醋酸裝置精餾系統工藝改造

包雷鳴

（中石油昆侖能源哈爾濱車用天然氣公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

本醋酸裝置采用西南化工研究院自主開發的甲醇低壓羰基化法制醋酸工藝，主要是以銠碘作為催化劑的核心體系，通過均相催化體系，把甲醇和CO合成為醋酸，其精餾工序采用加熱蒸餾、冷凝等工藝過程，把來自合成工序的HAC、H2O、Rh（CO）2I2和CH3I、HI的混合物料予以分離，得到成品醋酸，并把回收的催化劑及助催化劑送回合成工序循環使用。精餾工序主要設備為脫輕塔（T2301）、脫水塔（T2302）、成品塔（T2303）。進工序的氣相物料經脫輕塔得到粗醋酸（85.17%），經脫水塔脫水后形成干燥醋酸（99.69%），再經成品塔進一步提煉以及脫除丙酸，得到合格的成品醋酸（99.946%）。

1 內容

1.1 稀酸泵出口加裝至脫水塔回流罐回流線

（1）項目背景：稀酸泵出口壓力過高，正常運轉時震動很大，造成的不利因素主要有以下幾點：①造成機械密封損壞；②管線法蘭處被震開導致有介質外漏造成環境污染；③稀酸泵頻繁跳車，引發醋酸裝置整體停車，造成經濟損失。

（2）改造措施：如圖1，稀酸泵出口加裝至脫水塔回流罐回流線，通過此回流閥和原回流閥進行調節，能夠平穩控制泵的出口壓力及流量。

輸送液體是泵和管路相互配合完成的。泵安裝在一定的管路系統中工作，包括閥門開度也一定時，就有一定的流量與壓頭。如圖2，流量與壓頭是離心泵特性曲線與管路特性曲線交點處的流量與壓頭。

圖2

泵在實際操作過程中，經常需要調節流量。調節流量實質上就是改變離心泵的特性曲線或管路特性曲線來改變泵的工作點。離心泵流量調節有兩種方法：在排出管線上裝調節閥，以改變管路特性曲線。

改變離心泵的轉速或改變葉輪外徑，以改變泵的特性曲線，可調節流量、改變泵的工作點。改變閥門開度調節流量，方法簡便，應用廣泛。而我們遇到當閥門開度全開仍壓力過大情況，所以為了變向增加閥門的開度，選擇增加回流線來改造工藝過程，從而使流量調節范圍變寬。

（3）實施前后效果對比及經濟效益。實施前：稀酸泵出口壓力達到4.5MPa（正常壓力3.6MPa）；出口管線及出口回流線震動幅度過大；直接導致機封損壞，泄露嚴重，必須更換新機封；造成醋酸裝置停產，經濟損失巨大。實施后：加裝回流后，稀酸泵出口壓力正常控制在3.6MPa完全滿足醋酸裝置生產要求；出口管線無震動現象，稀酸旁冷器正常工作；機泵運轉正常，無泄漏現象，只需正常維護即可；保證了稀醋酸的正常輸出，滿足正常生產及開停車的要求。

2 脫輕塔系統的改造

（1）項目背景：醋酸工藝所用的銠碘催化體系，甲醇轉化率高，產品收率高，但也有其自身的缺點，所用催化劑體系中需要昂貴的銠催化劑，需要精心設計催化劑的循環及回收系統，在CO不足時易被氧化成沉淀，從系統中分離出去，造成催化劑損耗加大；反應體系中需要大量的水（水含量大于12%），會加大精餾工序分離產品的負擔，消耗大量的蒸汽能源；反應體系中，需要大量的碘化物，設備腐蝕嚴重，設備維護費用較高；系統中大量碘化物的存在，會增加系統的副反應，加大CO消耗，降低了CO轉化率，增加了生產成本；脫輕塔的精餾段塔板較少，沒有很好的回收催化劑和助催化劑；系統中大量的碘化物的存在，增加了精餾系統的處理負荷，必然消耗次磷酸和氫氧化鉀，增加了生產成本。

圖3

（2）改造措施：如圖3，在蒸發器和脫輕塔之間加裝一個過濾裝置，其內部加裝一個尖頂狀的具有過濾催化劑顆粒且有一定目數的濾布，從P2302出口引來沖洗液進入濾布的正下部，以0.8～1m3/h強力多孔噴射到濾布，在濾布上形成一層液膜，可以充分吸收氣相中的催化劑顆粒，沖洗下來的催化劑顆粒隨液相流入蒸發器系統，這樣減少了脫輕塔系統分離催化劑的負荷，降低了催化劑的消耗。

3 閃蒸閥FV2214改進

（1）項目背景：閃蒸閥FV2214的作用是將系統的能量以閃蒸的形式釋放，其閃蒸的能量可以將部分醋酸氣化，同時會將催化劑由不穩定的狀態變為穩定的多碘羰基銠狀態，目前對于閃蒸閥選型研究較多，國內部分醋酸裝置閃蒸閥為V型球閥，V型球閥對比角型球閥有以下好處：①由于沒有流道改變，采用V型球閥可以極大減少能量損失，降低了管道的震動頻率和強度，減少了工藝介質經過V型球閥汽化的概率，可以更好的通過在線測量儀表測量閃蒸量，實現合成工序的自動化操作，降低了操作人員的強度和難度，進而降低了裝置操作的不穩定因素。②由于沒有流道改變，系統能量損失小，使不穩定的催化劑得到了很好的保護，降低了催化劑的損耗，降低了生產成本。

4 在線分析系統改進

（1）項目背景：醋酸裝置現用的在線分析系統，其從取樣分析到輸出結果，用時需要半個小時，當反應系統穩定時，此延時還可以允許；當系統波動時，其滯后的輸出結果，對于工藝操作調整來說已無任何指導意義。

（2）改造措施：對ABB在線分析系統進行升級，其最新產品為FTIR（傅立葉紅外在線分析儀），其特點具有實時在線監控，反應時間短（一分鐘內就能給出系統組分），優于我們現用的在線分析裝置（其分析結果無法反映系統變化）。

5 結語

綜上所述，醋酸裝置自原始開工以來，操作人員在較短的時間內掌握了裝置的操作要領，很好的駕馭了這套全新的裝置，并根據本裝置在本地區生產的具體情況，總結出了適合自身的一套工藝生產方案。醋酸裝置中催化劑消耗在生產成本中占有較大的比例，所以要結合生產的具體情況，將催化劑的消耗降到設計指標之下，將我們的生產成本進一步降低，才能提高經濟效益，增加企業的生存能力。