聚乙烯醇生产回收系统的技术改造

陈喜成

（安徽皖维材料股份有限公司，安徽巢湖238000）

聚乙烯醇生产回收系统的技术改造

陈喜成

（安徽皖维材料股份有限公司，安徽巢湖238000）

利用盐溶液对相对挥发度的影响，将四塔釜的醋酸钠溶液作为萃取剂送往一塔，提高了一塔顶部醋酸甲酯的纯度，降低了蒸汽消耗，减少了废水排放。

盐溶液；相对挥发度；醋酸钠；醋酸甲酯；萃取剂

在聚乙烯醇（PVA）的生产过程中，回收工序是最后一个环节，其生产任务是从醇解废液中回收甲醇以及醋酸甲酯催化分解得到的醋酸。随着聚乙烯醇产量的逐步提高，回收一塔的负荷越来越大，回流量越来越高，且一塔馏出液到二塔进行萃取精馏，也消耗大量的工艺水和蒸汽。为了降低能量损耗，保证一塔顶部醋酸甲酯的纯度，我们对一塔进行了改造，既降低了能量损耗，还节约了大量的水资源，解决了废水排放污染环境的问题。

1　改造前状况及存在问题

1.1改造前的工艺流程

如图1所示，一塔为粗分塔，它的加料来自醇解工段的母液，一般加料量为25m3/h，一塔顶部馏出的主要组分为醋酸甲酯和甲醇，其中醋酸甲酯约占75%，顶部馏出一部分回流到一塔，回流比约为3.5，一部分到二塔加料中间槽，给二塔加料，釜液直接送往四塔加料，其主要组分为甲醇、醋酸钠和水。二塔萃取水量约是加料量中醋酸甲酯的2倍，约10m3/h，馏出至催化塔加料中间槽CC-503，釜液和一塔B釜液汇合送三塔分离提纯，馏出物为纯度高于99.5%的甲醇，送原料工段。

1.2改造前存在的问题

当回收一塔的加料量为25m3/h时，为保证顶部醋酸甲酯的纯度大于75%，回流比需达3.5，近21m3/h，耗蒸汽较大，且一塔馏出至二塔加料，需加入萃取水约10m3/h，最终送至三塔，三塔釜液温度高达130℃，除10%热水作热源利用，其余全部排入地沟，造成蒸汽和水资源的大量浪费，且给污水处理厂增加一定的负荷。

2　技术改造措施

2.1改造的理论依据

图1　改造前的工艺流程示意图

盐类对挥发度有一定的影响。一般在盐类的水溶液中，非电解质的活度系数γs和盐的浓度ci（克分子/L）存在着如下关系：

式中：γsO—纯水中非电解质的活度系数；ki—盐类影响的常数。

其次，在醇—水体系中，表示盐类影响的液体—蒸汽平衡的半经验公式是：

式中：ki—盐类影响的常数；α—没有盐时的相对挥发度；αs—有盐时的相对挥发度；xi—盐在液体内的浓度（克分子数）。

如果对聚醋酸乙烯的醇解废液直接进行塔板精馏，并将其结果利用上式处理，则在醋酸甲酯—甲醇水溶液中，随醋酸钠含量而变化的相对挥发度为：

式中：αs—在醋酸钠存在时，醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度；α—醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度；xi—溶液中的醋酸钠含量（克分子数）。

从这一公式可以看出，当醋酸钠添加到醋酸甲酯—甲醇体系时，随其含量的增加，相对挥发度也增大，这个体系的分离也变得容易[1]。

2.2改造方案

原有工艺是一塔釜液到塔TQ504加料，塔TQ504馏出为大于99.5%的甲醇，送罐区。TQ504釜液为30%醋酸钠水溶液，送CC-507中间槽，作为回收反应加料或其它用途。现将TQ504釜液送至CC-507静置后，经过滤器除去固含量，通过调节系统部分作为盐溶液萃取剂，与一塔A回流液汇合，从一塔顶部加入。

主要改造措施有：

（1）CC-507出口再增加一台过滤器，避免过多树脂等固体物进入一塔A，导致塔板堵塞。

（2）CC-507液至一塔A回流安装流量调节系统一套，控制盐溶液的加入量。

（3）盐溶液管线安装冷凝器一台，控制盐溶液温度。

2.3改造后的工艺流程（图2）

图2　改造后的工艺流程示意图

3　技改后运行效果及经济效益

3.1运行效果

改造完成后，通过近一个月的试运行，一塔各项工艺指标基本能达到预期效果，馏出液指标基本能维持温度，如表1所示。一塔馏出液与二塔馏出液相比较，甲醇含量稍高，对催化塔醋酸甲酯的分解没有太大的影响。一塔釜出液醋酸甲酯含量均小于0.08%，与改造前相比，没有变化，均能达标。

表1　一塔A馏出液含量

3.2经济效益

此项改造所用设备为原扩能改造换下来的旧设备，投资费用很低，而循环水则利用我公司相对充裕的公用工程循环水，没有增加公用工程费用。

（1）节水效益。从以上数据看：每小时节约萃取水10t，一年以8000小时计，年节水10×8000=80000t。

（2）节约蒸汽效益。一塔回流液降至5m3/h，每小时节省蒸汽约1t，馏出液至二塔加料，每小时节省蒸汽0.8t，二塔每小时少加萃取水10t，最终到三塔釜，温度高达130℃，每小时节省蒸汽1.8t，每小时共节约蒸汽3.6t，年节约蒸汽3.6×8000=28800t[2]。

[1]李升基，冯宝胜（译）.维尼纶[M].北京：纺织工业出版社，1985：6.

[2]崔鹏，魏凤玉.化工原理[M].安徽：合肥工业大学出版社，2003：8.

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.025

TQ325.9

B

1008-553X（2016）04-0072-02

2016-02-21

陈喜成（1984-），男，毕业于安徽工业大学，助理工程师，从事聚乙烯醇的生产工作，18792193308，253954595@qq.com，chenxicheng775@163.com。