精对苯二甲酸装置乙酸甲酯回收与利用

第32卷第1期2O04年2月江办化工JiangsuChemicallndttst~V01．32No．1Feb．2004搜与装登精对苯二甲酸装置乙酸甲酯回收与利用王振新(扬子石油化工股份有限公司化工厂，江苏南京210048)摘要：介绍了精对苯二甲酸装置对二甲苯氧化反应过程中副产物乙酸甲酯回收与利用，乙酸甲酯回收不仅可以减少排放到大气和污水中的有机物，而且可以返回到氧化反应系统，改善反应状况，降低醋酸消耗。关键词：精对苯二甲酸；乙酸甲酯；回收技术中图分类号：TQ225．241文献标识码：B文章编号：1002—1116(2004101—0043—03扬子石油化工股份有限公司化工厂精对苯二甲酸(PurifiedTerephthalicAcid，简称VIA)装置，采用上世纪70年代末美国Amoco公司专利技术，装置引进时生产能力为450kt／a，分为氧化和精制两个单元。氧化单元是将对二甲苯(Px)以醋酸钴、醋酸锰为催化剂、四溴乙烷为促进剂在高温中压条件下与压缩空气反应生成粗对苯二甲酸(CTA)，精制单元则将CTA中主要杂质对羧基苯甲醛(4一CBA)~氢还原成易溶于水的对甲基苯甲酸(PT酸)而除去，从而得到纤维级的精对苯二甲酸。VIA是一种非常重要的有机化工原料，广泛应用于化工以及聚酯工业生产中。PX氧化反应以醋酸为溶剂，在PX氧化成为TA(苯二甲酸)过程中，伴随主反应的同时，发生很多副反应，其中溶剂醋酸发生氧化反应，约25％生成乙酸甲酯。该装置引进时没有设乙酸甲酯回收装置，由气相排放到大气中，部分进入污水处理装置。扬子公司跟踪国外PTA技术发展的步伐，对装置进行扩能改造，现产能已经达到700kt／a。在扩能改造后开发了乙酸甲酯回收利用技术，取得了较好的社会效益和经济效益。1工艺简介1．1VIA生产过程中乙酸甲酯的生成Px氧化反应一般在较高的温度下，过量的氧气以及高速搅拌下进行的，伴随PX氧化生成TA这一主反应发生的主要副反应是PX、HAc的氧化反应(通常称燃烧反应)，主要生成二氧化碳、一氧化碳和水。除了燃烧反应以外，还发生其它副反应，生成醋酸甲酯、醋酸乙酯、对乙酰氧甲基苯甲酸、对乙酰氧甲基甲苯等副产物。研究认为HAc以及来自HAc中的甲酸在氧化反应中极少部分分解成甲醇，然后与HAc反应后生成乙酸甲酯。其中HAc氧化反应占装置总的HAc消耗的75％以上，据资料⋯介绍HAc氧化反应约2／3生成二氧化碳、一氧化碳和水，约1／4生成乙酸甲酯。1．2trI'A装置中乙酸甲酯的排出方式在PTA生产过程中，PX氧化反应生成的乙酸甲酯最终主要通过以下途径排出装置：(1)随氧化反应尾气排人大气；(2)随溶剂脱水塔塔顶不凝气相排人大气；(3)随溶剂脱水塔塔顶液相(工业废水)排出至下游污水处理装置。从乙酸甲酯排出途径可以看出，排人大气增加了大气污染与增加了污水处理装置的负担。2乙酸甲酯回收方案2．1工艺方案与流程确定国内现有VIA生产装置从国外引进3家专利商的专利技术，其对乙酸甲酯回收与利用方式都不一致。阿莫科采用压缩冷凝的方式回收脱水塔不凝气中乙酸甲酯等有机物，杜邦回收共沸精馏脱水塔收稿日期：2003一l1—04作者简介：王振新(1965一)，男，江苏南通人，工程硕士，高级工程师，副厂长，长期从事PrA生产技术和管理工作，曾获中石化科技进步二等奖。电话：025—57782960。维普资讯http://www.cqvip.com江苏化工2OO4年2月塔顶水中的乙酸甲酯，这2家对氧化反应尾气都不作回收；三井油化采用焚烧的办法处理装置废气中的有机物。根据PTA装置的实际情况和工艺过程，本装置设计的回收工艺路线如下：(1)利用原有活性炭装置吸收氧化反应尾气中的有机物，再用低压蒸汽解析，将富含乙酸甲酯的解析液送人乙酸甲酯精馏塔。(2)溶剂脱水塔顶不凝气气相用脱水塔塔顶馏出物冷却后洗涤，洗涤液进入乙酸甲酯精馏塔。(3)设乙酸甲酯精馏塔，塔顶产物经二级冷却后进人成品罐，塔釜水去污水处理厂处理。回收工艺流程参见图1，乙酸甲酯蒸馏系统流程见图2。空气图1FI'A装置乙酸甲酯生成与回收流程图2乙酸甲酯蒸馏系统工艺流程2．2工艺计算结果由于进料中主要由乙酸甲酯和水组成，其它有机物(主要为苯，二甲苯，乙酸乙酯)浓度都很低，而且物性与乙酸甲酯相当接近，所以计算时简化为乙酸甲酯与水二元组份分离。通过ASPENPLUS模拟计算，结果为总进料板数：20；进料板位置：第2和第11(二股进料)；塔直径：600mm；塔釜温度：120～128℃；塔顶温度：40～58℃。2．3主要设备的确定乙酸甲酯洗涤塔：60ml'n×160Omm；乙酸甲酯回收塔：,：I,600l'nlllx18000mm；塔顶冷凝器：19Tn2；产品冷却器：1．5。2．4安全设施乙酸甲酯属甲类易燃易爆液体，挥发性强，在生产、贮