CN215049773U - 一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置，该装置包括洗涤塔、洗涤塔稀醋酸罐、升压进气缓冲罐、冷却器、乙炔回收塔、排气升压泵、气体分离塔、脱气塔、再沸器和冷凝器，通过乙炔洗涤、乙炔加压吸收、气体分离和乙炔释放过程实现乙炔的纯化。通过本实用新型的装置，可以有效去除循环气体中的二氧化碳、氮气和乙醛，提高系统乙炔气的纯度(＞98％)，减少系统中的有害杂质，从而可以减少电石乙炔法生产乙酸乙烯过程中乙炔的排放，减低原料消耗，节约生产成本。

Description

一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置

技术领域

本实用新型涉及化工生产技术领域，具体涉及一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置。

背景技术

乙酸乙烯是世界上产量较大的有机化工原料之一，广泛用于生产聚乙酸乙烯(PVAc)、聚乙烯醇、涂料、维纶、薄膜、缩醛树脂等一系列化工和化纤产品，其应用涉及各行各业。近年来随着聚乙烯醇的发展，中国乙酸乙烯市场不断扩大且呈继续增长趋势。

目前国内外生产乙酸乙烯的主要工艺路线为流化床电石乙炔法技术，但由于流化床压降高、催化剂磨损量大、副反应较多等诸多缺点，内蒙古蒙维科技有限公司与国内知名高校共同研发“固定床电石乙炔法乙酸乙烯生产技术”，克服了流化床产能低的劣势，该技术高产、优质、低耗，是国内外首家采用单个大固定床电石乙炔法生产乙酸乙烯的企业，其技术居国内外领先水平。该项目采用新型固定床代替流化床和传统的固定床生产技术，解决了流化床压降大、催化剂磨损严重、副反应多等诸多缺点，也解决了传统固定床单台产能小、催化剂寿命短、能耗高等不足。该技术具有空时收率高、催化剂无磨损、压降低等优势，并首家采用加压水热虹吸自循环方式将固定床产生的二次蒸汽并网使用，降低装置能耗约20％，在国内外具有技术创新性，并且整套装置高产、优质、低耗。

在乙炔法生产醋酸乙烯的生产过程中，乙炔的单程转化率较低，大量未转化的乙炔进行循环使用。为防止氮气等惰性气体累积后降低乙炔浓度而影响反应的顺利进行，须从循环气体鼓风机出口放出一部分气体，这样就造成乙炔原料的损失。因此，如何提高乙炔纯度、减少乙炔气体的排放，是目前行业内的研究重点，这将降低乙酸乙烯生产成本，提高产品的市场竞争力。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置，其特点在于：包括洗涤塔、洗涤塔稀醋酸罐、升压进气缓冲罐、输送泵a、冷却器、乙炔回收塔、排气升压泵、输送泵b、气体分离塔、输送泵c、脱气塔进料罐、输送泵d、脱气塔进料换热器、脱气塔、再沸器、输送泵e、冷凝器、输送泵f。

所述洗涤塔分为两段，从下至上依次为洗涤塔一段和洗涤塔二段；在所述洗涤塔一段从上至下依次设置有一段洗涤液入口、循环反应气体入口和一段洗涤液出口；在所述洗涤塔二段从上至下依次设置有剩余气体排出口、二段洗涤液入口和二段洗涤液出口；所述固定床乙酸乙烯生产系统中的循环气体鼓风机的出口连接至所述洗涤塔的循环反应气体入口；所述洗涤塔的二段洗涤液出口连接至所述洗涤塔稀醋酸罐；所述洗涤塔的剩余气体排出口连接至所述升压进气缓冲罐的进口。

所述乙炔回收塔分为两段，从下至上依次为乙炔回收塔一段和乙炔回收塔二段；所述乙炔回收塔一段从上至下依次设置有一段吸收液入口、剩余气体入口和一段吸收液出口；在所述乙炔回收塔二段从上至下依次设置有排气口、二段吸收液入口和二段吸收液出口；所述洗涤塔的一段洗涤液出口通过输送泵a连接至所述冷却器的入口，所述冷却器的出口连接至所述乙炔回收塔的一段吸收液入口；所述升压进气缓冲罐的出口通过排气升压泵连接至所述乙炔回收塔的剩余气体入口；所述乙炔回收塔的二段吸收液出口连接至所述洗涤塔稀醋酸罐。

所述气体分离塔从上至下依次设置有顶部气体出口、喷淋液入口、生产系统反应气入口和底部液体出口；所述乙炔回收塔的一段吸收液出口通过输送泵b连接至所述气体分离塔的喷淋液入口；所述气体分离塔的顶部气体出口连接至所述循环气体鼓风机的进口；所述气体分离塔的底部液体出口通过输送泵c连接至所述脱气塔进料罐的进料口；所述脱气塔进料罐的出料口通过输送泵d连接至脱气塔进料换热器的进料口。

