜液經(jīng)過冷卻后自流到混合罐，MEK、NFM在混合罐混合，用循環(huán)水將混合后物料進(jìn)行進(jìn)一步冷卻至80℃以下，作為再生后的萃取劑通過混合泵返回系統(tǒng)內(nèi)。

3.2仲丁醇合成與精制單元

反應(yīng)進(jìn)料泵如仍采用高速離心泵，則電機(jī)需要630kw電機(jī)，由于公司內(nèi)部蒸汽量有富余，對進(jìn)料泵選用蒸汽輪機(jī)，既滿足了生產(chǎn)需要，有合理利用蒸汽資源，節(jié)約大量電耗。脫丁烯塔頂空冷器，用蒸發(fā)式空冷器取代了傳統(tǒng)空冷器，表面蒸發(fā)空冷器是一種將水冷與空氣冷卻、傳質(zhì)傳熱過程融一體，高效冷凝冷卻設(shè)備。其傳熱過程一方面依靠水膜與空氣間的顯熱傳遞來進(jìn)行;另一方面利用管外水膜的迅速蒸發(fā)來強(qiáng)化管外傳熱。由于水的汽化潛熱很大，水膜的蒸發(fā)強(qiáng)化管外表面的傳熱，使設(shè)備總體傳熱效率較單純的空冷器或水冷器高許多，有效解決了脫丁烯塔夏季生產(chǎn)的瓶頸問題。

3.3甲乙酮合成與精制單元

本單元的仲丁醇閃蒸罐使用一段時(shí)間后，底部會有重質(zhì)物聚集，如未采取措施，會導(dǎo)致閃蒸罐能耗增大，嚴(yán)重時(shí)影響正常生產(chǎn)。在底部增加一路管線至精餾段重質(zhì)物塔，定時(shí)將頂部聚集的重質(zhì)物送至重質(zhì)物塔處理，避免重質(zhì)物的聚集。MEK干燥塔回流罐脫水，原有流程是直接排進(jìn)污水管網(wǎng)，但是排出的水中含10%甚至更高的有機(jī)物含量，主要是甲乙酮、仲丁醇以及微量的己烷，通過分析，增加一脫水罐，用泵將罐中物料送至仲丁醇精餾單元水儲罐作為共沸物塔的進(jìn)料，回收有機(jī)相，塔底水循環(huán)利用，多余的水通過管線送至污水處理場。使得高有機(jī)物含量污水不再直接排放，減輕污水處理的負(fù)荷，同時(shí)回收的甲乙酮等有機(jī)相還可以增加一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4氫氣壓縮與提純單元

原有裝置中氫壓機(jī)的各級氣液分離器中液相都集中排往裝置地下污水罐，與其他工段物料一起返回精餾單元進(jìn)行回收。通過分析可以看出本單元液相中含大量甲乙酮組分，回到精餾單元，則這部分甲乙酮無法回收，本次新建裝置中在本單元增加一個(gè)收集罐，統(tǒng)一送至甲乙酮單元原料罐，可以避免甲乙酮的損失。

3.5公用工程單元

原有裝置中冷媒單元的冷凍液僅在甲乙酮和氫氣壓縮提純單元使用，裝置內(nèi)的平衡系統(tǒng)冷卻器使用循環(huán)水冷卻，效果一般，導(dǎo)致不少有效組分進(jìn)入了平衡放空系統(tǒng)，新建裝置中，使用冷凍液取代循環(huán)水，提高了冷卻效果，大大降低了有效組分的損耗。新建的熱媒單元，考慮到原有以燃料油為燃料的熱媒爐能耗高，同時(shí)利用裝置內(nèi)平衡馳放氣，本次采用的是以平衡馳放氣和干氣為燃料的熱媒爐，合理利用了資源，降低了能耗，同時(shí)能向甲乙酮單元提供穩(wěn)定的熱源。

結(jié)束語

面對裝置產(chǎn)能無法發(fā)揮的現(xiàn)實(shí)情況，通過對石化公司煉油和化工的供料裝置流程進(jìn)行了全面摸底，了解上游裝置的運(yùn)行狀況和分析情況，利用碳平衡計(jì)算的手段，找到影響裝置產(chǎn)品產(chǎn)量的瓶頸問題。在各個(gè)技措、攻關(guān)項(xiàng)目立項(xiàng)后，積極協(xié)調(diào)其他部門，盡可能使項(xiàng)目如期達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，全程參與了整個(gè)項(xiàng)目過程，對項(xiàng)目進(jìn)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題積極協(xié)調(diào)解決。

參考文獻(xiàn)：

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