[发明专利]一种乙炔法合成的醋酸乙烯的精制方法及装置

说明书

本发明涉及一种乙炔法合成的醋酸乙烯的精制方法及装置；包括反应产物液相脱除乙炔的步骤；包括将反应液进行两项分离，塔顶产物为醋酸乙烯、乙醛、丙酮、醋酸甲酯等，塔釜产物为醋酸、丁烯醛、醋酐等；包括对塔顶产物醋酸乙烯的分离精制及回收、对乙醛等进行分离精制的步骤；包括对塔釜产物醋酸进行精制及回收、对丁烯醛等杂质进行分离的步骤；包括对醋酸残渣进行尾气处理的步骤。本发明在于重新设计新的分离工艺，提高了醋酸乙烯产品、乙醛副产品纯度及收率，提高了反应液中的醋酸回收率，降低了实际工艺生产中的操作难度，大幅降低了生产能耗。醋酸乙烯的纯度达到99.9％wt，醋酸的回收率达98.0％，乙醛的纯度达到99.95％wt。

技术领域

本发明属于化工精馏分离领域，涉及一种乙炔法合成的醋酸乙烯的精制低能耗高纯度的分离新方法及装置。

背景技术

醋酸乙烯(VAC)，也称为醋酸乙烯酯，分子式为CH₃COOCH＝CH₂，世界上产量最大的有机化工产品之一，也是世界上50种用量最大的有机化工产品之一。醋酸乙烯是饱和酸和不饱和醇的简单酯，通过自身聚合或与其它单体共聚，可以生成聚乙烯醇(PVA)、醋酸乙烯-乙烯共聚物(EVA)、聚醋酸乙烯(PVAC)、醋酸乙烯─氯乙烯共聚物(EVC)等聚合物。这些产物的用途十分广泛，一般可用于粘接剂、纸张或织物的上胶剂、油漆、墨水、皮革加工、乳化剂、水溶性膜、土壤改良剂等，被广泛用于化工、纺织、轻工、造纸、建筑、汽车等领域。

乙炔法制醋酸乙烯的过程主要分为合成工段和精制工段。合成工段的主要作用是利用醋酸和乙炔合成醋酸乙烯，精制工段的主要作用是将反应液中的醋酸乙烯分离并精制。精制后的醋酸乙烯可以直接作为产品出售，或者送至聚合工段将醋酸乙烯聚合为聚醋酸乙烯，再经过醇解工段制成聚乙烯醇，聚乙烯醇可以用作维伦、涂料、特种橡胶的生产原料。

乙炔法合成醋酸乙烯的精制工段的进料为合成工段送来的反应液和聚合工段返回的物料，主要包括醋酸乙烯、醋酸、乙炔、乙醛、醋酸甲酯、甲醇、丁烯醛、二乙酸亚乙酯、醋酸酐、丙酮和水等组分。该工段的主要目的是(1)将反应液中的醋酸乙烯分离出来，并达到聚合工艺所规定的质量指标；(2)将反应液中未反应的醋酸分离出来，并除去其中的杂质，返回合成工段循环使用；(3)若是连续生产聚乙烯醇，则还需将聚合工段返回的大量未聚合的醋酸乙烯除杂提纯，并循环使用；(4)将反应液中的乙炔回收，并送往合成工段精制循环使用；(5)将反应液中的副产物分离，其中乙醛可副产醋酸，纯度较高的丁烯醛可以出售。

1988年，马彦贵等在《聚乙烯醇生产技术》中提到醋酸乙烯精制的工艺流程。主要为：反应液在第一精馏塔中脱除轻组分后，塔釜液由塔底连续加入第二精馏塔中，第二精馏塔的作用是将醋酸乙烯和醋酸分开，塔釜液为粗醋酸，用泵连续送往第五精馏塔，塔顶馏出物的50％送往第三精馏塔；第三精馏塔为醋酸乙烯精制塔，塔顶冷凝液一部分回流，一部分加入第四精馏塔中，塔釜液侧采出醋酸乙烯；第五精馏塔的作用是醋酸精制，塔顶馏出液部分回流，部分采出加入到第六精馏塔醋酸回收塔中；另外第七精馏塔作为萃取塔，采用液液萃取的方式将乙醛和醋酸乙烯分离开；除此之外还包括第八精馏塔，第九精馏塔乙醛精馏塔；整个醋酸乙烯精制工段的流程主要包括粗分系统、醋酸乙烯精制系统、醋酸精制和回收系统等。

在上述的传统工艺流程中，存在以下问题：VAC产品从第三精馏塔的侧采流股得到，要同时保证侧采流股中不含轻组分、重组分杂质，需要极高的工艺设计施工标准和严格的生产参数控制，在实际的生产中，很难得到高纯度的VAC产品；其次，现有的工艺流程中，混合物料进入精制工段后，首先在第一精馏塔的塔顶分离乙醛等轻组分，由于乙醛等轻组分在混合物料中的比重不大，第一精馏塔再沸器的加热负荷较大；现有工艺中，从反应也中脱除的乙炔气体，设置了两个塔分别对其进行那个酸洗和水洗，设备投资较大；另外，现有的工艺流程采用萃取法脱除丙酮杂质，分离效率不高，分离结果不理想；现有工艺中，对醋酸残渣的回收利用不高，导致残渣废弃物中含有大量的醋酸，造成原料的浪费，并且未设置残渣尾气处理装置，对环境的不良影响较大；传统工艺中，分离顺序存在加大的优化空间，对整个流程的能源利用不充分，有待改进。