提高薄膜蒸發(fā)器AA收率

提高薄膜蒸發(fā)器丙烯酸回收效率潘有江楊召啟劉志剛常艷博吳建民(中國石油蘭州石化公司甘肅蘭州730060)摘要：丙烯酸裝置精制單元薄膜蒸發(fā)器的主要作用是回收丙烯酸二聚物中含有的部分丙烯酸，以降低生產過程中的丙烯酸消耗，本文結合分析數據討論影響薄膜蒸發(fā)器回收效率的因素，從而得出提高丙烯酸回收率的措施，進而采取相應的優(yōu)化調整，最終帶來可觀的效益。關鍵詞：薄膜蒸發(fā)器丙烯酸回收率引言丙烯酸是有機化工中極其重要的原料和中間體，其聚合物具有優(yōu)良的耐紫外光、耐水、耐熱等特性，因此在膠粘劑、涂料、塑料、紡織、造紙、皮革化工、彈性體、印刷、合成纖維、建筑材料、高吸水性樹脂、絮凝劑、助劑工業(yè)、洗滌劑工業(yè)等眾多領域具有廣泛的應用前景[1]某丙烯酸裝置采用丙烯氣相兩步氧化法生產丙烯酸，通過氧化單元得到約60%的丙烯酸水溶液，再通過精制單元輕組分分餾工序、丙烯酸提純工序和二聚物分解工序精制得到丙烯酸產品，其中二聚物分解工序是通過薄膜蒸發(fā)器完成。目前控制薄膜蒸發(fā)器的溫度和壓力在設計范圍內，而出口丙烯酸含量在38%?50%之間，造成大量丙烯酸的浪費，增加了丙烯酸的物耗。本文通過分析影響因素，從而優(yōu)化工藝操作，提高丙烯酸回收效率，滿足裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運轉，創(chuàng)造更好的效益。1工藝流程某丙烯酸裝置精制單元采用三塔精制工藝，流程短，耗能低。輕組分分餾塔T-2110塔的作用是通過共沸蒸餾的方法把水和醋酸從丙烯酸中分離出去，所用的共沸劑是甲苯(TOL)。醋酸塔T-2120為提餾塔，其作用是將共沸劑徹底脫除，盡量脫醋酸。T-2130為丙烯酸提純塔，其主要作用是脫除粗丙烯酸中的重組分，塔頂得到符合產品質量指標的產品，塔釜物料經過薄膜蒸發(fā)器再次回收二聚物中少量的丙烯酸，從而提高產品的回收率，其工藝流程見圖1.

醋酸塔T-2120輕組分分餾塔T-2110提純塔T-2130薄膜蒸發(fā)器E-2234圖1丙烯酸精制單元工藝流程2薄膜蒸發(fā)器的工作原理醋酸塔T-2120輕組分分餾塔T-2110提純塔T-2130薄膜蒸發(fā)器E-2234圖1丙烯酸精制單元工藝流程2薄膜蒸發(fā)器的工作原理圖2薄膜蒸發(fā)器簡圖X上精機械密封分離筒撲誅器分布器6轉子7.到板B.夾會9常體底村頭LL下端密封T-2130塔塔釜物料由蒸發(fā)器上部進入蒸發(fā)器內腔，通過轉子帶動薄壁刮板旋轉，利用重力物料自上而下均勻分布于內筒壁，形成薄膜，夾套內分上下兩部分通入蒸汽，物料在蒸發(fā)器內呈膜式蒸發(fā)。由于沸點的不同，輕組分轉化為蒸汽從頂部蒸出返回到T-2130塔，最后含有少量丙烯酸的二聚物溶液從蒸發(fā)器下部排出。為了防止聚合、進一步提高回收效率，E-2234增加了頂部和底部的循環(huán)（圖2為薄膜蒸發(fā)器簡圖）⑵3影響因素分析3.1溫度溫度會直接影響蒸發(fā)器內組分的飽和蒸汽壓。一般來說隨溫度升高，液體的飽和蒸汽壓增大。如果溫度過低，可能造成過量的輕組分（丙烯酸）落入底部，使出口丙烯酸含量較高；如果溫度過高，重組分被部分汽化造成頂部二聚物含量過高，同時也容易引發(fā)丙烯酸的聚合，造成管線堵塞，影響裝置平穩(wěn)運行。因此，適量提升薄膜蒸發(fā)器的溫度，可以降低出口丙烯酸含量。3.2進料量進料量不夠，會造成薄膜蒸發(fā)器轉鼓干磨從而造成對設備的損害，影響設備的使用壽命。但進料量過多，超出設備本身所承受的負荷勢必會造成物料的損耗，很可能適得其反。通過實際操作經驗得出，適當的調整進料量可以降低出口丙烯酸含量。3.3循環(huán)量強制循環(huán)可以對蒸發(fā)器內物料起到攪動作用，以避免物料長時間靜止；同時可以增強換熱，避免物料局部溫度過高發(fā)生聚合。循環(huán)分頂部和底部循環(huán)兩部分，加大循環(huán)量可以起到一定作用。4工藝參數優(yōu)化4.1溫度在薄膜蒸發(fā)器E-2234穩(wěn)定運行的情況下，通過緩慢提升通入E-2234的蒸汽量進而提高E-2234溫度，觀察E-2234溫度與采出液中丙烯酸含量之間的關系見圖3,可得出E-2234適宜的操作溫度范圍。

