一種高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，屬于化工領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括第三精餾塔、第四精餾塔，第三精餾塔與第四精餾塔采用聯(lián)合精餾方式。本發(fā)明以合成的粗醋酸乙烯為原料，采用雙塔“一次蒸發(fā)、一次冷凝”精餾的方式，得到了純度99.90%以上的精醋酸乙烯，解決了傳統(tǒng)工藝中粗醋酸乙烯雜質(zhì)多和能耗高問(wèn)題，達(dá)到了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平，拓寬了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
【專利說(shuō)明】
一種高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，特別涉及采用乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯產(chǎn)品的分離技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]醋酸乙烯作為一種無(wú)色透明液體，是世界上產(chǎn)量最大的50種基本化工原料之一，以VAC為原料可以生產(chǎn)聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、粘合劑、涂料、乙烯共聚物等一系列重要的化工、化纖產(chǎn)品。它被廣泛用于紡織、建筑、汽車、輕工、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，主要用于生產(chǎn)聚乙烯醇樹(shù)脂和合成纖維。其單體能共聚可生產(chǎn)多種用途粘合劑;還能與氯乙烯、丙烯腈、丁烯酸、丙烯酸、乙烯單體能共聚接枝、嵌段等制成不同性能的高分子合成材料。
[0003]目前，醋酸乙烯產(chǎn)品的傳統(tǒng)分離工藝主要是將合成的粗醋酸乙烯經(jīng)過(guò)第一精餾塔、第二精餾塔脫除乙炔、部分乙醛后，再經(jīng)過(guò)第三精餾塔、第四精餾塔“兩次加熱、兩次冷凝”精餾分離醋酸、乙醛、丙酮、水、丁烯醛等雜質(zhì)，得到精醋酸乙烯;這種傳統(tǒng)分離工藝不僅能耗高，而且很難將醋酸乙烯中的雜質(zhì)含量降至滿足高分子合成材料的應(yīng)用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]隨著醋酸乙烯應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對(duì)醋酸乙烯產(chǎn)品的純度和各項(xiàng)雜質(zhì)的技術(shù)指標(biāo)要求越來(lái)越高，尤其是在聚乙烯醇生產(chǎn)、紡織、高分子合成材料等方面，對(duì)純度和雜質(zhì)含量要求極為嚴(yán)茍基本要求為醋酸乙稀中的醋酸控制在20mg/kg以下、水控制在150mg/kg以下。傳統(tǒng)的“兩次加熱、兩次冷凝”精餾分離工藝很難將醋酸乙烯中的醋酸雜質(zhì)降至20mg/kg以下。
[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種降低醋酸乙烯中醋酸、水等雜質(zhì)含量，節(jié)約能源，減少產(chǎn)品物料在非產(chǎn)品系統(tǒng)的含量，得到高純度醋酸乙烯的分離系統(tǒng)。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的技術(shù)方案是這樣的:
