回收工段

聚乙烯醇回收工段

聚乙烯醇回收工段控制的意义

工业生产PVA一般是醋酸乙烯酯在甲醇溶液中聚合得到聚醋酸乙烯酯( PVAC) ,PVAC进一步醇解后得PVA ,在此过程中每生产1 t PVA 约产生1. 6 t～1. 8 t 醋酸甲酯[1,2]，由于副产品醋酸甲酯纯度不高,含有较多的甲醇，故直接利用的价值不大。因此,工业上多将这种醋酸甲酯的混合物经初步分离提纯后水解为醋酸和甲醇回收利用。据资料显示，整个PVA 工厂的能耗有50 %～60 %用于回收工段，而回收醋酸甲酯所需的能耗又占回收工段能耗的70 %左右，因此解决回收利用醋酸甲酯问题具有重要意义。

在聚醋酸乙烯醇解制造聚乙烯醇的过程中，产生大量的醇解废液，这种醇解废液就是回收工段的主要回收原液。根据物料平衡，每生产1吨聚乙烯醇产品，产生大约8吨多的回收原液[3，4，5]。此外，精馏工段送来的稀醋酸和醋酸甲酯也要在本工段进一步回收。如果这些物料不进行回收，聚乙烯醇的成本将会高得惊人，想大规模的进行工业生产将是不可能的。同时，这些物料排入地沟和空气中，将会造成严重的环境污染，是绝对不允许的。因此，本工段对醇解废液中的甲醇和醋酸进行回收并循环使用，采用合适的控制方案以使效益和产品质量达到最高，除降低了原材料消耗和生产成本，具有重要的经济意义外，也具有重要的环保意义。

回收工段工艺流程简介

回收工段的生产过程和任务可以简单的概括如下：

1.以阳离子交换树脂为催化剂，使醋酸甲酯和水进行水解反应，生成醋酸和甲醇：

CH3COOCH3+H2O CH3COOH+CH3OH

H+

2.用硫酸和醋酸钠进行反应，生成醋酸和芒硝：

2CH3COONa+H2SO4NaSO4+2CH3COOH

3.综合利用精馏，共沸精馏，萃取精馏和水解反应，酸解反应等单元操作，回收甲醇和醋酸，使之用于再生产中。

3.1醇解废液的共沸精馏（第一塔系统）

醇解废液的组成：甲醇74%~75%，醋酸甲酯18%，醋酸钠1.9%~2.1%，水5%，乙醛0.02%，由贮罐场回收原液槽，用回收原液泵通过加料调节阀，经第一热交换器与一塔釜液热交换到45℃左右进入第一精馏塔，塔顶温度控制在53+1度，回流比为3.0，该塔由于醋酸甲酯和甲醇可形成低沸点共沸物，其沸点为53.8/750mmHg （组成为醋酸甲酯81.3%，甲醇18.7%）。因此，通过精馏分离后，塔顶为醋酸甲酯甲醇低沸点共沸物，还有乙醛。气相醋酸甲酯（77+1%）经第一冷凝器冷凝后，入第一馏出槽，用第一馏出泵一部分经过回流调节阀打回流，另一部分经馏出槽液面调节阀，又经流量指示计去第二热交换器，预热后给二塔加料。

釜液为含甲醇的醋酸钠水溶液（其中醋酸甲酯小于0.28%），进入第一热交换器与加料热交换后，用第一釜液泵经一塔液面调节阀和流量指示计打入第八精馏塔加料。第一冷凝器的未凝气体去尾气冷凝器再一次冷凝。

3.2醋酸甲酯的分离（第二塔系统）

第一精馏塔的馏出液通过第一馏出泵经第二热交换器与第二精馏塔釜液热交换到30度左右，进入第二精馏塔加料。第二精馏塔是萃取精馏塔，为了破坏甲醇和醋酸甲酯的共沸，塔顶加入来自软水总管的萃取水，并经过流量记录调节阀，从回流管线上加入，并经过一冷却装置，进入塔顶。加入量等于进料中醋酸甲酯的75%左右。

由于加入了萃取水，将甲醇萃取到塔底，该塔釜温控制在90度左右，釜液中甲醇含量在21%以上，釜液从塔底出来，进入第二再沸器，一部分汽化供精馏塔加热用，一部分经第二热交换器冷却后，经二塔液面记录调节阀送到聚合工段第三精馏塔。塔顶馏出物为醋酸甲酯和乙醛入第二冷凝器，用加入的冷却水调节，使馏出液冷凝60%，其余40%未凝气体作为第四精馏塔气相加料，冷凝液与四釜液混合进入第四釜液冷却器。

3.3醋酸甲酯水解反应液的分离（第五塔系统）

醋酸甲酯的水解反应液进入第五精馏塔18块塔板加料，第五精馏塔顶温控制在57±1度，流出入第五冷凝器，冷凝液入第五馏出槽，未凝气体至尾气冷凝器，用第五馏出泵一部分经五馏出槽液面指示调节阀打至第二热交换器，预热后给二塔加料，另一部分经回流调节阀打至本塔作为回流液。

五塔釜液醋酸60%左右，进入第五再沸器，气体给五塔作加热用，液体入第五釜液冷却器，冷却至70C︒左右，入第五釜液槽，用第五釜液泵，经过五釜液槽液面记录调节阀返至第五釜液贮槽，另一部分经流量调节记录阀打至第六精馏塔加料。

3.4稀醋酸的浓缩（第六塔系统）

第六塔的加料来自五釜液泵，萃取液由萃取液泵，经流量计同时给六塔加料，五釜液与萃取液混合后，进入第六精馏塔第十二塔板，醋酸异丙烯作为水的共沸剂，由第六馏出泵从塔顶加入以进行共沸精馏。

经共沸精馏后，塔顶蒸出醋酸异丙酯——水的低沸点共沸物进入第六冷凝器，冷凝器经过倒U型管控制液面，冷凝液入第六分离器进行分层，上层为醋酸异丙酯，流入第六馏出槽，下层为含有醋酸异丙酯的水溶液——分离水，通过第六界面调节器，流入第七原液槽，第六馏出槽的醋酸异丙酯，经第六馏出泵，小部分去萃取塔，作为萃取剂，大部分经第六馏出槽液面记录调节阀和流量计作为本塔回流循环使用，还有一部分作为七塔的强制回流以稳定七塔的操作，提高异丙酯的回收率。

第六精馏塔下部气相采出醋酸（醋酸98.5±0.5%），塔釜温度大于118度，气相醋酸采出经第六旋风分离器通过六塔液面调节阀，入全钛冷凝器，冷凝液入醋酸冷却器，未凝醋酸从上部入醋酸冷却器进一步冷凝，冷凝液入醋酸送出槽，用醋酸送出泵通过液面调节阀打至贮罐场CC—705槽，供合成工段使用，若醋酸不合格，送往CC—308槽。

第六精馏塔釜液通过第六釜液排出槽，用压缩空气吹送精馏工段。尾气放空通往中采槽上方漏斗，液体滴入中采槽，气体放空。

4控制系统方案设计及确定

4.1共沸精馏塔的中温调节——TIC-301

一塔的作用是粗分醇解废液，醇解废液的主要成分为：MeOH74.6%MeOAC18.6%等和其他杂质进入塔内进行粗分，由于MeOH，MeOAC