CN109400437B - 一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置及方法，其特点在于：设置水洗塔、吸附槽和气体分离塔，通过低温水洗、吸附干燥、反应液洗涤三个单元过程，对碱洗除杂后乙炔气中含有的水分再进一步除去，使乙炔气中的水含量降至0.01％以下。本发明通过对醋酸乙烯生产过程中水分的有效除去，减少了副反应，提高了原材料的利用率，降低了生产成本，提高了产品质量。

Description

一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置及方法。
背景技术
醋酸乙烯是世界上产量较大的有机化工原料之一，广泛用于生产聚醋酸乙烯(PVAc)、聚乙烯醇、涂料、浆料、粘合剂、维纶、薄膜、乙烯基共聚树脂、缩醛树脂等一系列化工和化纤产品，其应用涉及各行各业。
我国醋酸乙烯生产开始于20世纪60年代。近年来随着聚乙烯醇的发展，中国醋酸乙烯市场不断扩大。醋酸乙烯生产工艺路线有乙烯法和乙炔法两种，我国以电石乙炔法为主。在电石乙炔法生产醋酸乙烯的生产过程中，在乙炔发生、次氯酸钠氧化除杂、碱洗除杂后，乙炔气中仍含有2％以上的水汽，若带入醋酸乙烯合成反应器中，会增加合成的副反应，生成乙醛、乙醛聚合物以及丁烯醛等，这不仅白白耗费了乙炔、醋酸乙烯，还会影响催化剂的寿命和产品的质量。因此，为减少对醋酸乙烯合成的影响，需对乙炔气进行进一步净化，消除其中含有的水分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置及方法，旨在通过减少或消除醋酸乙烯合成过程中原料乙炔气体中的水分，从而减少醋酸乙烯合成的副反应，减少原料消耗，提高产品质量。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明首先公开了一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置，其结构特点在于：包括低温水洗塔、换热设备、吸附槽、气体分离塔和水洗循环泵；
所述低温水洗塔为两段式结构，下段为低温水洗段、上段为气液分离段；所述低温水洗段的釜底为水洗液出口，在所述低温水洗段的下部设有乙炔气入口、上部设有新鲜水补加口和循环水洗液入口；在所述气液分离段的顶部设有乙炔气出口；
所述低温水洗段的水洗液出口与水洗循环泵的泵入口相连，所述水洗循环泵的泵出口与所述换热设备的换热前管线相连，所述换热设备的换热后管线与所述低温水洗段的循环水洗液入口相连；在所述水洗循环泵上设有水洗液排出口；
所述气液分离段的乙炔气出口与所述吸附槽下部的吸附槽气体入口相连；所述吸附槽顶部的吸附槽气体出口与所述气体分离塔底部的分离塔气体入口相连；所述吸附槽的底部设有积存水排出口，所述气体分离塔的顶部设有分离塔气体出口。
进一步地，所述低温水洗段和所述气液分离段之间通过挡板间隔，在所述挡板上设有供气体通过的通孔。
进一步地，所述气液分离段为空塔、填料塔、折流挡板或金属丝网，用于除去乙炔气中夹带的水滴。
进一步地，在所述吸附槽内填充有固体干燥吸附剂。所述固体干燥吸附剂为活性炭、CaCl2和硅胶中的至少一种。
本发明还公开了一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的方法，其特点在于，利用上述的装置，按如下步骤进行：
步骤1、低温水洗
将经碱洗除杂的乙炔气通过乙炔气入口送入低温水洗塔的低温水洗段中，与通过换热设备换热后的循环水洗液逆流接触，除去乙炔气中夹带的部分水汽，同时可除去上道工序带入的碱性气体；同时，通过新鲜水补加口向低温水洗段内补充新鲜水，并根据低温水洗段的釜底液位调节水洗循环泵的水洗液排出口的排出量；
乙炔气经低温水洗段水洗后，进入气液分离段，进一步去除乙炔气中夹带的水滴；
步骤2、吸附干燥
将经低温水洗塔处理后的乙炔气从气液分离段的乙炔气出口采出，送入吸附槽中，进一步吸附乙炔气中的水分，吸附槽中积存的水从积存水排出口排出；
经吸附干燥后，乙炔气中含有的水分将小于0.6％；
