醋酸乙烯与聚乙烯醇生产工艺分析及综合优化

摘 要：化工行业是一个国家发展的重要的基础性行业，同时也是能源效益与污染排放大户，每年各地因化工生产所导致的污染屡见报端，做好化工生产中的工艺及设备改进，在降低化工生产所带来的污染的同时减少能源与原料的消耗是现今乃至今后一段时间内化工行业发展的重点。醋酸乙烯、聚乙烯醇是化工生产中的重要的基础性原料，同时也是能耗及污染排放大户，通过将新型分离技术应用于醋酸乙烯、聚乙烯醇的生产工艺优化中，在提升企业生产技术的同时减少了污染排放并降低了企业的生产成本，能够有效的提升企业的生产效益。

关键词：醋酸乙烯；聚乙烯；生产工艺；优化；节能降耗

前言

醋酸乙烯、聚乙烯醇是化工生产中的重要原料，用量大且生产工艺复杂，需要消耗大量的能源与原料，因此，做好对于醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺的优化，提质增效是现今乃至今后一段时间醋酸乙烯、聚乙烯醇生产企业技术发展的重点，文章将在分析醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺的基础上对如何做好醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺的综合优化进行分析阐述。

1 醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺现状

醋酸乙烯、聚乙烯醇应用范围广、用量大，同时生产工艺也较为复杂。现今在国内所使用的醋酸乙烯、聚乙烯醇的生产方法中主要有：电石乙炔法、天然气乙炔法和乙烯法等三种，其生产工艺大部分相同或是相近，不同之处是三者在乙炔的发生和净化、合成反应工艺上存在一定的区别。这些生产工艺最主要的特点是在醋酸乙烯、聚乙烯醇的生产过程中需要使用众多的塔器，生产工艺繁杂，整个生产过程需要涉及到精馏、吸收、解吸、萃取等多种化工生产操作。在醋酸乙烯、聚乙烯醇生产过程中所使用的塔器中精馏塔占据了其中相当一部分，因此，做好醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺中的精馏塔的流程安排和控制指标的合理性优化对于减少醋酸乙烯、聚乙烯醇生产所需的物料和能源消耗有着极为重要的影响。在以往的醋酸乙烯、聚乙烯醇生产过程优化过程中，尽管取得了一定的成绩但是与国外先进水平仍存有一定的差距，做好新型分离技术与醋酸乙烯、聚乙烯醇生产相结合对醋酸乙烯、聚乙烯醇生产过程进行综合优化实现减耗增效是现今乃至今后一段时间醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺优化的重要方向。

2 醋酸乙烯、聚乙烯醇生产综合优化采取的措施

2.1 醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺综合优化指导思想

在对醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺进行优化的过程中，需要综合、系统的考虑醋酸乙烯、聚乙烯醇生产中的各工段之间的联系对醋酸乙烯、聚乙烯醇生产所造成的影响，通过对醋酸乙烯、聚乙烯醇生产中的各蒸馏塔支架内的热联合操作，并对其中的几个塔的塔顶或是塔釜分离指标进行一定的调整，对整个醋酸乙烯、聚乙烯醇生产流程中容易忽视的“小塔”进行生产流程与设备的改造，可以实现在降低醋酸乙烯、聚乙烯醇生产流程能耗、物耗的同时，有效避免物料在不同工段之间的交叉，并通过相应的提纯等措施使得各段之间的纯度有所保证，最终实现对于醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺的综合优化。

2.2 各醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工段的工艺优化

2.2.1 合成工段气体分离塔工艺优化

醋酸乙烯、聚乙烯醇生产中从气体分离塔中合成反应器产生含有醋酸乙烯、乙炔、醋酸及少量的催化剂粉末的气体，原有的气体分离塔是由筛板、泡罩所组成的混合塔，整个气体分离塔分为三段，各段之间通过升气管实现气体的移动，所产生的液体都留在各段之中。气体在分离塔中的一段主要被冷却和使用循环液清洗到气体中所含有的固体粉末，这些杂质的堆积容易造成气体分离塔的堵塞，气体分离塔的第二段主要是实现对于气体中所含有的大部分醋酸乙烯、聚乙烯醇等进行冷却，最后一段则是需要对气体中所残留的醋酸乙烯、聚乙烯醇等进行冷却。在生产工艺的改进中可以采用GTST低压降塔板来控制气体分离塔中的塔压，提高工段的合成效率。同时采用GTST塔板还能够使得循环乙炔的纯度得以提高。