一種高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，該分離系統(tǒng)包括:第三精餾塔和第四精餾塔，第三精餾塔與第四精餾塔相連。上述精餾塔采用斜孔塔盤(pán)，所述的斜孔塔盤(pán)采用雙溢流水平安裝。斜孔塔盤(pán)能充分利用塔內(nèi)可以利用的空間，包括塔盤(pán)、降液管和分布器等，使其盡最大可能地提供相接觸面積和降低壓降，從而提高板效率。斜孔塔盤(pán)是在總結(jié)各種塔板優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的一種新型塔板。塔板上沖有若干排平行的斜孔，汽流從斜孔中噴出，其孔口方向相同，相鄰兩排的孔口方向相反，交錯(cuò)排列。這樣，一方面可以加大氣體的流速，減少霧沫夾帶，另一方面由于相鄰兩排斜孔噴出的氣流對(duì)液流的推動(dòng)，形成了相互牽制的作用，不僅能消除氣流不斷加速而使液體推向塔壁一側(cè)的現(xiàn)象，而且有使液體變成多程折流的趨勢(shì)，增加了液體流道的長(zhǎng)度，使氣液接觸良好，液層低而均勻，大大提高了塔板的效率和生產(chǎn)能力。而且斜孔塔盤(pán)不易堵塞，特別適合本系統(tǒng)易自聚醋酸乙烯使用。
[0007]本發(fā)明是以第二精餾塔釜出作為原料，原料中各成分的重量百分比為:醋酸乙烯含量40-42%，醋酸為56-58%左右，水含量為0.19-0.21%，輕組份乙醛為0.19-0.21%、輕組份丙酮0.19-0.21%。上述經(jīng)三塔進(jìn)料口送至第三精餾塔，通過(guò)第三精餾塔和第四精餾塔聯(lián)合精餾，除去粗醋酸乙烯中的部分醋酸、水及輕組分，達(dá)到將醋酸乙烯提濃的目的。第三精餾塔塔底采用再沸器作為熱源，塔頂氣相醋酸乙烯純度約99.10%的物料，再送往第四精餾塔，第四精餾塔釜液作為三塔回流。第三精餾塔是用于醋酸乙烯與醋酸等重組份的初步分離，塔頂醋酸乙烯達(dá)到99.10%以上的濃度，三塔釜出醋酸乙烯的含量降低至0.0I %以下。第四精餾塔利用斜孔塔盤(pán)繼續(xù)將醋酸乙烯提濃，四塔氣相經(jīng)過(guò)第一餾出冷凝器初步冷凝，冷凝器尾氣進(jìn)入第二餾出冷凝器，冷凝器下液大部分進(jìn)入餾出槽，餾出槽油相作為四塔回流，餾出槽分離水排入下一系統(tǒng)處理。冷凝器下液還有少量進(jìn)入分離水槽，分離水槽油相進(jìn)入餾出槽補(bǔ)充回流，分離水中的水、乙醛、丙酮等輕組分排入下一系統(tǒng)處理。四塔初加料作為第四精餾塔初開(kāi)車時(shí)使用，四塔中采產(chǎn)品醋酸乙烯的純度在99.90%以上作為商品銷售。
[0008]本發(fā)明具有如下有益效果:
(I)本發(fā)明以精餾二塔釜粗醋酸乙烯為原料，采用兩塔聯(lián)合精餾的方式，得到了純度99.90%以上的精醋酸乙烯，達(dá)到了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。
[0009 ] (2 )本發(fā)明解決了傳統(tǒng)工藝中0.0040%左右的高醋酸含量的問(wèn)題，拓寬了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，為產(chǎn)品的銷售打開(kāi)了市場(chǎng)。
[0010](3)本發(fā)明采用“一次蒸發(fā)、一次冷凝”的分離工藝，解決了傳統(tǒng)工藝中高消耗的問(wèn)題，醋酸乙烯能耗指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)分離工藝。
[0011](4)本發(fā)明利用了斜孔塔盤(pán)，醋酸乙烯的跑損量由傳統(tǒng)工藝的0.3%降低至0.01%以下，提高了醋酸乙烯產(chǎn)品的回收率。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明圖1中精餾塔內(nèi)的斜孔塔盤(pán)示意圖。
[0014]如圖1、圖2所示:1-第三精餾塔，2-第四精餾塔，3-再沸器，4-第一餾出冷凝器，5_第二餾出冷凝器，6-餾出槽，7-分離水槽，8-三塔進(jìn)料口，9-三塔釜出，I O-三塔回流，11 -三塔氣相加料口，12-四塔氣相，13-冷凝器尾氣，14-冷凝器下液，15-四塔回流口，16-分離水槽油相，17-分離水管線，18-四塔中采口，19-分離水口，20_四塔初加料口，21_斜孔塔盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明描述范圍并不僅限于此。
