李欣平　中國(guó)石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院　吉林　132002

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丙烯酸洗滌吸收工藝改進(jìn)

李欣平*中國(guó)石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院吉林132002

摘要通過(guò)對(duì)現(xiàn)有裝置丙烯酸氧化單元洗滌吸收工藝改進(jìn)，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(fù)荷，最大限度回收丙烯酸，從而降低丙烯酸裝置的生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞丙烯酸洗滌吸收脫鹽水廢水改進(jìn)

*李欣平：教授級(jí)高級(jí)工程師。1992年畢業(yè)于吉林化工學(xué)院。現(xiàn)從事工藝設(shè)計(jì)工作。

聯(lián)系電話(huà)：(0432)63911308，Email: jly_lxp0131@petrochina.com。

1設(shè)計(jì)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(fā)生反應(yīng)，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(guò)程為放熱氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度較高。在采用循環(huán)尾氣法的工藝裝置中，洗滌塔頂出來(lái)的部分尾氣直接循環(huán)至氧化反應(yīng)器，因此氧化催化劑對(duì)塔頂部尾氣組成有較高的要求。現(xiàn)有裝置洗滌塔頂均采用脫鹽水直接吸收丙烯酸氣來(lái)保證吸收效果，以滿(mǎn)足氧化催化劑要求，因此生產(chǎn)裝置要消耗大量脫鹽水，增加了生產(chǎn)成本。

2丙烯酸洗滌吸收工藝改進(jìn)

丙烯酸氧化單元工藝流程見(jiàn)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(huán)尾氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001，再與丙烯一起進(jìn)入混合器M-1002，進(jìn)行充分混合，作為第一反應(yīng)器R-1001的進(jìn)料，在氧化催化劑存在條件下，在第一反應(yīng)器R-1001內(nèi)丙烯與空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯醛和少量丙烯酸；第一反應(yīng)器R-1001出口氣體與補(bǔ)充的新鮮空氣在混合器M-1003內(nèi)混合，進(jìn)入第二反應(yīng)器R-1002，繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成丙烯酸 ；第二反應(yīng)器R-1002出口氣體經(jīng)反應(yīng)物冷卻器E-1001冷卻，冷卻后的丙烯酸氣進(jìn)入洗滌塔T-1001底部進(jìn)行洗滌吸收，制得粗丙烯酸溶液由洗滌塔T-1001底部流出，進(jìn)入下一單元進(jìn)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(jīng)脫水器V-1007，進(jìn)行脫水處理后經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)K-1002壓縮，壓縮后的循環(huán)尾氣進(jìn)入預(yù)混合器M-1001，繼續(xù)參與氧化反應(yīng)。此單元丙烯酸洗滌吸收工藝改進(jìn)為： 洗滌塔T-1001塔頂進(jìn)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(chǎn)裝置中丙烯酸精制單元產(chǎn)生的含酸廢水，廢水量占混合洗滌吸收液總量的50%～60%(wt)。經(jīng)設(shè)計(jì)核算與實(shí)際檢測(cè)，洗滌塔吸收丙烯酸氣后排放的循環(huán)尾氣進(jìn)入氧化反應(yīng)器對(duì)氧化催化劑沒(méi)有不良影響。改進(jìn)工藝的優(yōu)點(diǎn)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(fù)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(chǎn)成本。

3具體實(shí)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(jìn)行吸收，各項(xiàng)對(duì)比指標(biāo)見(jiàn)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(shí)的情況，當(dāng)含丙烯酸廢水量占洗滌吸收液總量50%或 60%情況時(shí)，各項(xiàng)組成數(shù)據(jù)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(jié)約成本約220萬(wàn)元，給用戶(hù)帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)語(yǔ)

某80kt/a丙烯酸裝置建成后的實(shí)際運(yùn)行表明，丙烯酸氧化單元丙烯酸的洗滌吸收工藝改進(jìn)安全、可靠，沒(méi)有發(fā)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(dá)標(biāo)。此改進(jìn)工藝減少裝置脫鹽水用量和廢水排放量，減少?gòu)U水單元處理負(fù)荷，能最大限度回收丙烯酸，從而降低丙烯酸裝置的生產(chǎn)成本，到達(dá)節(jié)能、環(huán)保社會(huì)效益。

表1　采用不同種類(lèi)洗滌吸收液各項(xiàng)工藝指標(biāo)對(duì)比表

注：ACA為醋酸；AA為丙烯酸；PP為丙烯；FAL為甲醛；MAH為馬來(lái)酸酐

參考文獻(xiàn)

1王撫華.化學(xué)工程實(shí)用專(zhuān)題設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè))[M].學(xué)苑出版社，2002.10.

2天津大學(xué)化工原理教研室.化工原理[M].天津大學(xué)出版社，1999.6.

3中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司等.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)(第四版)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.6.

(收稿日期2015-12-01)