CN106084099A - 一种有效降低聚合精馏能耗和提高操作稳定性的系统 - Google Patents

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Abstract

一种有效降低聚合精馏能耗和提高操作稳定性的系统，属于化工领域。该系统装置主要设备包括：该系统包括聚合一塔馏出中间槽、聚合二塔加料泵、回用液储槽、密度计、回用液泵、柠檬酸储槽、聚合一塔加料泵、聚合二塔、聚合二塔加料预热泵，各设备相互连接送料。本发明可直接将部分甲醇溶剂和聚合未反应的部分VAC单体，进行回用，继续生产PVAC。减少了部分甲醇溶剂和聚合未反应的部分VAC单体的分离提纯，大幅度降低了聚合精馏系统和回收三塔的能耗。增加了聚合在不同负荷和生产不同型号的聚乙烯醇的操作弹性和稳定性。

Description

一种有效降低聚合精馏能耗和提高操作稳定性的系统
技术领域
本发明属于化工领域，特别涉及一种有效降低聚合精馏能耗和提高操作稳定性的系统。
背景技术
聚乙烯醇是一种十分独特的水溶性高分子聚合物，它具有许多优异的基本性质，这使它在实际生活中具有十分宽广的用途，聚乙烯醇具有较好的溶解性和粘度。它的水溶液透明，粘合力好。它不但能够溶于水，而且还能溶于含有羟基的极性溶液(甘油、乙二醇、醋酸、乙醛等)。聚乙烯醇与淀粉、塑胶、合成树脂、纤维素的衍生物及各类表面活性剂均能相互混溶并且有较好的稳定性。同时聚乙烯醇可以看作是一种带有仲羟基的线性高分子聚合物，分子中的仲羟基具有较高的活性，能够进行低级醇类的典型化学反应，如酯化、醚化、缩醛化等，还可与许多无机化合物、有机化合物反应。这使聚乙烯醇能够广泛地用于造纸加工、粘合剂、涂料行业。利用聚乙烯醇的水溶性和缩醛化反应所生成的热塑性高分子化合物，具有良好的防水防腐性和耐久性，涂层遇水不膨胀，不脆化，是价格低廉、施工方便的建筑涂料，已经在建筑行业得到广泛地使用。由于聚乙烯醇分子间的高粘着性，因此它具有良好的拉丝、成膜性。良好的拉丝性能曾经奠定了聚乙烯醇作为维纶纤维原料的地位。
目前，聚乙烯醇产品聚合的传统制造工艺主要是将精醋酸乙烯以甲醇作溶剂，BIAN做引发剂，在聚合釜生成聚醋酸乙烯，然后聚醋酸乙烯在第一精馏塔将未反应的醋酸乙烯单体和聚醋酸乙烯分离，未反应的醋酸乙烯单体在第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔脱除甲醇、乙醛、醋酸甲酯、水等杂质后，再进行精制，精制后的醋酸乙烯回到聚合釜作为进料继续参与反应。这就使得未反应的醋酸乙烯单体经过三次加热冷凝、再加热冷凝的过程，同时为分离甲醇和醋酸乙烯，聚合精馏二塔加入脱盐水作为萃取剂，水与醋酸乙烯可生成乙醛，这种传统分离工艺不仅能耗高，而且易将不合格的醋酸乙烯带入聚合反应中。
发明内容
本发明的目的是针对现有聚乙烯醇聚合生产系统流程存在的不足之处，提供一种提供一种降低聚合精馏单元能耗，提高聚乙烯醇产品内在质量、操作稳定的精馏系统。
实现本发明的目的的技术方案是这样的：
一种有效降低聚合精馏能耗和提高操作稳定性的系统，该系统包括聚合一塔馏出中间槽、聚合二塔加料泵、回用液储槽、密度计、回用液泵、柠檬酸储槽、聚合一塔加料泵、聚合二塔、聚合二塔加料预热泵，各设备相互连接送料。
本发明是以聚合一塔流出液作为回用液，从五个列聚合一塔馏出VAC与MeOH共沸液。由于所生产的聚乙烯醇产品的不同，甲醇配比也不一样，聚合一塔流出液的组分也不一样，为了不影响二塔加料组分的变化，稳定精馏操作，加料液先进入聚合一塔馏出中间槽，混合后，其中的一部分向聚合二塔加料，这样就减少了聚合二塔的负荷，聚合二塔加料液先经过聚合二塔加料泵，预热后进入聚合二塔导向筛板45层，从20、22、24块塔板加入，含醋酸乙烯57%、甲醇42%和少量的乙醛、丙酮、水等，进行萃取蒸馏，塔顶加萃取水，萃取水量与VAC含量有关，大约是VAC的0.8—1.1倍，聚合二塔加料越多，脱盐水用量越大，聚合二塔分离所需的能耗越高，破坏VAC和MeOH的共沸，将VAC和MeOH分开，塔顶馏出VAC和3.5%左右的水，冷凝静止分层后，VAC进入聚合三塔、聚合四塔继续精制，脱除乙醛、醋酸甲酯，然后再作为进料VAC加入聚合釜，塔釜甲醇给回收聚合三塔加料，回收聚合三塔为甲醇精制塔，采用1.0Mpa的蒸汽进行加压精馏，精制后的甲醇继续作为进料甲醇加入聚合釜。