80828486889092949698100102104106108110E-2234底部溫度TIC-2037(°C)圖3溫度與出口丙烯酸含量的關系我們可以很直觀的看出隨著溫度的升高，底部采出液中丙烯酸含量在逐漸減小。當溫度大于95C時，出口丙烯酸含量降低，當溫度大于99C,AA含量沒有明顯變化，但管線堵塞現象加重，裝置穩(wěn)定運行存在困難，由此得出最佳溫度為96?99C。4.2進料量在薄膜蒸發(fā)器E-2234穩(wěn)定運行的情況下，穩(wěn)定控制溫度，通過緩慢提升進料量，觀察丙烯酸含量變化趨勢見圖4。11.21.41.61.822.22.42.62.83E-2234進料量FIC-2019(t/h)可以看出隨著進料量的不斷提高，底部采出液丙烯酸含量在逐漸減小。當進料量提升至1.8t/h時，AA含量降至40%以下。當提升至2.4t/h以上時，丙烯酸含量不但不再降低反而逐漸增多，由此得出最佳進料量為1.8?2.4t/h。4.3循環(huán)量在薄膜蒸發(fā)器E-2234穩(wěn)定運行的情況下，穩(wěn)定進料量為1.8t/h，控制溫度為98°C，分別改變頂部和底部循環(huán)量，得出出口丙烯酸含量變化趨勢見圖5和圖6。0.50.70.91.11.30.50.70.91.11.31.51.71.92.1E-2234頂部循環(huán)量FI-2023(t/h)2.52.72.93.13.33.53.73.9E-2234底部循環(huán)量FI-2026(t/h)結合圖5和圖6可以看出：頂部最佳循環(huán)量為1.4?1.6t/h，底部最佳循環(huán)量為3.3?3.6t/h。5工藝優(yōu)化后效果綜合影響因素分析，將工藝參數控制優(yōu)化見表2：表2工藝參數優(yōu)化對比優(yōu)化前優(yōu)化后底部溫度（C）80?9596?99進料量（t/h）1.2?1.81.8?2.4頂部循環(huán)量（t/h）0.5?1.21.4?1.6底部循環(huán)量（t/h）1.0?3.03.3?3.6通過統(tǒng)計對比優(yōu)化前后出口丙烯酸含量變化數據（見圖7、圖8）得出，優(yōu)化調整后薄膜蒸發(fā)器出口丙烯酸含量明顯下降至36%以下，大大提高了丙烯酸回收效率，從而降低了丙烯酸物耗。圖7調整前出口丙烯酸含量圖8調整后出口丙烯酸含量6結論通過不斷摸