甲乙酮生产工艺流程的优化_吴健明

甲乙酮生产工艺流程的优化

吴健明（泰州石油化工有限责任公司江苏泰州２２５３００）

摘要：通过对原有甲乙酮装置工艺流程的分析，找出各单元

存在的问题，根据实际操作数据，结合同类装置的经验，利用现有

条件，提出解决方案，对新建的甲乙酮装置的工艺流程进行了进

一步优化改进。为今后同类装置的工艺设计，提供了较好的借

鉴。

关键词：MEK；丁烯；反应；精制；工艺优化

甲乙酮（ＭＥＫ），又名丁酮、甲基乙基酮是一种性能优良，用

途广泛的有机溶剂，具有优异的溶解性和干燥特性，其溶解能力

与丙酮相当，且具有沸点较高、蒸汽压较低的优点，对各种天然树

脂、纤维素酯类、合成树脂等具有良好的溶解性能。作为碳四气

体综合利用的一个重要项目，我国甲乙酮市场生产技术成熟，供

需较为平衡［１］。泰州石化在碳四气体利用上有着自身的优势，是

目前中石化系统内唯一的甲乙酮生产企业，至２０１４年将形成１２

万吨／年的生产能力［２］。通过对公司原有的３万吨／年甲乙酮装

置生产中工艺流程、节能降耗等问题的分析，并结合实际情况，对

新建的８万吨／年甲乙酮装置的生产工艺流程进行了优化改进。

一、3万吨/年甲乙酮装置生产工艺分析

１．丁烯提浓单元

本单元塔均采用规整填料塔，以ＭＴＢＥ装置后的剩余碳四为

原料，用萃取精馏的方法，以东华科技与烟台大学化工系联合开

发的高效二元混合萃取剂为溶剂，分离丁烷与丁烯。设计进料量

为６ｔ／ｈ，萃取精馏塔顶正丁烷含量大于８５％，汽提塔顶正丁烯含

量不小于９７％，在生产过程中，上述指标未能一直保持合格，且溶

剂再生时脱轻和脱重均利用Ｖ００３系统进行，导致提浓单元收率

仅有８５％，溶剂再生次数增加。丁烯提浓单元工艺流程见图１。

图1丁烯提浓单元工艺流程简图

Fig.1The diagram of concentrating butylenes unit

2.仲丁醇合成与精制单元

仲丁醇合成与精制采用东华科技技术中心开发的国产化技

术，正丁烯直接水合生成仲丁醇，生成的仲丁醇经过一系列精制

过程精馏得到９９ｗｔ％纯度以上的仲丁醇半成品。碳四进料泵采

用高速离心泵，附属电机３１５ｋｗ，正常生产时需要同时启动２台

泵才能满足进料要求，耗电量较高。脱丁烯塔顶采用的常规空冷

器，在夏季温度较高时，冷却效果不好，导致脱丁烯塔系统整体压

力升高，不利于操作和产品质量的稳定，是夏季生产中的一大制

约因素。

3.甲乙酮合成与精制单元

甲乙酮合成与精制单元采用的是目前工业上生产甲乙酮普

遍使用的气相脱氢方法。气相脱氢采用氧化锌或锌铜合金为催

化剂，将仲丁醇加热气化，在反应温度２２０￣３００℃、反应压力

０．３ＭＰａ下，于脱氢反应器中进行脱氢反应，反应产物经冷凝分离

后送至干燥塔和ＭＥＫ塔精制得到合格的甲乙酮。干燥塔采用的

是加入己烷，形成三元共沸物的方法进行脱水，干燥塔回流罐根

据操作情况及时进行现场脱水。

4.氢气压缩与提纯单元

氢气压缩和提纯单元采用的是将来自甲乙酮合成与精制单

元的富氢尾气经过压缩和冷却后，进行变压吸附得到高纯度氢

气。吸附塔再生时会产生含少量仲丁醇和甲乙酮的污水，直接排

至污水系统，对公司污水处理系统的影响较大。

5.公用工程单元

装置采用的冷媒为４０％的乙二醇溶液，经过冷水机组降至－

１５℃后通过管网送至甲乙酮合成与精制单元和氢气压缩提纯单

元使用，换热后回冷水机组，反复循环使用。热媒单元采用的以

减四线燃料油为燃料的热油炉，主要为甲乙酮合成单元提纯稳定

的热源，能耗较高。

中压蒸汽和低压蒸汽的凝结水分别进行了回收，中压蒸汽凝

结水进１＃闪蒸罐，闪蒸汽并入低压蒸汽管网，凝结水与低压蒸汽

凝结水一起进入２＃闪蒸罐，二次闪蒸汽为脱丁烯塔进料加热器

提供热源，罐中凝结水压入热水贮槽，部分作为各工段伴热用水，

部分外送至公司凝结水站，凝结水量的波动，会对伴热效果造成

很大的影响。放空罐中平衡驰放气与安全阀放空气都是送至公

司火炬系统，液相通过泵打回仲丁醇中间罐进行处理回收有机

相。

二、新建8万吨/年甲乙酮装置工艺优化

1.丁烯提浓单元

通过近年来对提浓单元的萃取精馏塔生产状况的分析，除去

原料和人为操作因素，最主要的原因就是萃取精馏塔高过低

（６９．８ｍ），导致填料高度不够，该塔碳四处理能力达不到设计要

求，碳四分离效果不稳定，导致塔顶正丁烯含量一直偏高。新装

置对萃取精馏塔改用板式塔，分为ＡＢ两塔串联操作，其中Ａ塔

高度６５ｍ，９４层塔盘和顶部一段３．５ｍ的ＣＹ规整填料；Ｂ塔高度

６６ｍ，９６层塔盘。塔盘采用的是由华东理工大学设计、苏州伟业

石化机械厂生产的导向浮阀塔盘，塔盘采用四溢流，板间距为

４５０ｍｍ，极大的提高了萃取精馏塔的处理能力，而且导向浮阀塔

对原料适应范围广，操作弹性大，有利于生产平稳和正丁烯收率

的稳定。

图2新装置萃取剂再生流程简图

Fig.1The diagram of the extractant regeneration process in new plant

原有装置萃取剂再生，脱轻和脱重均是利用再生罐进行，溶

剂内杂质难以脱除彻底，导致溶剂再生频繁，效果一直不理想。

新建装置再原有基础上，增加了再生塔系统，混合罐和一台冷却

器。溶剂需要再生时，将循环萃取剂引入再生塔，ＭＥＫ轻组分从

塔顶流出，部分打回塔顶作为回流液，其余被送往混合罐，塔釜液

送往脱杂质塔，采用真空内加热操作，塔顶ＳＢＡ等杂质冷却后进

入回流罐，部分回流，部分外送罐区杂质罐。塔釜液经过冷却后