提高薄膜蒸发器AA收率.doc

《提高薄膜蒸发器AA收率.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、提高薄膜蒸发器丙烯酸回收效率潘有江杨召启刘志刚常艳博吴建民（中国石油兰州石化公司甘肃兰州730060）摘要：丙烯酸装置精制单元薄膜蒸发器的主要作用是回收丙烯酸二聚物中含有的部分丙烯酸，以降低生产过程中的丙烯酸消耗，本文结合分析数据讨论影响薄膜蒸发器回收效率的因素,从而得出提高丙烯酸回收率的措施，进而采取相应的优化调整，最终带来可观的效益。关键词：薄膜蒸发器丙烯酸回收率引言丙烯酸是有机化工中极其重要的原料和中间体，其聚合物具有优良的耐紫外光、耐水、耐热等特性，因此在胶粘剂、涂料、塑料、纺织、造纸、皮革化工、弹性体、印刷、合成纤维、建筑材料、高吸水性树脂、絮凝剂、助

2、剂工业、洗涤剂工业等众多领域具有广泛的应用前景[1]。某丙烯酸装置采用丙烯气相两步氧化法生产丙烯酸，通过氧化单元得到约60％的丙烯酸水溶液，再通过精制单元轻组分分馏工序、丙烯酸提纯工序和二聚物分解工序精制得到丙烯酸产品，其中二聚物分解工序是通过薄膜蒸发器完成。目前控制薄膜蒸发器的温度和压力在设计范围内，而出口丙烯酸含量在38%～50%之间，造成大量丙烯酸的浪费，增加了丙烯酸的物耗。本文通过分析影响因素，从而优化工艺操作，提高丙烯酸回收效率，满足装置的安、稳、长、满、优运转，创造更好的效益。1工艺流程某丙烯酸装置精制单元采用三塔精制工艺，流程短，耗能低。轻组分分馏

3、塔T-2110塔的作用是通过共沸蒸馏的方法把水和醋酸从丙烯酸中分离出去，所用的共沸剂是甲苯(TOL)。醋酸塔T-2120为提馏塔，其作用是将共沸剂彻底脱除，尽量脱醋酸。T-2130为丙烯酸提纯塔，其主要作用是脱除粗丙烯酸中的重组分，塔顶得到符合产品质量指标的产品，塔釜物料经过薄膜蒸发器再次回收二聚物中少量的丙烯酸，从而提高产品的回收率，其工艺流程见图1.图1丙烯酸精制单元工艺流程2薄膜蒸发器的工作原理图2薄膜蒸发器简图T-2130塔塔釜物料由蒸发器上部进入蒸发器内腔，通过转子带动薄壁刮板旋转，利用重力物料自上而下均匀分布于内筒壁，形成薄膜，夹套内分上下两部分通入

4、蒸汽，物料在蒸发器内呈膜式蒸发。由于沸点的不同，轻组分转化为蒸汽从顶部蒸出返回到T-2130塔，最后含有少量丙烯酸的二聚物溶液从蒸发器下部排出。为了防止聚合、进一步提高回收效率，E-2234增加了顶部和底部的循环（图2为薄膜蒸发器简图）[2]。3影响因素分析3.1温度温度会直接影响蒸发器内组分的饱和蒸汽压。一般来说随温度升高，液体的饱和蒸汽压增大。如果温度过低，可能造成过量的轻组分（丙烯酸）落入底部，使出口丙烯酸含量较高；如果温度过高，重组分被部分汽化造成顶部二聚物含量过高，同时也容易引发丙烯酸的聚合，造成管线堵塞，影响装置平稳运行。因此，适量提升薄膜蒸发器的温

5、度，可以降低出口丙烯酸含量。3.2进料量进料量不够，会造成薄膜蒸发器转鼓干磨从而造成对设备的损害，影响设备的使用寿命。但进料量过多，超出设备本身所承受的负荷势必会造成物料的损耗，很可能适得其反。通过实际操作经验得出，适当的调整进料量可以降低出口丙烯酸含量。3.3循环量强制循环可以对蒸发器内物料起到搅动作用，以避免物料长时间静止；同时可以增强换热，避免物料局部温度过高发生聚合。循环分顶部和底部循环两部分，加大循环量可以起到一定作用。4工艺参数优化4.1温度在薄膜蒸发器E-2234稳定运行的情况下，通过缓慢提升通入E-2234的蒸汽量进而提高E-2234温度，观察E

6、-2234温度与采出液中丙烯酸含量之间的关系见图3，可得出E-2234适宜的操作温度范围。图3温度与出口丙烯酸含量的关系我们可以很直观的看出随着温度的升高，底部采出液中丙烯酸含量在逐渐减小。当温度大于95℃时，出口丙烯酸含量降低，当温度大于99℃，AA含量没有明显变化，但管线堵塞现象加重，装置稳定运行存在困难，由此得出最佳温度为96~99℃。4.2进料量在薄膜蒸发器E-2234稳定运行的情况下，稳定控制温度，通过缓慢提升进料量，观察丙烯酸含量变化趋势见图4。图4进料量与出口丙烯酸含量的关系可以看出随着进料量的不断提高，底部采出液丙烯酸含量在逐渐减小。当进料量提升

7、至1.8t/h时，AA含量降至40%以下。当提升至2.4t/h以上时，丙烯酸含量不但不再降低反而逐渐增多，由此得出最佳进料量为1.8~2.4t/h。4.3循环量在薄膜蒸发器E-2234稳定运行的情况下，稳定进料量为1.8t/h，控制温度为98℃，分别改变顶部和底部循环量，得出出口丙烯酸含量变化趋势见图5和图6。图5顶部循环量与出口丙烯酸含量的关系图6底部循环量与出口丙烯酸含量的关系结合图5和图6可以看出：顶部最佳循环量为1.4～1.6t/h，底部最佳循环量为3.3～3.6t/h。5工艺优化后效果综合影响因素分析，将工艺参数控制优化见表2：表2工艺参数优化对比优化

8、前优化后底部温度（℃）8