電石乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯過(guò)程中精餾殘?jiān)行С煞值幕厥张c廢氣綜合處理

文/張東華（安徽皖維高新材料股份有限公司）

聚乙烯醇是開(kāi)發(fā)潛力較大的基礎(chǔ)化工材料，因其具有良好的紡絲性、成膜性、黏結(jié)性，在化工、紡織、塑料、造紙、制革、黏合、建筑等領(lǐng)域具有廣泛用途。工業(yè)上，生產(chǎn)聚乙烯醇的主要原材料是醋酸乙烯，醋酸乙烯在催化劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚醋酸乙烯，聚醋酸乙烯通過(guò)醇解反應(yīng)生成聚乙烯醇及相關(guān)副產(chǎn)物。醋酸乙烯的工業(yè)制備主要有石油乙烯法、天然氣乙炔法、電石乙炔法，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的是電石乙炔法。電石乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯主要包括乙炔氣發(fā)生和凈化、醋酸乙烯的合成及精餾等工序[1]。由于主反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)還伴隨著許多副反應(yīng)，合成工段送來(lái)的反應(yīng)液，除醋酸乙烯外還有未反應(yīng)的醋酸及溶解的乙炔、乙醛、丁烯醛、醋酐等雜質(zhì)，必須在精餾工序中加以分離，使醋酸乙烯純度達(dá)到質(zhì)量要求。本文研究醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中精餾殘?jiān)行С煞值幕厥张c廢氣綜合處理方法，以實(shí)現(xiàn)醋酸的高效回收及尾氣環(huán)保排放。

一、研究現(xiàn)狀

精餾工序的主要作用是將醋酸乙烯合成反應(yīng)液中的醋酸乙烯分離出來(lái)，使其達(dá)到聚合工藝所規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)。研究表明，醋酸乙烯精餾殘?jiān)饕獊?lái)自生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的醋酸乙烯精制工段, 殘?jiān)械挠袡C(jī)物組分主要為醋酸及其他有機(jī)酸類(lèi), 其中醋酸的相對(duì)含量達(dá)到63.47%[2]。目前行業(yè)內(nèi)對(duì)精餾殘?jiān)闹饕幚矸绞绞菍⑵浣?jīng)簡(jiǎn)單蒸餾，送入堆池暫存后，交由有資質(zhì)的危廢處理單位進(jìn)行處理。但簡(jiǎn)單蒸餾最多只能回收殘?jiān)?0%的醋酸，其余醋酸在暫存及轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中不斷揮發(fā)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成一定的不良影響。同時(shí)，醋酸乙烯的合成階段，在乙炔氣洗滌塔內(nèi)通過(guò)次氯酸鈉溶液對(duì)乙炔氣的洗滌，乙炔氣中的硫化氫、磷化氫、砷化氫等雜質(zhì)被氧化生成硫酸、磷酸、砷酸等酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)以酸霧的形式夾帶于乙炔氣體中，加入氫氧化鈉堿溶液，與乙炔氣中所含酸性氣體發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，生成可溶性鹽?？扇苄喳}和未反應(yīng)的氫氧化鈉溶液一同排除，造成氫氧化鈉溶液的浪費(fèi)。以上兩種處理方法均不太符合現(xiàn)代綠色發(fā)展的需求。因此，對(duì)醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中精餾殘?jiān)行С煞值幕厥张c廢氣綜合處理的方法進(jìn)行研究，意義重大。

本文介紹的精餾殘?jiān)行С煞值幕厥张c廢氣綜合處理的裝置及方法，是利用減壓蒸餾的方法高效回收精餾殘?jiān)械挠行С煞执姿?，而且使生產(chǎn)聚乙烯醇合成階段產(chǎn)生的廢堿液得到高效利用，在降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)，也讓尾氣得以無(wú)污染綠色排放。本方法主要包括輕重組分分離、輕組分冷卻及廢氣堿洗和水洗等步驟。

二、精餾殘?jiān)写姿岬幕厥?/h2>

精餾殘?jiān)鼇?lái)自副產(chǎn)物以及未反應(yīng)的原料等，一般具有易燃性、腐蝕性和高毒性，如不能得到有效利用和處置，可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染[2]。為了解決精餾殘?jiān)杏行С煞执姿峄厥諉?wèn)題，通過(guò)設(shè)置包括殘?jiān)?、U 型管、冷凝器、真空機(jī)組、餾出槽、餾出液送出泵、殘?jiān)?、堿洗塔、堿液循環(huán)泵、引風(fēng)機(jī)、乙炔氣洗滌塔和堿液補(bǔ)加泵的裝置，按照輕重組分分離、輕組分冷卻、廢氣的堿洗和水洗等過(guò)程完成。圖1 為該裝置流程圖。

圖1 精餾殘?jiān)行С煞只厥张c廢氣綜合處理裝置簡(jiǎn)圖

將精餾殘?jiān)鼜臍堅(jiān)肟诩尤霘堅(jiān)拗校婵諜C(jī)組將殘?jiān)蕹闉樨?fù)壓，控制U 型管以及夾套溫度，使輕重組分分離，重組分包含焦油、阻聚劑對(duì)苯二酚和對(duì)苯醌等，夾帶少量醋酸，輕組分主要為醋酸和水。殘?jiān)迚毫τ烧婵諜C(jī)組控制為-45 kPa，殘?jiān)逌囟扔蒛型管以及夾套所通入蒸汽量控制，一般為110 ℃。輕組分進(jìn)入冷凝器，醋酸蒸汽被冷凝為醋酸液滴，經(jīng)冷凝器液相出口、冷凝液入口進(jìn)入餾出槽，由餾出液送出泵將液態(tài)醋酸送回收工段進(jìn)行循環(huán)利用；冷凝器通過(guò)循環(huán)水進(jìn)行冷卻，水溫在25 ℃左右；冷凝器氣相入口處輕組分溫度在110 ℃左右，冷凝器液相出口處冷凝液溫度在50 ℃左右。

三、廢氣綜合處理

電石生產(chǎn)乙炔過(guò)程中生成的乙炔氣，工業(yè)凈化多采用次氯酸鈉，通過(guò)氧化反應(yīng)進(jìn)行凈化[3]。中和反應(yīng)過(guò)程結(jié)束后，過(guò)量的氫氧化鈉與廢堿液通常被直接排入污水處理系統(tǒng)，造成了氫氧化鈉溶液的浪費(fèi)。精餾殘?jiān)?jīng)分離后的重組分進(jìn)入殘?jiān)?，渣漿中混有的醋酸氣體經(jīng)殘?jiān)匚矚馊胨谶M(jìn)入堿洗塔下部，與通過(guò)堿液入塔口所加的堿液相混合，發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)合成工段產(chǎn)生的廢堿液的循環(huán)利用，未反應(yīng)完的醋酸氣體再經(jīng)過(guò)堿洗塔上段無(wú)離子水冷卻后，由引風(fēng)機(jī)抽走。通過(guò)廢堿液對(duì)重組分中醋酸氣體處理后，渣漿廢氣中醋酸鈉含量降低到8%左右。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中精餾殘?jiān)煞值挠行Ю煤蛷U氣綜合處理，不僅實(shí)現(xiàn)了精餾殘?jiān)写姿岬幕厥眨瑫r(shí)也讓廢堿液得到有效利用，減少了污染物的排放，醋酸的回收率可以提高至88%，廢氣中醋酸含量降低至約8%。殘?jiān)舭l(fā)罐采用減壓蒸餾的方法可以節(jié)約蒸汽1 t/h。