2.2.2 吸收塔、水洗塔以及解吸塔的工艺优化

吸收塔中的吸收液为反应溶液，其主要实现的是对于气体中的乙炔、乙醚等气体的吸收，并将气体中所含有的惰性气体排出，整个吸收过程中会放出较大的热量，因此，需要在吸收塔中加装夹套冷却。夹套冷却冷却效果有限，随着生产规模及吸收塔直径的变大，需要采用更为有效的冷却方式，解吸塔主要实现的对吸收液中所吸收的乙炔等通过加热改变吸收液中的吸收率，从而从吸收液中解吸出来，在这一过程中解吸塔的负荷较大，需要采用更为新型高效的填塔料。解吸出来的乙炔气体被导入到水洗塔中用以去除其中所含有的乙醛杂质气体，整个水洗塔被分为上下两段，下段主要是为了增加与气体的接触面积，而上部则采用的是新鲜水。水洗塔的下部采用的是新型填充料，上部则使用的是CTST塔板，用以应对水洗塔上部新鲜水洗段液体流量小、填料润湿效果差、吸收效率低等缺点。

2.2.3 做好对于乙炔的提纯

作为醋酸乙烯、聚乙烯醇生产所需要的原料，控制好乙炔的纯度对于提升产品的质量和降低生产所需的原料消耗有着十分重要的意义。因此，应当做好对于乙炔的提纯、干燥。

2.3 醋酸乙烯、聚乙烯醇生产精馏工段优化

粗分脱醛塔主要是为了去除合成反应液中乙醛等轻组分，为提高醋酸乙烯、聚乙烯醇的生产效率，该塔流程应当配合塔设备进行相应的改造，降低塔顶馏出液中的VAC和釜中乙醛的含量，原料预热使用余热进行，减少浪费。

醋酸乙烯精制塔加料是为了聚合工段中未聚合的醋酸乙烯，将工段中的乙醛、醋酸甲酯等吸收回回收工段，尽量减少生产中的VAC的含量。在醋酸精制环节中所采取的综合优化措施有：残渣蒸发器中的醋酸气相进入到蒸馏五塔中，增加丁烯醛塔、醋酸回收塔的综合作业效果，使得生产出的丁烯醛浓度能够达到80%以上，将丁烯醛中的醋酸浓度控制在0.1%以内，并做好对于废水的处理，将废水中的丁烯醛浓度控制在0.1%以内，同时还需要控制醋酸回收塔釜的稀醋酸，提高回收醋酸的质量，从而有效的提高生产效率。

2.4 聚合工段

对于醋酸乙烯、聚乙烯醇生产中的聚合一塔在改造时应当注意在塔顶部按装3-5层的CTST塔板，增加该塔的操作弹性，避免PVAC向聚合二塔渗入，并采取一定的措施控制塔釜中甲醇的吹入量。对于聚合二塔塔板的效率及弹性要求较高并做好对于塔顶萃取水的回收利用，减少能耗的同时促进了水资源的合理利用。

在醇解阶段应当注意做好对于一、二甲醇冷凝器的合理设计，增加尾气回收装置，提高利用率，减少生产物资的消耗。

2.5 醋酸乙烯、聚乙烯醇生产回收工艺优化

回收工段最主要的是要做好对于醇解废液中的甲醇、醋酸甲酯等的回收利用，应当注意做好回收工段中各生产流程的合理安排与产品指标的合理确定。同时减少醋酸甲酯的水解将能有效的压缩回收工段的塔器数量和能耗。

3 结束语

醋酸乙烯、聚乙烯醇是化工生产中的重要方向，根据醋酸乙烯、聚乙烯醇生产中VAC、PVA的生产中物料处理的特点和工艺流程，实现对于整个醋酸乙烯、聚乙烯醇生产工艺的综合优化，在降低能耗、污染排放以及物料消耗的同时，提高醋酸乙烯、聚乙烯醇的产出质量。

参考文献

[1]张翠梅.醋酸乙烯聚合工序的节能方法C//维纶通讯编委会第21次会议论文集，2007，10.

[2]张剑波.立体传质塔板在PVA装置萃取精馏及共沸精馏塔中的应用[J].现代化工，1998，18.

[3]李柏春.醋酸乙烯及聚乙烯醇生产工艺的综合优化[J].维纶通讯，2011，6.