醋酸乙烯的生产装置和工艺流程

醋酸乙烯的生产装置和工艺流程

摘要：简述了醋酸乙烯的基本性质，并对醋酸乙烯的生产工艺、生产装置、工艺流程

作出了阐述。

关键词：生产装置 工艺流程 发展情况

醋酸乙烯又名乙酸乙烯酯（VAc），该产品是无色可燃性液体，不溶于水，可溶于大多数有机溶剂；易燃，遇氯、溴、臭氧则迅速发生加成反应。从20世纪初被发现以来,经过近100 a的发展,醋酸乙烯通过生产聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、缩醛树脂等一系列衍生物,在涂料、合成纤维、皮革加工、土壤改良等领域得到了越来越广泛的应用,这些应用又进一步促进了醋酸乙烯生产技术的发展。

1 醋酸乙烯的生产工艺

1.1 乙炔法

1.1.1 乙炔液相法

醋酸乙烯VAc最早的生产方法———乙炔液相法。1912年, F Klatte用汞盐为催化剂,乙炔和醋酸液相合成二醋酸乙叉酯时,在副产物中发现了含量为5%的VAc。这种方法用硫酸汞为催化剂，在30～75℃的条件下,将过量的乙炔通入醋酸溶液中,生成的VAc由未反应的乙炔带出，副产的二醋酸乙叉酯可进一步裂解制VAc。 1.1.2 乙炔气相法

1921年,德国Consortium für Electrochemische Industrie公司开发出了乙炔、醋酸气相合成VAc的方法———乙炔气相法。 1.1.3 电石乙炔法

该方法通过电石与水反应生成乙炔，然后乙炔和醋酸在一定条件下，通过醋酸锌活性炭催化剂而生成醋酸乙烯。整个生产过程包括乙炔的生成和净化，以及醋酸乙烯的合成和精制。我国有10 家生产厂采用此工艺路线生产醋酸乙烯。

1.2 乙烯法

1.2.1 乙烯液相法

1960年,前苏联MoиceeB等发表研究报告,声称用氯化钯和乙酸钠在冰醋酸溶液中,通入乙烯加压密封静置过夜可制得VAc。但由于该法的催化剂中的氯离子对生产装置有强烈的腐蚀性，现已被淘汰。

1.2.2 乙烯气相法

自乙烯直接氧化合成VAc方法问世后, Bayer、Hoechst及USI等公司先后开展了相关的工业研究。1968年第一套乙烯气相Bayer法装置在日本投产,1972年乙烯气相USI法装置也开车成功。

1998年BP Amoco公司开发出了流化床乙烯气相法Leap工艺,并于2001年在英国Hull地区采用该工艺建设了一套250 kt/a的生产装置。该装置的投资费用比同等规模采用传统工艺建设的装置降低约30%。

2 醋酸乙烯的生产装置及工艺流程图

2.1 工艺流程图

图1 乙烯乙相氧化法生产醋酸乙烯酯的工艺流程

1-乙酸蒸发器；2-氧气混合器；3-反应器；4-冷却系统；5-吸收塔；6-初馏塔；7-脱气槽；8-汽提塔；9-脱水塔；10-水洗塔；11-CO2吸收塔；12-解吸塔；13-脱轻馏塔；14-脱重馏塔

2.2 工艺流程

主要含乙烯的循环气用压缩机升压至稍高于反应压力，和新鲜乙烯充分混合后—同进入乙酸蒸发器(1)的下部，与蒸发器上部流下的乙酸逆流接触。已被乙酸蒸气饱和的气体从蒸发器的顶部出来，用过热蒸汽加热到稍高于反应温度后进入氧气混合器(2)，与氧气急速均匀地混合，达到规定的含氧浓度，并严格防止局部氧气过量，以防爆炸。

从氧气混合器导出的原料气，在配管中途添加喷雾状的碳酸钾溶液后，进入列管式固定床反应器(3)。列管中装填钯-金催化剂，管间走中压热水，原料气在给定的温度、压力条件下与催化剂接触反应．放出的反应热被管间的热水所吸收，并汽化而产生中压蒸汽。反应产物含醋酸乙烯、CO2、水和其它副产物，以及未反应的乙烯、乙酸、氧和惰性气体，从反应器底部导出。

反应产物分步冷却到40℃左右，进入吸收塔(5)，塔顶喷淋冷乙酸，把反应气体中的醋酸乙烯加以捕集，从塔顶出来的未反应原料气，大部分经压缩机增压后，重新参加反应，小部分去循环气精制部分，脱除CO2进行净化。

反应生成的醋酸乙烯、水和未反应的乙酸一起作为反应液送至初馏塔(6)，分出乙酸循环使用；塔顶出来的蒸汽经冷凝后送脱气槽(7)进行降压，并脱除溶解在反应液中的乙烯等气体。此气体也循环使用，脱气的反应液经汽提、脱水等处理后送去精馏提纯。

来自吸收塔的小部分循环气，含CO2达15％～30％，先进入水洗塔(10)，在塔中部再用

乙酸洗涤一次，除去其中少量的醋酸乙烯，塔顶喷淋少量的水，洗去气体夹带的乙酸，以免在CO2吸收塔中消耗过多的碳酸钾。水洗后的循环气一部分放空，以防止惰性气体的积累，其余部分进入CO2吸收塔，在0.6～0.8MPa，100～120℃条件下与30％的碳酸钾溶液逆流接触，以脱除气体中的CO2。经过吸收处理后的气体，CO2含量降至4％左右，经冷凝干燥除去水分后，再回循环压缩机循环使用。

反应液在脱气槽中分为两层，下层主要是水，送汽提塔(8)回收少量的醋酸乙烯，釜液作为废水排出。上层液为含水的粗醋酸乙烯，送脱水塔(9)进行脱水，然后进脱轻馏分塔(13)除去低沸物后，再进脱重馏分塔(14)，塔顶蒸气经冷凝后即得质量达聚合级要求的醋酸乙烯精品。

纯醋酸乙烯的聚合能力很强，在常温下就能缓慢聚合，形成的聚合物易堵塞管道，影响正常操作。因此，在纯醋酸乙烯存放或受热的情况下，必须加入阻聚剂，如对苯二酚、二苯胺、乙酸铵等。

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