[0016]一種高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，包括第三精餾塔1、第四精餾塔2，第三精餾塔I與第四精餾塔2聯(lián)合運(yùn)行，第三精餾塔I的塔徑為4200mm，塔板數(shù)為54層;第四精餾塔2塔徑為4000mm，塔板數(shù)為40層。
[0017]所述精餾塔均采用斜孔塔盤(pán)21，所述斜孔塔盤(pán)采用雙溢流交錯(cuò)排列方式。第三精餾塔I和第四精餾塔2的斜孔塔盤(pán)的板間距均為500mm。
[0018]三塔進(jìn)料口8設(shè)置于第三精餾塔I塔身的23.9-24.3m(從塔底往塔頂計(jì))之間，并設(shè)置有三塔回流1、三塔釜出9。
[0019]第四精餾塔2塔頂設(shè)置有四塔氣相12，塔底設(shè)置有液相釜出口。三塔氣相加料口11設(shè)置于塔身的4_5m(從塔底往塔頂計(jì))之間，四塔初加料口 20設(shè)置于塔身的2.8-3.Sm(從塔底往塔頂計(jì))之間，四塔中采口 18設(shè)置于塔身的16-18m(從塔底往塔頂計(jì))之間?？拷斣O(shè)置有四塔回流口 15。
[0020]上述高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，其特征在于:第三精餾塔I塔高46-50m，優(yōu)選為48.05m，塔徑為4.0-4.5m，優(yōu)選為4.2m，有效提高處理的負(fù)荷量。三塔進(jìn)料口設(shè)置為24、26、28層(從塔底往塔頂計(jì))，優(yōu)選為26層，使進(jìn)料組分接近于進(jìn)料口塔板板層物料組分，防止進(jìn)料組分波動(dòng)對(duì)塔工藝穩(wěn)定造成影響，同時(shí)利用高效率的斜孔塔盤(pán)可控制塔釜的醋酸乙烯含量在0.01%以下。
[0021]上述高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，采用再沸器一次加熱，采用冷凝器串聯(lián)一次冷凝，可減少加熱能源和冷卻能源的消耗。
[0022]上述高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，其特征在于:第四精餾塔2塔高26-28m，優(yōu)選為27.60m，塔徑3.80-4.20m，優(yōu)選為4.00m，可有效提高處理的負(fù)荷量，改善原工藝中醋酸在產(chǎn)品中無(wú)法脫除的問(wèn)題。塔頂餾出槽6設(shè)置有3.2m高的分層擋板，增加了第四精餾塔2塔頂液中的醋酸乙烯與水的停留時(shí)間，將餾出槽6的分離水19排出，使四塔中采口 18中精醋酸乙烯中的水小于150mg/kg。第四精餾塔2塔底處設(shè)置有DN150的不合格醋酸乙烯進(jìn)料口，以方便處理不合格醋酸乙烯。
[0023]上述高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，其特征在于:第四精餾塔2設(shè)置有第一餾出冷凝器4和第二餾出冷凝器5，方便控制四塔回流口 15回流中的丙酮、乙醛等含量在140mg/kg，餾出設(shè)有7-分離水槽，將分離系統(tǒng)中的水、乙醛、丙酮等雜質(zhì)除去。
[0024]將醋酸乙烯濃度38?42%粗醋酸乙烯溶液從三塔進(jìn)料口8進(jìn)入第三精餾塔I中，以0.6mpa蒸汽通過(guò)再沸器3作為熱源，精餾后塔頂氣相純度約99.1%的物料到第四精餾塔2的氣相加料口 11，四塔氣相12餾出乙醛、丙酮、水等輕組分經(jīng)過(guò)第一餾出冷凝器4冷凝，冷凝液進(jìn)入餾出槽6，餾出槽6內(nèi)醋酸乙烯與水等分層，醋酸乙烯經(jīng)過(guò)四塔回流口 15進(jìn)行回流，水等雜質(zhì)經(jīng)過(guò)分離水口 19排出。第一餾出冷凝器4未凝氣體進(jìn)入第二餾出冷凝器5，第二餾出冷凝器5的凝液部分進(jìn)入餾出槽6，部分進(jìn)入分離水槽7，經(jīng)過(guò)分離水管線17排出水、乙醛、丙酮等雜質(zhì)。