步骤3、反应液洗涤
将经吸附干燥的乙炔气直接送入气体分离塔中，经与醋酸、醋酸乙烯中的一种或组合液体逆流接触，进一步除去乙炔气中含有的水汽，处理后乙炔气经塔顶采出后送醋酸乙烯合成工序使用。
进一步地，步骤1中，所述循环水洗液和所述新鲜水的温度控制在1～6℃。
进一步地，步骤1中，所述新鲜水的加入量通过低温水洗段釜底液的pH值进行调节，使pH值控制在7～8之间。
通过上述工艺处理，乙炔气中含水可由大于2％降至0.01％以下。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明通过对醋酸乙烯生产过程中水分的有效除去，减少了副反应，提高了原材料的利用率，降低了生产成本，提高了产品质量；通过本发明方法乙炔气中含水可降至0.01％以下。
2、本发明装置简单、易于实施。
附图说明
图1为应用于本发明方法的减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置。
图中标号：1低温水洗塔；1-1气液分离段；1-2低温水洗段；1a水洗液出口；1b乙炔气入口；1c新鲜水补加口；1d循环水洗液入口；1e乙炔气出口；2换热设备；3吸附槽；3a吸附槽气体入口；3b吸附槽气体出口；3c积存水排出口；4气体分离塔；4a分离塔气体入口；4b分离塔气体出口；5循环泵；5a泵入口；5b泵出口；5c水洗液排出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例首先设置如下装置：包括低温水洗塔1、换热设备2、吸附槽3、气体分离塔4和水洗循环泵5；
低温水洗塔1为两段式结构，下段为低温水洗段1-2、上段为气液分离段1-1；低温水洗段1-2的釜底为水洗液出口1a，在所述低温水洗段1-2的下部设有乙炔气入口1b、上部设有新鲜水补加口1c和循环水洗液入口1d；在气液分离段1-1的顶部设有乙炔气出口1e；
低温水洗段1-2的水洗液出口1a与水洗循环泵5的泵入口5a相连，水洗循环泵5的泵出口5b与换热设备2的换热前管线相连，换热设备2的换热后管线与低温水洗段1-2的循环水洗液入口1d相连；在水洗循环泵5上设有水洗液排出口5c；
气液分离段1-1的乙炔气出口1e与吸附槽3下部的吸附槽气体入口3a相连；吸附槽3顶部的吸附槽气体出口3b与气体分离塔4底部的分离塔气体入口4a相连；吸附槽3的底部设有积存水排出口3c，气体分离塔4的顶部设有分离塔气体出口4b。
具体实施中，低温水洗段1-2和气液分离段1-1之间通过挡板间隔，在挡板上设有供气体通过的通孔。
具体实施中，气液分离段1-1为空塔、填料塔、折流挡板或金属丝网，用于除去乙炔气中夹带的水滴。本实施例中气液分离段设为空塔。
具体实施中，在吸附槽3内填充有固体干燥吸附剂。固体干燥吸附剂为活性炭、CaCl2和硅胶中的至少一种。本实施例中使用活性炭。
具体实施中，气体分离塔4用于对经吸附槽3进行处理后的乙炔气进行反应液洗涤，因此气体分离塔4还设有反应液(与醋酸、醋酸乙烯中的一种或组合液体)的出、入口。
本实施例减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的方法，是利用上述的装置，按如下步骤进行：
步骤1、低温水洗
将经碱洗除杂的乙炔气通过乙炔气入口1b送入低温水洗塔1的低温水洗段1-2中，与通过换热设备2换热后的循环水洗液逆流接触，除去乙炔气中夹带的部分水汽，同时可除去上道工序带入的碱性气体；同时，通过新鲜水补加口1c向低温水洗段1-2内补充新鲜水，并根据低温水洗段1-2的釜底液位调节水洗循环泵5的水洗液排出口5c的排出量；
循环水洗液和新鲜水的温度控制在1～6℃；新鲜水的加入量通过低温水洗段1-2釜底液的pH值进行调节，使pH值控制在7～8之间；
乙炔气经低温水洗段1-2水洗后，进入气液分离段1-1，进一步去除乙炔气中夹带的水滴。
步骤2、吸附干燥
将经低温水洗塔1处理后的乙炔气从气液分离段1-1的乙炔气出口1e采出，送入吸附槽3中，进一步吸附乙炔气中的水分，吸附槽中积存的水从积存水排出口3c排出。