所述脱气塔分为两段，从下至上依次为脱气塔解析段和脱气塔再吸收段；所述脱气塔解析段的下端为液体储存段，所述液体储存段的底部出口连接至所述再沸器的液体入口，所述再沸器的蒸汽出口连接至所述液体储存段的液面以上；所述脱气塔解析段从上至下依次设置有解析气体出口、冷凝后液体入口、待解析液体入口和解析后液体出口；所述脱气塔再吸收段从上至下依次设置有乙炔气体出口、水入口、醋酸入口和未冷凝气体入口；所述脱气塔进料换热器的出料口连接至所述脱气塔的待解析液体入口；所述脱气塔的解析气体出口连接至所述冷凝器的气体入口；所述冷凝器的冷凝后液体出口连接至所述脱气塔的冷凝后液体入口；所述冷凝器的未冷凝气体出口连接至所述脱气塔的未冷凝气体入口；所述洗涤塔稀醋酸罐的出口通过输送泵f连接至所述脱气塔的醋酸入口；所述脱气塔的解析后液体出口通过输送泵e送出。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在：

通过本实用新型的装置，可以有效去除循环气体中的二氧化碳、氮气和乙醛，提高系统乙炔气的纯度(＞98％)，减少系统中的有害杂质，从而可以减少电石乙炔法生产乙酸乙烯过程中乙炔的排放，减低原料消耗，节约生产成本。

附图说明

图1为本实用新型提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置示意图，图中标号：1-循环气体鼓风机；2-洗涤塔；3-洗涤塔稀醋酸罐；4-升压进气缓冲罐；5-输送泵a；6-冷却器；7-乙炔回收塔；8-排气升压泵；9-输送泵b；10-气体分离塔；11-输送泵c；12-脱气塔进料罐；13-输送泵d；14-脱气塔进料换热器；15-脱气塔；16-再沸器；17-输送泵e；18-冷凝器；19-输送泵f；A-循环反应气；B-醋酸；C-水；D-反应气体；E-二氧化碳与氮气；F-乙炔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。以下内容仅仅是对本实用新型的构思所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施案例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式代替，只要不偏离实用新型的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置，包括循环气体鼓风机1、洗涤塔2、洗涤塔稀醋酸罐3、升压进气缓冲罐4、输送泵a(5)、冷却器6、乙炔回收塔7、排气升压泵8、输送泵b9、气体分离塔10、输送泵c(11)、脱气塔进料罐12、输送泵d(13)、脱气塔进料换热器14、脱气塔15、再沸器16、输送泵e(17)、冷凝器18、输送泵f(19)。

洗涤塔2分为两段，从下至上依次为洗涤塔一段和洗涤塔二段；在洗涤塔一段从上至下依次设置有一段洗涤液入口、循环反应气体入口和一段洗涤液出口；在洗涤塔二段从上至下依次设置有剩余气体排出口、二段洗涤液入口和二段洗涤液出口；固定床乙酸乙烯生产系统中的循环气体鼓风机1的出口连接至洗涤塔2的循环反应气体入口；洗涤塔2的二段洗涤液出口连接至洗涤塔稀醋酸罐3；洗涤塔2的剩余气体排出口连接至升压进气缓冲罐4的进口。

乙炔回收塔7分为两段，从下至上依次为乙炔回收塔一段和乙炔回收塔二段；乙炔回收塔一段从上至下依次设置有一段吸收液入口、剩余气体入口和一段吸收液出口；在乙炔回收塔二段从上至下依次设置有排气口、二段吸收液入口和二段吸收液出口；洗涤塔2的一段洗涤液出口通过输送泵a 5连接至冷却器6的入口，冷却器6的出口连接至乙炔回收塔7的一段吸收液入口；升压进气缓冲罐4的出口通过排气升压泵8连接至所述乙炔回收塔7的剩余气体入口；乙炔回收塔7的二段吸收液出口连接至所述洗涤塔稀醋酸罐3。

气体分离塔10从上至下依次设置有顶部气体出口、喷淋液入口、生产系统反应气入口和底部液体出口；乙炔回收塔7的一段吸收液出口通过输送泵b 9连接至气体分离塔10的喷淋液入口；气体分离塔10的顶部气体出口连接至循环气体鼓风机1的进口；气体分离塔10的底部液体出口通过输送泵c 11连接至脱气塔进料罐12的进料口；脱气塔进料罐12的出料口通过输送泵d 13连接至脱气塔进料换热器14的进料口。

