• 06-292020
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      四、压力 乙炔和醋酸合成醋酸乙烯是体积削减的反响,抬高压力对 反响有利,但压力高对配置哀求高,又担心全;压力太低,不单对反响倒霉,并且不行取胜编制阻力。故遵循编制阻力和乙炔胀风机允诺最高做事压力的哀求,合成反响压力应驾御正在肯定规模内。 合成反响的影响成分及工艺要求的选取 工艺流程简介 1.合成反响编制 来自清净编制的精乙炔与气体阔别塔出来的轮回乙炔夹杂后,由乙炔风机加压进入醋酸蒸发器。 罐区送来的醋酸经预热进入醋酸蒸发器加热汽化 与夹杂乙炔沿道经正、逆阀调理为两道,冷道不经预热,热道经第一预热器和第二预热器永别用蒸汽和高温SK油加热后,进入合成反响器。 正在合成反响器 内,醋酸、 乙炔夹杂气体正在触媒影响下天生醋酸乙烯(VAC),并放出反响热。一个别反响热被夹套SK油带走,用于第二预热器预热夹杂气体;大个别反响热被反响气带出。反响气经粉末阔别器除去大个别触媒碳粉后,进入气体阔别塔。 合成反响编制 2.气体阔别阶段 反响气正在气体阔别塔内用轮回反响液三段直接洗涤、汲取冷凝,VAC、 未反响的醋酸和乙炔气体阔别。轮回反响液永别用轮回水和冷冻盐水冷却,一轮回液中捕集有触媒粉末,排出小个别至精馏过滤系 统过滤;二轮回液和三轮回液含有VAC、 未反响的醋酸、少量副产品乙醛和丁烯醛等杂质举动反响液个别采出,送往精馏工序阔别精制。 气体阔别流程图 3.乙炔接受编制 未反响的乙炔气体轮回运用,为包管轮回乙炔纯度,采出少量轮回气体送往乙炔接受编制净化。 排出乙炔由乙炔风机加压进入汲取塔,乙炔被低温汲取液汲取,未汲取的惰性气体正在塔顶放空。汲取液与解吸塔釜液换热落后入解吸塔解析出乙炔,解析液与低温汲取液换热,再经盐水冷却落后入汲取塔轮回运用。解析出来的乙炔与精馏工序送来的反响液析出乙炔沿道送入水洗塔,用低温水洗涤除去乙醛后,送往乙炔清净编制的归纳洗涤塔净化。乙醛水送往精馏萃取塔。 乙炔接受 精馏单位工艺流程-粗分编制 精馏单位工艺流程-VAC精制编制 精VAC产物规格 目标 上等品 及格品 外 观 无色透后液体 无色透后液体 纯度( wt ) ≥99.9 0% ≥99.8 0% 总杂质( wt ) ≤0.100% ≤0.150 % 逛离酸(以HAC计) ≤0.0040%(wt) ≤0.0050%(wt) 乙醛( wt ) ≤0.0040% ≤0.0090% 水分( wt ) ≤0.040% ≤0.060% 丁烯醛( wt ) ≤0.0005% ≤0.0015% 活性度 ≤11分 ≤12分 色 度 ≤5 ≤15 蒸发残渣( wt ) ≤0.0050% ≤0.0100% 密度(20℃)kg/m3 931~933 930~934 原辅质料及公用工程单耗量 序号 名称 单元 吨VAC耗量 备注 1 电石(准绳) kg 1208 2 醋酸 kg 720 3 活性炭 kg 8 4 醋酸锌 kg 4 5 硫叉二苯胺 kg 0.15 6 冷却水 t 360 7 软水 t 0.5 8 蒸汽 t 2.5 9 仪用气 Nm3 7 10 杂用气 Nm3 80 泊车检修用 11 氮气 Nm3 50 事变及泊车检修用 12 电 kw.h 215 序号 驾御项目 单元 驾御目标 1 反响器触媒内存量 m3 45~100 2 空间速率 h 105~135 3 克分子比 ? 2.0~3.0 4 空时收率STY t/d·m3 1~1.2 5 HAC转化率 % 30~40 6 合成反响入口温度 ℃ 100~160 7 油温调理出口温度 ℃ 130~230 8 合成反响下部温度 ℃ 170~210 9 合成反响中部温度 ℃ 168~210 10 合成反响上部温度 ℃ 170~210 重要工艺本领参数 乙炔制醋酸乙烯酯 乙炔制醋酸乙烯酯 一、概述 二、合成反响道理 三、合成反响的影响及工艺要求的选取 四、工艺流程 五、重要工艺参数 醋酸乙烯酯,CH3COOCH=CH2简称醋酸乙烯,英文缩写为VAc。 无色、易燃的液体,沸点72.7℃。 因分子中含乙烯基双键,易爆发纠合反响,适于创制均聚物或共聚物。 