步骤3、反应液洗涤
将经吸附干燥的乙炔气直接送入气体分离塔4中，经与醋酸、醋酸乙烯中的一种或组合液体逆流接触，进一步除去乙炔气中含有的水汽，处理后乙炔气经塔顶采出后送醋酸乙烯合成工序使用。
通过上述工艺处理，乙炔气中含水可由大于2％降至0.01％以下。
以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的方法，其特征在于，利用减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的装置进行；所述装置包括低温水洗塔（1）、换热设备（2）、吸附槽（3）、气体分离塔（4）和水洗循环泵（5）；所述低温水洗塔（1）为两段式结构，下段为低温水洗段（1-2）、上段为气液分离段（1-1）；所述低温水洗段（1-2）的釜底为水洗液出口（1a），在所述低温水洗段（1-2）的下部设有乙炔气入口（1b）、上部设有新鲜水补加口（1c）和循环水洗液入口（1d）；在所述气液分离段（1-1）的顶部设有乙炔气出口（1e）；所述低温水洗段（1-2）的水洗液出口（1a）与水洗循环泵（5）的泵入口（5a）相连，所述水洗循环泵（5）的泵出口（5b）与所述换热设备（2）的换热前管线相连，所述换热设备（2）的换热后管线与所述低温水洗段（1-2）的循环水洗液入口（1d）相连；在所述水洗循环泵（5）上设有水洗液排出口（5c）；所述气液分离段（1-1）的乙炔气出口（1e）与所述吸附槽（3）下部的吸附槽气体入口（3a）相连；所述吸附槽（3）顶部的吸附槽气体出口（3b）与所述气体分离塔（4）底部的分离塔气体入口（4a）相连；所述吸附槽（3）的底部设有积存水排出口（3c），所述气体分离塔（4）的顶部设有分离塔气体出口（4b）；
所述气液分离段（1-1）为空塔、填料塔、折流挡板或金属丝网，用于除去乙炔气中夹带的水滴；
在所述吸附槽（3）内填充有固体干燥吸附剂；
所述方法是按如下步骤进行：
步骤1、低温水洗
将经碱洗除杂的乙炔气通过乙炔气入口（1b）送入低温水洗塔（1）的低温水洗段（1-2）中，与通过换热设备（2）换热后的循环水洗液逆流接触，除去乙炔气中夹带的部分水汽，同时可除去上道工序带入的碱性气体；同时，通过新鲜水补加口（1c）向低温水洗段（1-2）内补充新鲜水，并根据低温水洗段（1-2）的釜底液位调节水洗循环泵（5）的水洗液排出口（5c）的排出量；
乙炔气经低温水洗段（1-2）水洗后，进入气液分离段（1-1），进一步去除乙炔气中夹带的水滴；
步骤2、吸附干燥
将经低温水洗塔（1）处理后的乙炔气从气液分离段（1-1）的乙炔气出口（1e）采出，送入吸附槽（3）中，进一步吸附乙炔气中的水分，吸附槽中积存的水从积存水排出口（3c）排出；
步骤3、反应液洗涤
将经吸附干燥的乙炔气直接送入气体分离塔（4）中，经与醋酸、醋酸乙烯中的一种或组合液体逆流接触，进一步除去乙炔气中含有的水汽，处理后乙炔气经塔顶采出后送醋酸乙烯合成工序使用。
2.根据权利要求1所述的一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的方法，其特征在于：步骤1中，所述循环水洗液和所述新鲜水的温度控制在1~6℃。
3.根据权利要求1所述的一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的方法，其特征在于：步骤1中，所述新鲜水的加入量通过低温水洗段（1-2）釜底液的pH值进行调节，使pH值控制在7~8之间。
4.根据权利要求1所述的一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的方法，其特征在于：所述低温水洗段（1-2）和所述气液分离段（1-1）之间通过挡板间隔，在所述挡板上设有供气体通过的通孔。
5.根据权利要求1所述的一种减少醋酸乙烯合成原料乙炔气中水分的方法，其特征在于：所述固体干燥吸附剂为活性炭、CaCl2和硅胶中的至少一种。
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