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[摘 要]本论文阐述了乙腈精制新工艺的先进性。由新工艺代替原有的WG法提取乙腈工艺后,产品纯度由85%提高到99.9%,产品质量达到国际先进水平,且经济效益亦十分可观,尤其是对环境的保护得到极大提高。
[关键词]乙腈精制;新工艺;环境保护
中图分类号:[TE99] 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)22-0004-01
一、前言
乙腈产品的工业生产最早始于50年代初期,由美国联碳公司采用醋酸与氨脱水制成。1960年以后,丙烯安氧化法合成丙烯腈工艺开发成功,该工艺的副产物中含有40%左右的乙腈。自此,原有的生产乙腈的合成方法基本无人使用,开始了从丙烯腈装置副产物中分离精制乙腈的新时代。
二、技术开发与实施
大庆石化公司化工二厂丙烯腈装置的副产物即乙腈废水中含有40%左右的乙腈,每年产生5000吨的乙腈废水副产物。大庆龙华新实业总公司于1989年建成一套采用WG法提取乙腈、年产量为500吨的乙腈装置。其工艺落后,处理能力小,产品质量差,市场也不景气。同时,大庆石化公司每年还得烧掉3000吨的乙腈废水,既造成乙腈的损失,又需要消耗燃料等,对资源的利用是一种极大地浪费。
从1994年开始,大庆龙华新实业总公司就如何改造原有的乙腈装置,采用新工艺的问题,进行过多次研究论证。并组织有关人员到国内外进行考察。经过一系列的先期准备工作后,与大庆石化设计院合作,共同研究、设计开发了乙腈精制新工艺。采用新工艺的乙腈装置于1997年建成投产,一次开工成功,生产出优质的乙腈产品。经过多年的运行,工艺控制稳定,产品质量优质稳定,产品收率达到80%。
三、技术对比
1、WG法生产工艺
利用精馏原理以及水和乙腈共沸原理,通过常压共沸精馏、脱水剂萃取干燥和精馏塔常压精馏,生产出纯度为96%的乙腈产品。其工艺路线为:含40%左右乙腈的乙腈废水,在共沸塔中共沸精馏后,得到乙腈纯度为75%的粗乙腈;然后进入干燥塔,与氯化钙水溶液进行萃取干燥脱水,乙腈纯度提高到85%的半成品乙腈;最后,将半成品乙腈进入精馏塔中进行精馏,从而产出纯度为96%的成品乙腈。
2、乙腈精制新工艺
是大庆石化设计院自行设计开发的新的生产工艺。虽然仍是利用精馏和共沸原理,但其工艺路线不同,产品质量亦有明显提高。其工艺路线为:含40%乙腈的乙腈废水,首先进入脱氰塔,在负压条件下进行精馏,乙腈废水中的大部分乙腈、氢氰酸及輕组分被除去,得到含75%乙腈的第一共沸物;然后第一共沸物进入反应器,在一定的的温度、压力和停留时间条件下,第一共沸物与氢氧化钠反应。在此除去第一共沸物中残留的不能以精馏方式除去的氢氰酸等杂质;从反应器出来的第一共沸物进入脱水塔。脱水塔是依据压力越低,乙腈与水共沸物中水含量越少的原理进行负压操作,使第一共沸物中大部分水脱出,进一步提高乙腈浓度,并在塔底除去在反应中生成的高沸点重组分杂质,在塔顶得到纯度为90%的第二共沸物;第二共沸物最后进入到成品塔中,利用压力越高其水含量越高的特点,将乙腈中水分进一步除去,得到99.9%的高纯度的成品乙腈。
原料罐以及各塔等的不凝气进入废气塔,将不凝气体中的有害气体吸收至废水中,然后送至大庆石化公司丙烯腈装置焚烧炉进行焚烧。
3、工艺技术对比(表1)
(1)本工艺设置脱氰塔和反应器专项脱除氢氰酸,效果好且稳定。同时,脱氰塔在负压下操作,既可以降低氢氰酸在塔顶的分压,防止氢氰酸聚合,又可以提高氢氰酸脱除效果;而增设的反应器又进一步增强了脱除氢氰酸的能力。
(2)采用减压共沸精馏,并在脱水塔中加入抽提水的工艺方法,可以利用丙腈易溶于水的性质,有效的除去丙腈,进一步提高产品质量。
(3)创造性:本工艺开发了“双塔减压”、专设脱氰塔和反应器脱氰、加水抽提丙腈的工艺技术路线。使氢氰酸和丙腈的脱除程度以及稳定性大大提高,并利用负压解决了原有工艺中氢氰酸聚合的老大难问题。进而利用加压共沸精馏生产出高纯度的乙腈产品,并提高了装置收率。
(4)技术水平:乙腈精制新工艺的技术水平和产品质量达到了世界先进水平。重点解决了国内外乙腈装置普遍存在的氢氰酸聚合导致生产周期短、氢氰酸脱除效果不易控制,以及产品纯度低和收率低、杂质高等问题。
四、效益分析
