丙烯酸洗滌吸收工藝改進

李欣平　中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院　吉林　132002

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丙烯酸洗滌吸收工藝改進

李欣平*中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院吉林132002

摘要通過對現有裝置丙烯酸氧化單元洗滌吸收工藝改進，丙烯酸洗滌塔頂洗滌液由脫鹽水改為含酸廢水和脫鹽水混合液，減少脫鹽水用量和丙烯酸廢水排放量，減輕裝置廢水單元處理負荷，最大限度回收丙烯酸，從而降低丙烯酸裝置的生產成本。

關鍵詞丙烯酸洗滌吸收脫鹽水廢水改進

*李欣平：教授級高級工程師。1992年畢業于吉林化工學院。現從事工藝設計工作。

聯系電話：(0432)63911308，Email: jly_lxp0131@petrochina.com。

1設計背景

丙烯兩步加氧法制丙烯酸，以丙烯、空氣為原料，在氧化催化劑存在的條件下發生反應，第1步是丙烯氧化生成丙烯醛，第2步是丙烯醛氧化生成丙烯酸：

CH2=CH-CH3+O2→ CH2=CH-CHO+H2O

CH2=CH-CHO+1 / 2 O2→ CH2=CH-COOH

該過程為放熱氧化反應，反應溫度較高。在采用循環尾氣法的工藝裝置中，洗滌塔頂出來的部分尾氣直接循環至氧化反應器，因此氧化催化劑對塔頂部尾氣組成有較高的要求。現有裝置洗滌塔頂均采用脫鹽水直接吸收丙烯酸氣來保證吸收效果，以滿足氧化催化劑要求，因此生產裝置要消耗大量脫鹽水，增加了生產成本。

2丙烯酸洗滌吸收工藝改進

丙烯酸氧化單元工藝流程見圖1。

圖1　丙烯酸氧化單元工藝流程

丙烯酸氧化單元中新鮮空氣、蒸汽、循環尾氣進預混合器M-1001，再與丙烯一起進入混合器M-1002，進行充分混合，作為第一反應器R-1001的進料，在氧化催化劑存在條件下，在第一反應器R-1001內丙烯與空氣中的氧氣進行化學反應，生成丙烯醛和少量丙烯酸；第一反應器R-1001出口氣體與補充的新鮮空氣在混合器M-1003內混合，進入第二反應器R-1002，繼續進行化學反應生成丙烯酸 ；第二反應器R-1002出口氣體經反應物冷卻器E-1001冷卻，冷卻后的丙烯酸氣進入洗滌塔T-1001底部進行洗滌吸收，制得粗丙烯酸溶液由洗滌塔T-1001底部流出，進入下一單元進行精制。洗滌塔T-1001頂部放出尾氣，一部分送入催化焚燒單元，另一部分經脫水器V-1007，進行脫水處理后經循環氣壓縮機K-1002壓縮，壓縮后的循環尾氣進入預混合器M-1001，繼續參與氧化反應。此單元丙烯酸洗滌吸收工藝改進為： 洗滌塔T-1001塔頂進入的洗滌吸收液由脫鹽水改為含丙烯酸廢水和脫鹽水的混合液，其中丙烯酸廢水為生產裝置中丙烯酸精制單元產生的含酸廢水，廢水量占混合洗滌吸收液總量的50%～60%(wt)。經設計核算與實際檢測，洗滌塔吸收丙烯酸氣后排放的循環尾氣進入氧化反應器對氧化催化劑沒有不良影響。改進工藝的優點是采用含丙烯酸廢水和脫鹽水的混合液，減少了脫鹽水用量，減輕了廢水單元處理負荷，減少裝置廢水排放量，又最大限度回收丙烯酸，提高丙烯酸收率 ，從而降低生產成本。

3具體實施案例

以80kt/a丙烯酸裝置為例，丙烯酸氧化單元洗滌塔頂洗滌吸收液分別采用脫鹽水和含丙烯酸廢水與脫鹽水混合液進行吸收，各項對比指標見表1。表中給出的混合洗滌吸收液是含丙烯酸廢水量占總量55%(wt)時的情況，當含丙烯酸廢水量占洗滌吸收液總量50%或 60%情況時，各項組成數據變化不大，基本相近。

從表1中可以看出，采用含酸廢水與脫鹽水混合液作為洗滌吸收液，每年可節約成本約220萬元，給用戶帶來可觀的經濟效益。

4結語

某80kt/a丙烯酸裝置建成后的實際運行表明，丙烯酸氧化單元丙烯酸的洗滌吸收工藝改進安全、可靠，沒有發生任何氧化催化劑中毒等事故情況，裝置廢氣廢水排放均達標。此改進工藝減少裝置脫鹽水用量和廢水排放量，減少廢水單元處理負荷，能最大限度回收丙烯酸，從而降低丙烯酸裝置的生產成本，到達節能、環保社會效益。

表1　采用不同種類洗滌吸收液各項工藝指標對比表

注：ACA為醋酸；AA為丙烯酸；PP為丙烯；FAL為甲醛；MAH為馬來酸酐

參考文獻

1王撫華.化學工程實用專題設計手冊(上冊)[M].學苑出版社，2002.10.

2天津大學化工原理教研室.化工原理[M].天津大學出版社，1999.6.

3中國石化集團上海工程有限公司等.化工工藝設計手冊(第四版)[M].化學工業出版社，2009.6.

(收稿日期2015-12-01)