文/張東華（安徽皖維高新材料股份有限公司）

聚乙烯醇是開發(fā)潛力較大的基礎(chǔ)化工材料，因其具有良好的紡絲性、成膜性、黏結(jié)性，在化工、紡織、塑料、造紙、制革、黏合、建筑等領(lǐng)域具有廣泛用途。工業(yè)上，生產(chǎn)聚乙烯醇的主要原材料是醋酸乙烯，醋酸乙烯在催化劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚醋酸乙烯，聚醋酸乙烯通過醇解反應(yīng)生成聚乙烯醇及相關(guān)副產(chǎn)物。醋酸乙烯的工業(yè)制備主要有石油乙烯法、天然氣乙炔法、電石乙炔法，目前國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的是電石乙炔法。電石乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯主要包括乙炔氣發(fā)生和凈化、醋酸乙烯的合成及精餾等工序[1]。由于主反應(yīng)發(fā)生的同時還伴隨著許多副反應(yīng)，合成工段送來的反應(yīng)液，除醋酸乙烯外還有未反應(yīng)的醋酸及溶解的乙炔、乙醛、丁烯醛、醋酐等雜質(zhì)，必須在精餾工序中加以分離，使醋酸乙烯純度達到質(zhì)量要求。本文研究醋酸乙烯生產(chǎn)過程中精餾殘渣有效成分的回收與廢氣綜合處理方法，以實現(xiàn)醋酸的高效回收及尾氣環(huán)保排放。

一、研究現(xiàn)狀

精餾工序的主要作用是將醋酸乙烯合成反應(yīng)液中的醋酸乙烯分離出來，使其達到聚合工藝所規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)。研究表明，醋酸乙烯精餾殘渣主要來自生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的醋酸乙烯精制工段, 殘渣中的有機物組分主要為醋酸及其他有機酸類, 其中醋酸的相對含量達到63.47%[2]。目前行業(yè)內(nèi)對精餾殘渣的主要處理方式是將其經(jīng)簡單蒸餾，送入堆池暫存后，交由有資質(zhì)的危廢處理單位進行處理。但簡單蒸餾最多只能回收殘渣中80%的醋酸，其余醋酸在暫存及轉(zhuǎn)運的過程中不斷揮發(fā)，對生產(chǎn)環(huán)境造成一定的不良影響。同時，醋酸乙烯的合成階段，在乙炔氣洗滌塔內(nèi)通過次氯酸鈉溶液對乙炔氣的洗滌，乙炔氣中的硫化氫、磷化氫、砷化氫等雜質(zhì)被氧化生成硫酸、磷酸、砷酸等酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)以酸霧的形式夾帶于乙炔氣體中，加入氫氧化鈉堿溶液，與乙炔氣中所含酸性氣體發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，生成可溶性鹽。可溶性鹽和未反應(yīng)的氫氧化鈉溶液一同排除，造成氫氧化鈉溶液的浪費。以上兩種處理方法均不太符合現(xiàn)代綠色發(fā)展的需求。因此，對醋酸乙烯生產(chǎn)過程中精餾殘渣有效成分的回收與廢氣綜合處理的方法進行研究，意義重大。

本文介紹的精餾殘渣有效成分的回收與廢氣綜合處理的裝置及方法，是利用減壓蒸餾的方法高效回收精餾殘渣中的有效成分醋酸，而且使生產(chǎn)聚乙烯醇合成階段產(chǎn)生的廢堿液得到高效利用，在降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時，也讓尾氣得以無污染綠色排放。本方法主要包括輕重組分分離、輕組分冷卻及廢氣堿洗和水洗等步驟。

二、精餾殘渣中醋酸的回收

精餾殘渣來自副產(chǎn)物以及未反應(yīng)的原料等，一般具有易燃性、腐蝕性和高毒性，如不能得到有效利用和處置，可能會對環(huán)境造成污染[2]。為了解決精餾殘渣中有效成分醋酸回收問題，通過設(shè)置包括殘渣罐、U 型管、冷凝器、真空機組、餾出槽、餾出液送出泵、殘渣池、堿洗塔、堿液循環(huán)泵、引風(fēng)機、乙炔氣洗滌塔和堿液補加泵的裝置，按照輕重組分分離、輕組分冷卻、廢氣的堿洗和水洗等過程完成。圖1 為該裝置流程圖。

圖1 精餾殘渣有效成分回收與廢氣綜合處理裝置簡圖

將精餾殘渣從殘渣入口加入殘渣罐中，真空機組將殘渣罐抽為負壓，控制U 型管以及夾套溫度，使輕重組分分離，重組分包含焦油、阻聚劑對苯二酚和對苯醌等，夾帶少量醋酸，輕組分主要為醋酸和水。殘渣罐壓力由真空機組控制為-45 kPa，殘渣罐溫度由U型管以及夾套所通入蒸汽量控制，一般為110 ℃。輕組分進入冷凝器，醋酸蒸汽被冷凝為醋酸液滴，經(jīng)冷凝器液相出口、冷凝液入口進入餾出槽，由餾出液送出泵將液態(tài)醋酸送回收工段進行循環(huán)利用；冷凝器通過循環(huán)水進行冷卻，水溫在25 ℃左右；冷凝器氣相入口處輕組分溫度在110 ℃左右，冷凝器液相出口處冷凝液溫度在50 ℃左右。

三、廢氣綜合處理

電石生產(chǎn)乙炔過程中生成的乙炔氣，工業(yè)凈化多采用次氯酸鈉，通過氧化反應(yīng)進行凈化[3]。中和反應(yīng)過程結(jié)束后，過量的氫氧化鈉與廢堿液通常被直接排入污水處理系統(tǒng)，造成了氫氧化鈉溶液的浪費。精餾殘渣經(jīng)分離后的重組分進入殘渣池，渣漿中混有的醋酸氣體經(jīng)殘渣池尾氣入塔口進入堿洗塔下部，與通過堿液入塔口所加的堿液相混合，發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，實現(xiàn)對合成工段產(chǎn)生的廢堿液的循環(huán)利用，未反應(yīng)完的醋酸氣體再經(jīng)過堿洗塔上段無離子水冷卻后，由引風(fēng)機抽走。通過廢堿液對重組分中醋酸氣體處理后，渣漿廢氣中醋酸鈉含量降低到8%左右。

四、結(jié)語

通過對醋酸乙烯生產(chǎn)過程中精餾殘渣成分的有效利用和廢氣綜合處理，不僅實現(xiàn)了精餾殘渣中醋酸的回收，同時也讓廢堿液得到有效利用，減少了污染物的排放，醋酸的回收率可以提高至88%，廢氣中醋酸含量降低至約8%。殘渣蒸發(fā)罐采用減壓蒸餾的方法可以節(jié)約蒸汽1 t/h。