新工艺开发实施后,每年可生产精制乙腈2000吨,比WG法多生产1500吨乙腈。每吨价格增加6000元,从而获得了显著的经济效益。更重要的是,减少了焚烧时排放的含氰物对大气的污染,保护了环境。
[关键词]乙腈精制;新工艺;环境保护
中图分类号:[TE99] 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)22-0004-01
一、前言
乙腈产品的工业生产最早始于50年代初期,由美国联碳公司采用醋酸与氨脱水制成。1960年以后,丙烯安氧化法合成丙烯腈工艺开发成功,该工艺的副产物中含有40%左右的乙腈。自此,原有的生产乙腈的合成方法基本无人使用,开始了从丙烯腈装置副产物中分离精制乙腈的新时代。
二、技术开发与实施
大庆石化公司化工二厂丙烯腈装置的副产物即乙腈废水中含有40%左右的乙腈,每年产生5000吨的乙腈废水副产物。大庆龙华新实业总公司于1989年建成一套采用WG法提取乙腈、年产量为500吨的乙腈装置。其工艺落后,处理能力小,产品质量差,市场也不景气。同时,大庆石化公司每年还得烧掉3000吨的乙腈废水,既造成乙腈的损失,又需要消耗燃料等,对资源的利用是一种极大地浪费。
从1994年开始,大庆龙华新实业总公司就如何改造原有的乙腈装置,采用新工艺的问题,进行过多次研究论证。并组织有关人员到国内外进行考察。经过一系列的先期准备工作后,与大庆石化设计院合作,共同研究、设计开发了乙腈精制新工艺。采用新工艺的乙腈装置于1997年建成投产,一次开工成功,生产出优质的乙腈产品。经过多年的运行,工艺控制稳定,产品质量优质稳定,产品收率达到80%。
三、技术对比
1、WG法生产工艺
利用精馏原理以及水和乙腈共沸原理,通过常压共沸精馏、脱水剂萃取干燥和精馏塔常压精馏,生产出纯度为96%的乙腈产品。其工艺路线为:含40%左右乙腈的乙腈废水,在共沸塔中共沸精馏后,得到乙腈纯度为75%的粗乙腈;然后进入干燥塔,与氯化钙水溶液进行萃取干燥脱水,乙腈纯度提高到85%的半成品乙腈;最后,将半成品乙腈进入精馏塔中进行精馏,从而产出纯度为96%的成品乙腈。
2、乙腈精制新工艺
是大庆石化设计院自行设计开发的新的生产工艺。虽然仍是利用精馏和共沸原理,但其工艺路线不同,产品质量亦有明显提高。其工艺路线为:含40%乙腈的乙腈废水,首先进入脱氰塔,在负压条件下进行精馏,乙腈废水中的大部分乙腈、氢氰酸及輕组分被除去,得到含75%乙腈的第一共沸物;然后第一共沸物进入反应器,在一定的的温度、压力和停留时间条件下,第一共沸物与氢氧化钠反应。在此除去第一共沸物中残留的不能以精馏方式除去的氢氰酸等杂质;从反应器出来的第一共沸物进入脱水塔。脱水塔是依据压力越低,乙腈与水共沸物中水含量越少的原理进行负压操作,使第一共沸物中大部分水脱出,进一步提高乙腈浓度,并在塔底除去在反应中生成的高沸点重组分杂质,在塔顶得到纯度为90%的第二共沸物;第二共沸物最后进入到成品塔中,利用压力越高其水含量越高的特点,将乙腈中水分进一步除去,得到99.9%的高纯度的成品乙腈。
原料罐以及各塔等的不凝气进入废气塔,将不凝气体中的有害气体吸收至废水中,然后送至大庆石化公司丙烯腈装置焚烧炉进行焚烧。
3、工艺技术对比(表1)
(1)本工艺设置脱氰塔和反应器专项脱除氢氰酸,效果好且稳定。同时,脱氰塔在负压下操作,既可以降低氢氰酸在塔顶的分压,防止氢氰酸聚合,又可以提高氢氰酸脱除效果;而增设的反应器又进一步增强了脱除氢氰酸的能力。
(2)采用减压共沸精馏,并在脱水塔中加入抽提水的工艺方法,可以利用丙腈易溶于水的性质,有效的除去丙腈,进一步提高产品质量。
(3)创造性:本工艺开发了“双塔减压”、专设脱氰塔和反应器脱氰、加水抽提丙腈的工艺技术路线。使氢氰酸和丙腈的脱除程度以及稳定性大大提高,并利用负压解决了原有工艺中氢氰酸聚合的老大难问题。进而利用加压共沸精馏生产出高纯度的乙腈产品,并提高了装置收率。
(4)技术水平:乙腈精制新工艺的技术水平和产品质量达到了世界先进水平。重点解决了国内外乙腈装置普遍存在的氢氰酸聚合导致生产周期短、氢氰酸脱除效果不易控制,以及产品纯度低和收率低、杂质高等问题。
四、效益分析
新工艺开发实施后,每年可生产精制乙腈2000吨,比WG法多生产1500吨乙腈。每吨价格增加6000元,从而获得了显著的经济效益。更重要的是,减少了焚烧时排放的含氰物对大气的污染,保护了环境。