生产醋酸乙烯的方法技术

本发明专利技术涉及生产醋酸乙烯的方法。本发明专利技术提供一种乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的方法，其包括任选的乙烯制备过程，醋酸乙烯合成过程和醋酸乙烯精制过程，其中在所述乙烯制备过程，醋酸乙烯合成过程和醋酸乙烯精制过程的至少一个过程中使用以下至少之一：蒸汽机械再压缩技术，空气冷却器，板式换热器，和双壳程管壳式换热器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别地涉及一种能耗得到降低的。
技术介绍
醋酸乙烯(VAC)，也称为醋酸乙烯酯，是一种重要的有机化工原料。通过自身聚合或与其它单体共聚，醋酸乙烯可以生成聚乙烯醇(PVA)、醋酸乙烯一乙烯共聚物(EVA)、聚醋酸乙烯(PVAC)、醋酸乙烯一氯乙烯共聚物(EVC)等等产物。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、土壤改良剂等方面。一般而言，醋酸乙烯的生产工艺路线有乙烯法和乙炔法两种。在世界范围内，目前 乙烯法生产占主导地位。乙烯法醋酸乙烯生产过程是将原料乙烯、氧气和醋酸气体送入反应器与催化剂接触，在O. 5-1. 4MPa (G)压力和130 220°C温度下反应生成VAC、水及少量副产物，高温反应气体经过多级冷却、冷凝后进入气体分离塔，以达到气液分离的目的。未反应乙烯气体返回压缩机。冷凝的醋酸和VAC混合液送精馏工序进行VAC的精制。乙烯法醋酸乙烯生产装置在运行初期，反应器汽包在较长的时间内只产生低压蒸汽。由于低压蒸汽温度较低无法满足其它设备的加热需求，因此实际生产中这部分蒸汽被长期放空，直至压力达到要求。该放空时间依据反应器升温速度不同而不同，少则3-5个月，多则6-8个月，这造成了能量的巨大浪费。此外，对于醋酸乙烯生产装置反应器出口的高温反应气体，一般采用管壳式换热器对该高温反应气体进行多级冷却冷凝，其中反应气体冷凝器的管方为工艺介质，壳方为冷却介质。为了防止壳方结垢，生产中是以无离子水为冷却介质。这不仅造成无离子水的大量消耗，并且还需要单独的无离子水冷却系统来提供符合温度的无离子水；这导致操作复杂并且设备投资较大。一般地，在乙烯法醋酸乙烯生产工艺中，气体分离塔第一冷却器采用多管程管壳式换热器，无法实现全逆流操作，需要消耗大量冷却水。另外，乙烯法醋酸乙烯生产工艺的精馏段的醋酸塔凝液冷却器及粗VAC塔凝液冷却器都是要将塔顶物料过冷至37°C后进入分相器，分离出的粗VAC进入后续精馏塔进一步处理；所采用的冷却器都是管壳式换热器，换热温差小，冷却水消耗量大。随着对节约能源，提高能源利用效率的重视，开发低能耗的醋酸乙烯生产方法是非常有利的。本专利技术的一个目的就在于提供一种醋酸乙烯生产方法，该方法通过对过程的集成与强化，改变与优化工艺流程，减少蒸汽及循环水的用量，大幅度降低醋酸乙烯生产的能耗
技术实现思路
一般地，本专利技术涉及一种，特别是乙烯气相氧化。根据本专利技术的一个方面，本专利技术涉及一种乙烯气相氧化，其包括任选的乙烯制备过程，醋酸乙烯合成过程和醋酸乙烯精制过程。一般地，在本专利技术的乙烯气相氧化中，乙烯、氧气和醋酸在醋酸乙烯合成反应器中在催化剂的作用下转变为醋酸乙烯。对于所述催化剂，可以使用本领域中已知的用于乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的催化剂，例如USI催化剂和Bayer催化剂。本领域技术人员理解，也可以使用其它能够实现乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的催化剂。根据本专利技术的一个优选实施方案，本专利技术的方法使用Bayer催化剂。关于所述催化剂的详细描述，可参见《乙烯衍生物工学》，第九章，第9. 2. I节，化学工业出版社，1995年7月，其全部并入本文作为参考。对于用于乙烯、氧气和醋酸反应来制备醋酸乙烯的反应器，可以使用本领域中已 知的用于乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的反应器。例如，可以使用《乙烯衍生物工学》，第九章，第9. 3. 3节，化学工业出版社，1995年7月，中描述的反应器。本专利技术的方法使用的原料之一是乙烯。该乙烯可以是商购的乙烯，例如来自石油化工厂或者其他来源。