醋酸装置精馏系统工艺改造

包雷鸣

（中石油昆仑能源哈尔滨车用天然气公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

本醋酸装置采用西南化工研究院自主开发的甲醇低压羰基化法制醋酸工艺，主要是以铑碘作为催化剂的核心体系，通过均相催化体系，把甲醇和CO合成为醋酸，其精馏工序采用加热蒸馏、冷凝等工艺过程，把来自合成工序的HAC、H2O、Rh（CO）2I2和CH3I、HI的混合物料予以分离，得到成品醋酸，并把回收的催化剂及助催化剂送回合成工序循环使用。精馏工序主要设备为脱轻塔（T2301）、脱水塔（T2302）、成品塔（T2303）。进工序的气相物料经脱轻塔得到粗醋酸（85.17%），经脱水塔脱水后形成干燥醋酸（99.69%），再经成品塔进一步提炼以及脱除丙酸，得到合格的成品醋酸（99.946%）。

1 内容

1.1 稀酸泵出口加装至脱水塔回流罐回流线

（1）项目背景：稀酸泵出口压力过高，正常运转时震动很大，造成的不利因素主要有以下几点：①造成机械密封损坏；②管线法兰处被震开导致有介质外漏造成环境污染；③稀酸泵频繁跳车，引发醋酸装置整体停车，造成经济损失。

（2）改造措施：如图1，稀酸泵出口加装至脱水塔回流罐回流线，通过此回流阀和原回流阀进行调节，能够平稳控制泵的出口压力及流量。

输送液体是泵和管路相互配合完成的。泵安装在一定的管路系统中工作，包括阀门开度也一定时，就有一定的流量与压头。如图2，流量与压头是离心泵特性曲线与管路特性曲线交点处的流量与压头。

图2

泵在实际操作过程中，经常需要调节流量。调节流量实质上就是改变离心泵的特性曲线或管路特性曲线来改变泵的工作点。离心泵流量调节有两种方法：在排出管线上装调节阀，以改变管路特性曲线。

改变离心泵的转速或改变叶轮外径，以改变泵的特性曲线，可调节流量、改变泵的工作点。改变阀门开度调节流量，方法简便，应用广泛。而我们遇到当阀门开度全开仍压力过大情况，所以为了变向增加阀门的开度，选择增加回流线来改造工艺过程，从而使流量调节范围变宽。

（3）实施前后效果对比及经济效益。实施前：稀酸泵出口压力达到4.5MPa（正常压力3.6MPa）；出口管线及出口回流线震动幅度过大；直接导致机封损坏，泄露严重，必须更换新机封；造成醋酸装置停产，经济损失巨大。实施后：加装回流后，稀酸泵出口压力正常控制在3.6MPa完全满足醋酸装置生产要求；出口管线无震动现象，稀酸旁冷器正常工作；机泵运转正常，无泄漏现象，只需正常维护即可；保证了稀醋酸的正常输出，满足正常生产及开停车的要求。

2 脱轻塔系统的改造

（1）项目背景：醋酸工艺所用的铑碘催化体系，甲醇转化率高，产品收率高，但也有其自身的缺点，所用催化剂体系中需要昂贵的铑催化剂，需要精心设计催化剂的循环及回收系统，在CO不足时易被氧化成沉淀，从系统中分离出去，造成催化剂损耗加大；反应体系中需要大量的水（水含量大于12%），会加大精馏工序分离产品的负担，消耗大量的蒸汽能源；反应体系中，需要大量的碘化物，设备腐蚀严重，设备维护费用较高；系统中大量碘化物的存在，会增加系统的副反应，加大CO消耗，降低了CO转化率，增加了生产成本；脱轻塔的精馏段塔板较少，没有很好的回收催化剂和助催化剂；系统中大量的碘化物的存在，增加了精馏系统的处理负荷，必然消耗次磷酸和氢氧化钾，增加了生产成本。

图3

（2）改造措施：如图3，在蒸发器和脱轻塔之间加装一个过滤装置，其内部加装一个尖顶状的具有过滤催化剂颗粒且有一定目数的滤布，从P2302出口引来冲洗液进入滤布的正下部，以0.8～1m3/h强力多孔喷射到滤布，在滤布上形成一层液膜，可以充分吸收气相中的催化剂颗粒，冲洗下来的催化剂颗粒随液相流入蒸发器系统，这样减少了脱轻塔系统分离催化剂的负荷，降低了催化剂的消耗。

3 闪蒸阀FV2214改进

（1）项目背景：闪蒸阀FV2214的作用是将系统的能量以闪蒸的形式释放，其闪蒸的能量可以将部分醋酸气化，同时会将催化剂由不稳定的状态变为稳定的多碘羰基铑状态，目前对于闪蒸阀选型研究较多，国内部分醋酸装置闪蒸阀为V型球阀，V型球阀对比角型球阀有以下好处：①由于没有流道改变，采用V型球阀可以极大减少能量损失，降低了管道的震动频率和强度，减少了工艺介质经过V型球阀汽化的概率，可以更好的通过在线测量仪表测量闪蒸量，实现合成工序的自动化操作，降低了操作人员的强度和难度，进而降低了装置操作的不稳定因素。②由于没有流道改变，系统能量损失小，使不稳定的催化剂得到了很好的保护，降低了催化剂的损耗，降低了生产成本。

4 在线分析系统改进

（1）项目背景：醋酸装置现用的在线分析系统，其从取样分析到输出结果，用时需要半个小时，当反应系统稳定时，此延时还可以允许；当系统波动时，其滞后的输出结果，对于工艺操作调整来说已无任何指导意义。

（2）改造措施：对ABB在线分析系统进行升级，其最新产品为FTIR（傅立叶红外在线分析仪），其特点具有实时在线监控，反应时间短（一分钟内就能给出系统组分），优于我们现用的在线分析装置（其分析结果无法反映系统变化）。

5 结语

综上所述，醋酸装置自原始开工以来，操作人员在较短的时间内掌握了装置的操作要领，很好的驾驭了这套全新的装置，并根据本装置在本地区生产的具体情况，总结出了适合自身的一套工艺生产方案。醋酸装置中催化剂消耗在生产成本中占有较大的比例，所以要结合生产的具体情况，将催化剂的消耗降到设计指标之下，将我们的生产成本进一步降低，才能提高经济效益，增加企业的生存能力。