概述 概述 醋酸乙烯合成坐蓐工艺本领大概 制备醋酸乙烯酯 石油乙烯法 乙炔法 自然气乙炔法 电石乙炔法 遵循合成醋酸乙烯原料的出处 制备醋酸乙烯酯有三种差异的原料途径 ⑴石油乙烯法 以石油裂解联产乙烯为原料,采用众管型固定床反响器气相氧化合成醋酸乙烯 目前,邦内的上海石化和北京有机化工场采用这种设施 概述 醋酸乙烯合成坐蓐工艺本领大概 概述 醋酸乙烯合成坐蓐工艺本领大概 ⑵自然气乙炔法 以自然气为原料,个别氧化裂解制得乙炔 采用固定床反响器气相催化合成醋酸乙烯的自然气乙炔法。 目前邦内四川川维引进有坐蓐安装。 概述 醋酸乙烯合成坐蓐工艺本领大概 ⑶电石乙炔法 用水与电石坐蓐乙炔 采用欢腾床反响器气相催化合成醋酸乙烯的电石乙炔法是最早完毕工业化的一种坐蓐设施。 邦内有10家聚乙烯醇坐蓐厂采用电石乙炔法原料途径。 固定床与欢腾床反响器本领特色 序号 名称 单元 固定床 欢腾床 1 反响器尺寸 mm Φ4000×2000×75000 Φ2800/3200~Φ4200/4800 2 反响器数目 台/套 3 1 3 坐蓐本领 t/年·套 30000 15000~36000 4 反响温度 ℃ 165~205 170~210 5 乙炔/醋酸进料比 克分子比 6~8 2~3 6 空时收率STY t/m3·d 2~2.4 1~。12 7 醋酸转化率 % 70~80 30~40 8 空间速率 h-1 250~280 100~180 9 催化剂装载量 m3/套 15×3 45~100 固定床与欢腾床比拟 利益:克分子比大、空速高、醋酸转化率高、空时收率高、触媒花费低、反响液质地好,反响气中不带碳粉,对阔别有利。 舛讹:产量周期性颠簸大、反响器内温度不匀称、坐蓐周期短、改换触媒韶华长、劳动强度大 欢腾床反响器特色是本领成熟,操作和平褂讪。 固定床反响器比欢腾床反响用具有肯定上风,但目前这项本领惟有川维驾驭,不具一般性,是以本次以邦内一般采用的欢腾床反响器工艺本领实行阐发。 固定床与欢腾床反响器本领特色 合成反响道理 乙炔是具有三键的不饱和烃,化学本质生动。 醋酸是一种具有生动氢的化合物。 醋酸乙烯的坐蓐即是诈骗乙炔与带有生动氢的醋酸实行乙烯基反响这一道理实行的 O ‖ C2H2+CH3COOH→CH2=CH-C-CH3+22.18kcal/克分子 从热力学的角度剖释,此反响正在常温下就可能实行所有,但反响速率极其从容,必需有触媒的存正在,并正在肯定温度下实行反响才有工业化事理。本工艺采用醋酸锌-活性炭作触媒,正在170~220℃于常压下实行合成反响。其反响机理为: 这一络合物疾速实行分子重排,天生新的中心化合物: HC=CH·Zn(OCOCH3)2→CH2=CH ·Zn(OCOCH3) ② OCOCH3 合成反响道理 乙炔分子吸附正在触媒的外外上造成络合物: C2H2+Zn(OCOCH3)2→HC=CH·Zn(OCOCH3)2 ① 合成反响道理 CH2=CH·Zn(OCOCH3)+CH3COOH→CH=CH2+Zn(OCOCH3)2 ③ OCOCH3 OCOCH3 醋酸乙烯合成反响即是按以上三步实行的,以反响①最慢。遵循化学平均道理,正在坐蓐顶用抬高乙炔对醋酸克分子比(简称克分子比)的设施,填补乙炔的浓度以加疾合成反响速率,从而获得较高的空时收率(STV)。 副反响 醋酸乙烯制备常睹的重要副反响如下: (1 )乙醛的天生: C2H2+H2O→CH3CHO CH2CHOCOCH3+H2O→CH3CHO+CH3COOH CH3CH(OCOCH3)2→CH3CHO+(CH3CO)2O (2)丁烯醛的天生: 2CH3CHO→CH3CH=CHCHO+H2O HC≡CH+CH3CHO→CH3CH=CHCHO 合成反响道理 副反响 (3)丙酮的天生: 2CH3COOH→CH3COCH3+CO2+H2O Zn(OCOCH3)2→CH3COCH2+CO2+ZnO-CH≡CH+2CH3COOH→CH3CH(OCOCH3)2 (4)醋酐的天生: 2CH3COOH→(CH3CO)2O+H2O CH3CH(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+CH3CHO Zn(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+ZnO 合成反响道理 副反响 (5)乙炔纠合物的天生: 3C2H2→C6H6 2C2H2→CH2=CH-C≡CH 以上副反响的形成不单挥霍了原料,并且影响产物格地。