另一部分经过密度计（提前设定好的混合溶液密度）控制补加调节醋酸乙烯用量，同时加入来自柠檬酸配置槽抑制乙醛再生的D酒石酸或柠檬酸进入回用液储槽，回用液量（根据聚合一塔流出组分和聚合加料量的不同进行调整）。经补加VAC，使保持一定VAC与甲醇组成比率后，经计量并控制甲醇配比后向第一聚合釜加料，为了防止聚合体系中由于VAC的分解所产生的乙醛含量积累，在聚合一塔中添加VAC分解防止剂。（d-酒石酸或柠檬酸，简称ND）。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明可直接将部分甲醇溶剂和聚合未反应的部分VAC单体，进行回用，继续生产PVAC。
（2）本发明可有效控制聚合单元内乙醛再生；
（3）本发明减少了部分甲醇溶剂和聚合未反应的部分VAC单体的分离提纯，大幅度降低了聚合精馏系统和回收三塔的能耗。回收三塔蒸汽量预计下降4t/h,聚合进料系统总蒸汽消耗预计能下降3t/h左右。按年产10万吨PVA计算。
（4）本发明降低了聚乙烯醇产品的生产成本，提高了市场竞争力。由于聚合二塔加料减少35%左右，相应的脱盐水加入量也减少32%左右，循环水、机泵耗电等一系列生产成本都大幅度降低。
（5）本发明增加了聚合在不同负荷和生产不同型号的聚乙烯醇的操作弹性和稳定性。
附图说明
图1 为本发明的系统工艺流程、设备连接关系示意图。
图2为本发明的回用系统控制装置流程示意图。
具体实施方式
本发明具体实施方式结合附图1和附图2作进一步描述
一种有效降低聚合精馏能耗和提高操作稳定性的系统，该系统包括： 1-进料甲醇储槽、2-进料VAC储槽、3-引发剂储槽、4-聚合一釜A—E、5-聚合一釜冷凝器、6-聚合一釜树脂泵、7-聚合二釜A—E、8-二釜冷凝器、9-聚合二釜树脂泵、10-聚合一塔A---E、11-聚合一塔馏出冷凝器、12-聚合一塔馏出槽、13-聚合一塔馏出泵、14-聚合一塔釜泵、15-PVAC储槽、16-聚合二塔、17-聚合二塔馏出冷凝器、18-聚合二塔分层器、19-萃取水管线、20-二塔馏出槽、21-聚合一塔加料泵、22-聚合二塔釜泵、23-去回收三塔管线、24-聚合三塔、25-三塔馏出冷凝器、26-聚合三塔馏出槽、27-聚合三塔馏出泵、28-聚合三塔釜、29-循环阻聚剂管线、30-聚合四塔、31-聚合四塔馏出冷凝器、32-聚合四塔馏出槽、33-聚合四塔馏出泵、34-去聚合五塔加料槽管线、35-聚合四塔釜泵、36-聚合一塔馏出中间槽、37-聚合二塔加料预热泵、38-密度计、39-柠檬酸储槽、40-回用液储槽、41-回用液泵。上述设备通过管线连接。
如图2所示：该系统的回用系统控制装置包括：42-聚合一塔流出液管线、43-补加VAC管线、44-柠檬酸管线、45-密度计、46-回用液储槽、47-回用液泵、48-回用液加料调节阀组、49-去聚合一列预热器管线、50-去聚合二列预热器管线、51-去聚合三列预热器管线、52-去聚合四列预热器管线、53-去聚合五列预热器管线。上述设备通过管线相连接。
从聚合一塔馏出的VAC与MeOH共沸液，进入聚合一塔馏出槽12，其中的一部分向聚合二塔16加料，聚合二塔加料液先经过聚合二塔加料泵，预热后进入聚合二塔，含醋酸乙烯57%、甲醇42%和少量的乙醛、丙酮、水等，进行萃取蒸馏，塔顶加萃取水，破坏VAC和MeOH的共沸，将VAC和MeOH分开，塔顶馏出VAC和3.5%左右的水，冷凝静止分层后，VAC进入聚合三塔24、聚合四塔30继续精制，脱除乙醛、醋酸甲酯，然后再作为进料VAC加入聚合釜。另一部分经过密度计38（提前设定好的混合溶液密度）控制补加调节醋酸乙烯用量，同时加入抑制乙醛再生的D酒石酸或柠檬酸进入回用液储槽，回用液量（根据聚合一塔流出组分和聚合加料量的不同进行调整）经补加VAC，使保持一定VAC与甲醇组成比率后，经计量并控制甲醇配比后向聚合一釜加料。