脱气塔15分为两段，从下至上依次为脱气塔解析段和脱气塔再吸收段；脱气塔解析段的下端为液体储存段，液体储存段的底部出口连接至再沸器16的液体入口，再沸器的蒸汽出口连接至液体储存段的液面以上；脱气塔解析段从上至下依次设置有解析气体出口、冷凝后液体入口、待解析液体入口和解析后液体出口；脱气塔再吸收段从上至下依次设置有乙炔气体出口、水入口、醋酸入口和未冷凝气体入口；脱气塔进料换热器14的出料口连接至脱气塔15的待解析液体入口；脱气塔15的解析气体出口连接至冷凝器18的气体入口；冷凝器18的冷凝后液体出口连接至脱气塔15的冷凝后液体入口；冷凝器18的未冷凝气体出口连接至脱气塔15的未冷凝气体入口；洗涤塔稀醋酸罐3的出口通过输送泵f 19连接至脱气塔15的醋酸入口；脱气塔15的解析后液体出口通过输送泵e17送出。

利用上述装置提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的方法，包括乙炔洗涤、乙炔加压吸收、气体分离和乙炔释放过程，具体步骤如下：

步骤1、乙炔洗涤

将固定床乙酸乙烯生产系统中循环气体鼓风机1出口排出的小股循环气体A(包括乙炔、二氧化碳、氮气、乙醛)从洗涤塔一段的循环反应气体入口送到洗涤塔2，将醋酸B作为一段洗涤液加入到洗涤塔一段，将水C作为二段洗涤液加入到洗涤塔二段。

反应气体与醋酸在洗涤塔一段逆流接触，使反应气体中的大部分乙醛及夹带的乙酸乙烯液滴被一段洗涤液吸收，并随一段洗涤液送出；反应气体中未被吸收的乙炔、二氧化碳、氮气及上升气体中夹带的醋酸液滴进入洗涤塔二段，与作为二段洗涤液的水逆流接触，大部分醋酸液滴被吸收并进入洗涤塔稀醋酸罐3，剩余气体从顶部的剩余气体排出口进入升压进气缓冲罐4中；

吸收有气体的一段洗涤液通过输送泵a 5进入冷却器6进行冷却，然后从乙炔回收塔7的一段吸收液入口加入到乙炔回收塔7中作为一段吸收液；

洗涤塔2的一段洗涤液温度在18-25℃、二段洗涤液温度在15-25℃，塔压190-210KPa。

步骤2、乙炔加压吸收单元

升压进气缓冲罐4中的气体通过排气升压泵8送入乙炔回收塔7下部，与一段吸收液逆流接触，使其中的乙炔气体被吸收；未被吸收的二氧化碳、氮气和上升气体中夹带的醋酸液滴进入乙炔回收塔二段，与作为二段吸收液的水逆流接触洗除醋酸气体，液体进入洗涤塔稀醋酸罐3，剩余二氧化碳与氮气E从乙炔回收塔7顶部的排气口排出；

升压进气缓冲罐4的操作压力为4-6KPa，一段吸收液进洗涤塔的温度为18-25℃、二段吸收液进洗涤塔的温度为15-25℃，乙炔回收塔7的塔压力200±10KPa。

步骤3、气体分离单元

乙炔回收塔一段底部的液体通过输送泵b 9送到气体分离塔10顶部，作为喷淋液喷淋流到气体分离塔下部，在此过程中与上升的生产系统反应气体D逆流接触，吸收未被冷却的乙酸乙烯和乙醛气体；气体分离塔下部的液体从底部通过输送泵c 11送到脱气塔进料罐12，未被吸收的气体从气体分离塔的顶部气体出口引入循环气体鼓风机1；

在气体分离塔内喷淋液温度为15-20℃。

上升的生产系统反应气体为合成反应器出来的乙炔气体、醋酸蒸汽、乙酸乙烯气体。乙炔与醋酸在生产系统合成反应器内高温和催化剂作用下生成乙酸乙烯，乙炔只有10％参与反应，醋酸30％参与反应，因此需要在气体分离塔中将产品乙酸乙烯气体和未反应的醋酸蒸汽冷却成液体，未反应的乙炔气重新回到循环鼓风机参与反应。由于合成反应会产生副产物二氧化碳及系统中有微量氮气通入，为了保证乙炔纯度不下降，需将一小部分乙炔气体放入该系统，用以除去氮气等气体，保证乙炔纯度。