第四精餾塔釜出的醋酸乙烯、醋酸進(jìn)入三塔回流10。最后，四塔中采口 18得到純度99.90%以上的醋酸乙烯產(chǎn)品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高純度醋酸乙烯分離系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括第三精餾塔、第四精餾塔，第三精餾塔與第四精餾塔相連，上述精餾塔采用斜孔塔盤(pán)，以第二精餾塔釜出作為原料，通過(guò)第三精餾塔和第四精餾塔聯(lián)合精餾，除去粗醋酸乙烯中的部分醋酸、水及輕組分，達(dá)到將醋酸乙烯提濃的目的；第三精餾塔塔頂醋酸乙烯純度為99.1%的物料，再送往第四精餾塔，第三精餾塔是用于醋酸乙烯與醋酸重組分的初步分離，塔頂醋酸乙烯達(dá)到99.10%以上的濃度，塔釜醋酸乙烯的含量降低至0.01%以下；第四精餾塔利用斜孔塔盤(pán)繼續(xù)將醋酸乙烯提濃，同時(shí)將原料中的乙醛、丙酮輕組分從塔頂餾出，四塔中采口所得醋酸乙烯產(chǎn)品的純度在99.90%以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的斜孔塔盤(pán)采用雙溢流水平安裝方式，第三精餾塔和第四精餾塔斜孔塔盤(pán)的板間距均為500mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的斜孔塔盤(pán)塔板上沖有若干排平行的斜孔，汽流從斜孔中噴出，其孔口方向相同，相鄰兩排的孔口方向相反，交錯(cuò)排列。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的第三精餾塔的塔徑為4200mm，塔板數(shù)為54層;第四精餾塔塔徑為4000mm，塔板數(shù)為40層。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的系統(tǒng)，其特征在于:第三精餾塔塔高46-50m，優(yōu)選為48.05m，塔徑為 4.0-4.5m，優(yōu)選為 4.2m。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的第三精餾塔上設(shè)置有三塔進(jìn)料口，該進(jìn)料口設(shè)置于塔身第24、26、28層(從塔底往塔頂計(jì))，優(yōu)選為26層，使進(jìn)料組分接近于進(jìn)料口塔板板層物料組分，防止進(jìn)料組分波動(dòng)對(duì)塔工藝穩(wěn)定造成影響。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的第四精餾塔塔高26-28m，優(yōu)選為27.60m，塔徑3.80-4.20m，優(yōu)選為4.00m，可有效提高處理的負(fù)荷量，改善原工藝中醋酸在產(chǎn)品中無(wú)法脫除的問(wèn)題。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的第四精餾塔塔頂餾出槽設(shè)置有3.2m高的分層擋板，增加了第四精餾塔塔頂液中的醋酸乙烯與水的停留時(shí)間，將水從塔頂餾出槽的分離水口排出，使四塔中采口中精醋酸乙烯中的水小于150mg/kg，第四精餾塔塔底處設(shè)有DN150的不合格醋酸乙烯進(jìn)料口，以方便不合格醋酸乙烯的處理。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:第四精餾塔設(shè)置有第一餾出冷凝器和第二餾出冷凝器，采用再沸器一次加熱，采用第一餾出冷凝器、第二餾出冷凝器串聯(lián)一次冷凝，可減少加熱能源和冷卻能源的消耗。
【文檔編號(hào)】B01D3/18GK105964008SQ201610553473
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】張仁文, 何洋, 劉永旺, 張龑
【申請(qǐng)人】中國(guó)石化長(zhǎng)城能源化工（寧夏）有限公司