是以,必需厉酷驾御原料质地,选取适宜的工艺要求,以包管产物格地,低浸花费 合成反响道理 合成反响的影响成分及工艺要求的选取 触媒的运用,要统筹活性、选取性和寿命。既要包管而今的 坐蓐本领,又要包管产物格地,还要饱满阐扬触媒的影响。正在触媒运用进程中必需留心避免下面几种景况爆发。 1、触媒中毒 醋酸锌-活性炭触媒的活化是基于活性炭对醋酸锌的化学吸附,使醋酸锌活化,才具有与乙炔影响的本领。原料气中含有 的硫化氢、 磷化氢等杂质,能与活化的醋酸锌爆发化学影响,调动为无活性的物质,使触媒活性核心削减。 是以,触媒的活性明显低落,酿成触媒悠久性中毒。为避免触媒中毒,必需对原料气中的无益杂质厉酷驾御,强化操作,抬高清净成果。 一、对触媒运用的哀求 一、对触媒运用的哀求 2、触媒沾污 正在合成反响中,编制中不饱和烃和不饱和中心化合物也许自聚或共聚,形成难挥发的纠合物,正在触媒外外造成一层炭积物(亦称结焦),这类炭积物遮盖正在触媒的外外,从而使活性低落是以, 要厉酷驾御反响温度的传热要求,避免触媒个别过热。 3、触媒熔结 触媒熔结是指醋酸锌晶粒长大或熔结,从而使触媒比外外缩小,活性核心失掉 是以,正在触媒运用进程中,温度驾御要平均,厉禁超温运用。 合成反响的影响成分及工艺要求的选取 4、活性组分的吃亏 活性组分的吃亏是指醋酸锌的吃亏,其吃亏的起因正在于升华、瓦解和机器磨损。当反响温度高于200℃时,随温度的升高,醋酸锌升华慢慢加剧。醋酸锌升华是触媒活性低落的重要起因之一,故想法强迫升华对保留触媒活性和延迟运用寿命具有首要事理。触媒正在流化进程中因为磨损将使醋酸锌随炭粉被气流带走,使触媒活性组分削减,活性低落,是以,应选取高强度的活性炭和合理的床层组织。 5、触媒装载量 触媒装载量(即内存量)驾御要适宜。装载量太少容易形成沟流,且不行饱满阐扬配置的坐蓐本领;但装载量太众,触媒飞散量大,且编制阻力填补,不易抬高空速,触媒流化质地差,影响反响液质地。特别是新触媒,填装量更要驾御适宜,不行太众。 合成反响的影响成分及工艺要求的选取 一、对触媒运用的哀求 二、反响温度 温度是影响合成反响的首要成分,它影响到合成的产量、 质地、触媒的活性、选取性和寿命。 醋酸乙烯合成反响是正在肯定温度规模内实行的。因为醋酸锌-活性炭触媒对乙炔爆发化学吸附肇始温度为160℃,而且缔合为双分子的醋酸正在160℃以上起初离解为单分子醋酸,才气 与乙炔反响。是以, 反响温度不得低于160℃。 当反响温度升高时,反响速率加疾,醋酸单程转化率升高,使空时收率填补。但反响温渡过高,触媒中毒系数增大,选取性低浸,付反响增加,使反响液中丙酮、丁烯醛、二乙烯基乙炔等无益杂质增加,影响产物格地,故反响温度寻常不应抢先210℃。 触媒运用初期,活性较高,反响温度应驾御不才限;运用中期,活性和选取性都较好,反响温度的抬高应较从容,如许相应使触媒最大范围地获得诈骗;运用后期,触媒活性较差,为了保卫肯定的坐蓐本领,寻常正在较高温度下操作,并应加疾提温速率,以避免高温期坐蓐韶华过长,影响产物格地和产量。 合成反响的影响成分及工艺要求的选取 三、对原料的哀求 1、乙炔 抬高乙炔的纯度等于抬高了乙炔的分压,不单对抬高产量有利,并且因为削减了其它无益杂质的含量,使副反响削减,触媒中毒系数小,反响液质地好。进入合成反响器的乙炔(称夹杂乙炔),它征求原料乙炔、接受乙炔和轮回乙炔。要抬高进入反响器的乙炔纯度,除包管原料乙炔的纯度和清净成果外,何如削减轮回乙炔中的醋酸乙烯、乙醛等吵嘴常用意义的。是以,要厉酷驾御气体阔别塔顶部温度。履行证实,从三段采出反响液关于抬高轮回乙炔纯度有肯定的成果。 合成反响的影响成分及工艺要求的选取 2、醋酸 进厂的原料醋酸应契合质地准绳。精馏和接受醋酸应驾御纯度、 丁烯醛、水含量及比活性度,进入反响器的醋酸杂质众、比活性度差,将使触媒活性低浸,影响反响液质地,还会酿成恶性轮回。