Claims (3)

1.一种有效降低聚合精馏能耗和提高操作稳定性的系统，其特征在于：该系统装置主要设备包括：进料甲醇储槽（1）、进料VAC储槽（2）、引发剂储槽（3）、聚合一釜A—E(4)、聚合一釜冷凝器（5）、聚合一釜树脂泵（6）、聚合二釜A—E（7）、二釜冷凝器（8）、聚合二釜树脂泵（9）、聚合一塔A---E（10）、聚合一塔馏出冷凝器（11）、聚合一塔馏出槽（12）、聚合一塔馏出泵（13）、聚合一塔釜泵（14）、PVAC储槽（15）、聚合二塔（16）、聚合二塔馏出冷凝器(17)、聚合二塔分层器（18）、萃取水管线(19)、聚合二塔馏出槽（20）、聚合二塔馏出泵（21）、聚合二塔釜泵（22）、去回收三塔管线（23）、聚合三塔（24）、聚合三塔馏出冷凝器（25）、聚合三塔馏出槽（26）、聚合三塔馏出泵（27）、聚合三塔釜（28）、循环阻聚剂管线（29）、聚合四塔（30）、四塔馏出冷凝器（31）、聚合四塔馏出槽（32）、聚合四塔馏出泵（33）、去五塔加料槽管线（34）、聚合四塔釜泵（35）、聚合一塔馏出中间槽（36）、聚合二塔加料泵（37）、密度计（38）、柠檬酸储槽（39）、回用液储槽（40）、回用液泵（41）；上述设备通过管线连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统增加了回用系统控制装置，该回用系统控制装置包括：聚合一塔流出液管线（42）、补加VAC管线（43）、柠檬酸管线（44）、密度计（45）、回用液储槽（46）、回用液泵（47）、回用液加料调节阀组（48）、去聚合一列预热器管线（49）、去聚合二列预热器管线（50）、去聚合三列预热器管线（51）、去聚合四列预热器管线（%2）、去聚合五列预热器管线（53）；上述设备通过管线相连接。
3.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于：该系统工序为：从聚合一塔馏出的VAC与MeOH共沸液，进入聚合一塔馏出槽12，其中的一部分向聚合二塔16加料，聚合二塔加料液先经过聚合二塔加料泵，预热后进入聚合二塔，含醋酸乙烯57%、甲醇42%和少量的乙醛、丙酮、水等，进行萃取蒸馏，塔顶加萃取水，破坏VAC和MeOH的共沸，将VAC和MeOH分开，塔顶馏出VAC和3.5%左右的水，冷凝静止分层后，VAC进入聚合三塔24、聚合四塔30继续精制，脱除乙醛、醋酸甲酯，然后再作为进料VAC加入聚合釜。
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