步骤4、乙炔释放

将脱气塔进料罐12中的液体通过脱气塔进料换热器14换热后，进入脱气塔解析段；在高温低压的条件下使被反应液吸收的气体从吸收液中解析出来，解析后的液体从底部排出并通过输送泵e17送走，解析出的包括乙炔、乙醛和乙酸乙烯的大部分气体从脱气塔的解析气体出口采出并送入冷凝器18，剩余部分继续向上进入脱气塔再吸收段；从脱气塔采出的气体在冷凝器中冷凝，其中的乙酸乙烯冷凝回流至脱气塔内，未冷凝的乙炔和乙醛进入脱气塔再吸收段，用醋酸与之逆流接触去除乙醛，然后用水与之逆流接触去除夹带的醋酸，剩余乙炔气体F(其纯度大于98％)从脱气塔顶部排出，送合成工序中回收利用。

所述脱气塔的釜温为80-90℃、顶压4-6KPa，冷凝器出口温度为10-20℃，洗涤水温度15-25℃。

以上仅为本实用新型的示例性实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种提高固定床乙酸乙烯生产系统中乙炔纯度的装置，其特征在于：包括洗涤塔(2)、洗涤塔稀醋酸罐(3)、升压进气缓冲罐(4)、输送泵a(5)、冷却器(6)、乙炔回收塔(7)、排气升压泵(8)、输送泵b(9)、气体分离塔(10)、输送泵c(11)、脱气塔进料罐(12)、输送泵d(13)、脱气塔进料换热器(14)、脱气塔(15)、再沸器(16)、输送泵e(17)、冷凝器(18)、输送泵f(19)；

所述洗涤塔(2)分为两段，从下至上依次为洗涤塔一段和洗涤塔二段；在所述洗涤塔一段从上至下依次设置有一段洗涤液入口、循环反应气体入口和一段洗涤液出口；在所述洗涤塔二段从上至下依次设置有剩余气体排出口、二段洗涤液入口和二段洗涤液出口；所述固定床乙酸乙烯生产系统中的循环气体鼓风机(1)的出口连接至所述洗涤塔(2)的循环反应气体入口；所述洗涤塔(2)的二段洗涤液出口连接至所述洗涤塔稀醋酸罐(3)；所述洗涤塔(2)的剩余气体排出口连接至所述升压进气缓冲罐(4)的进口；

所述乙炔回收塔(7)分为两段，从下至上依次为乙炔回收塔一段和乙炔回收塔二段；所述乙炔回收塔一段从上至下依次设置有一段吸收液入口、剩余气体入口和一段吸收液出口；在所述乙炔回收塔二段从上至下依次设置有排气口、二段吸收液入口和二段吸收液出口；所述洗涤塔(2)的一段洗涤液出口通过输送泵a(5)连接至所述冷却器(6)的入口，所述冷却器(6)的出口连接至所述乙炔回收塔(7)的一段吸收液入口；所述升压进气缓冲罐(4)的出口通过排气升压泵(8)连接至所述乙炔回收塔(7)的剩余气体入口；所述乙炔回收塔(7)的二段吸收液出口连接至所述洗涤塔稀醋酸罐(3)；

所述气体分离塔(10)从上至下依次设置有顶部气体出口、喷淋液入口、生产系统反应气入口和底部液体出口；所述乙炔回收塔(7)的一段吸收液出口通过输送泵b(9)连接至所述气体分离塔(10)的喷淋液入口；所述气体分离塔(10)的顶部气体出口连接至所述循环气体鼓风机(1)的进口；所述气体分离塔(10)的底部液体出口通过输送泵c(11)连接至所述脱气塔进料罐(12)的进料口；所述脱气塔进料罐(12)的出料口通过输送泵d(13)连接至脱气塔进料换热器(14)的进料口；

所述脱气塔(15)分为两段，从下至上依次为脱气塔解析段和脱气塔再吸收段；所述脱气塔解析段的下端为液体储存段，所述液体储存段的底部出口连接至所述再沸器(16)的液体入口，所述再沸器的蒸汽出口连接至所述液体储存段的液面以上；所述脱气塔解析段从上至下依次设置有解析气体出口、冷凝后液体入口、待解析液体入口和解析后液体出口；所述脱气塔再吸收段从上至下依次设置有乙炔气体出口、水入口、醋酸入口和未冷凝气体入口；所述脱气塔进料换热器(14)的出料口连接至所述脱气塔(15)的待解析液体入口；所述脱气塔(15)的解析气体出口连接至所述冷凝器(18)的气体入口；所述冷凝器(18)的冷凝后液体出口连接至所述脱气塔(15)的冷凝后液体入口；所述冷凝器(18)的未冷凝气体出口连接至所述脱气塔(15)的未冷凝气体入口；所述洗涤塔稀醋酸罐(3)的出口通过输送泵f(19)连接至所述脱气塔(15)的醋酸入口；所述脱气塔(15)的解析后液体出口通过输送泵e(17)送出。

Images