作为选择，在本专利技术的一个实施方案中，所述乙烯可以是在本专利技术的方法中的乙烯生产段(即乙烯制备过程)中由乙醇制备的。例如，CN101798265A公开了一种由生物乙醇制备醋酸乙烯的方法，其全部内容并入本文作为参考。一般地，所述乙烯生产段包括乙烯合成系统和乙烯精制系统。首先，原料乙醇被送入反应器。例如，原料乙醇自原料罐区送入乙醇罐，经乙醇预热器预热后进入乙醇蒸发罐，经过热器过热后的乙醇进入加热炉，经加热炉加热后送入反应器。例如，乙烯制备所使用的反应器可以是具有三个固定床的反应器，在反应器中乙醇直接与催化剂床层接触，脱水生成乙烯，同时温度沿床层方向降低。根据一个实施方案，该反应可以为气相反应，反应温度范围为约470°C 约358°C，所使用的催化剂主要组分为Y-Al2O315该反应为吸热过程，反应中所需的热量可以由过热蒸汽与反应物乙醇直接接触提供。本专利技术对于乙醇到乙烯的转化没有特别的限制，可以使用任何合适的反应类型以及反应器，只要能够实现由乙醇得到乙烯。反应后的反应生成物然后被冷却。例如反应生成物经与过热乙醇换热、作为乙醇蒸发罐的加热介质及与原料乙醇换热这三级耦合换热而被冷却。冷却后的反应生成物被送至乙烯冷凝器进一步冷凝。根据一个优选的实施方案，该乙烯冷凝器可采用空气冷凝的方式(即使用空气冷却器)。空气冷却器出口温度为约40—约50°C，最优选约45°C。在采用空气冷凝方式时，以空气(例如环境空气)作为冷却介质替代循环水对反应生成物进一步冷凝，从而能够节约大量循环水。空气冷却器是本领域技术人员已知的；例如可以使用本文后面详细介绍的空气冷却器。冷凝后的气液混合物在气液分离罐中进行分离以得到气相乙烯和液相废水。得到的气相乙烯然后可以进一步进行处理以得到用于制备醋酸乙烯的乙烯。对于处理气相乙烯，本专利技术没有任何限制，只要能够得到能够用于制备醋酸乙烯的乙烯。例如，气相乙烯送到乙烯压缩机，液相废水送到界区外的废水处理装置进行处理。经过压缩后的乙烯送至碱洗塔，除去粗乙烯中的co2。脱除CO2和极性化合物的粗乙烯经分子筛干燥器干燥后送到乙烯精制系统。干燥后的乙烯经冷却器冷却后送入脱甲烷塔，脱甲烷塔塔顶气送至气液分离罐，塔釜液为脱除轻组分杂质的乙烯，送入乙烯提纯塔。乙烯提纯塔塔顶采出乙烯产品经冷却后送至醋酸乙烯合成段。塔釜为含有重杂质的乙烯物料，可送至加热炉燃烧。在本专利技术的中，乙烯在醋酸乙烯反应器中只是部分转化，这导致大量未转化的乙烯需要循环使用。因此，根据一个实施方案，来自乙烯源或来自乙烯生产段的新鲜乙烯，任选地与循环的乙烯混合，然后被预热，并从底部进入醋酸蒸发器。根据一个实施方案，所述预热可以采用醋酸乙烯合成反应器的出口气体进行。在醋酸蒸发器中，醋酸由顶部进行喷淋，在该蒸发器内乙烯和醋酸逆流接触，蒸发器顶部引出乙烯和醋酸的混合气体。该混合物气体中的醋酸含量可以通过控制该蒸发器的顶部温度实现。乙烯和醋酸的混合气体从醋酸蒸发器顶部出来后，首先进行预热。例如，可以先用醋酸乙烯反应器出口气体进行加热，然后再用蒸汽进一步加热。加热后的混合气体被送入氧气混合器与氧气混合。关于该氧气混合器，其是本领域公知的，并且可以采用本领域公知的各种氧气混合器。例如在《乙烯衍生物工学》，第九章，第590-591页，化学工业出版社，1995年7月，就公开了一种常用的氧气混合器；本专利技术可以采用这种氧气混合器。从氧气混合器出来的混合气体被从顶部送入醋酸乙烯合成反应器。如上所述，可以使用本领域中已知的用于乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的反应器。根据一个实施方案，所述醋酸乙烯合成反应器例如可以为列管式固定床反应器。乙烯、氧气和醋酸在反应器中在催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的方法，其包括醋酸乙烯合成过程和醋酸乙烯精制过程，其中在所述醋酸乙烯合成过程和醋酸乙烯精制过程的至少一个过程中使用以下至少之一：蒸汽机械再压缩技术，空气冷却器，板式换热器，和双壳程管壳式换热器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏华，董秀芹，欧阳胜利，李永辉，刘成，陶敏莉，马静，李桂明，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：