Page 124 - 《橡塑技术与装备》2022年3期
P. 124
橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
入空气中的氧气与丙烯进行化学反应，与水蒸气混合， 参数，进行化学反应，得到产物丙烯酸、丙烯醛。为
在催化剂、高温条件下进行氧化反应。丙烯的氧化反 了避免丙烯醛进一步反应分解为 CO 2 以及 CO，通过
应可以分两步进行，首先是丙烯氧化反应得到丙烯醛， 在固定床反应器下的冷却段进行降温，冷却段主要由
第二步丙烯醛在混合气体、水、催化剂作用下继续氧 热水泵、闪蒸器构成，防止丙烯醛深度氧化。第一级
化成丙烯酸。 反应结束后，再进行补入空气进行一起混合均匀再反
2.2 丙烯酸的生产工艺操作流程 应，进入第二级列管式蒸汽加热的反应器，重新进行
丙烯氧化丙烯酸的生产工艺流程主要有两种 ：一 第二步氧化成丙烯酸。
种工艺是将反应气体进入到催化剂床层进行反应，反 2.3.4 丙烯酸的急冷吸收工序
应后的产物再通过分离单元进行吸收、分离、精制、 原料气反应结束以后，把反应出口气体输送到冷
提纯，分离出副产物以及没有充分反应的原料，把这 却器中进行降温，冷却后降到大约 170 度左右，降温
些物质从生产系统分离出来。第二种工艺是在第一种 后的气体输送至反应塔中与回流液混合进行降温，防
的基础上将没经过完全吸收后气体重新回用到反应器 止造成聚合的发生。通过调节排气量，将蒸馏产品的
中，与首次进入的空气、丙烯一起参与反应。这个工 冷凝器压力调节控制在 0.3 MPa 左右，控制吸收塔塔
艺流程充分利用了原材料，水蒸气吸收以后能够给二 釜液位在 50% 左右。釡液浓度控制在 50% 左右，吸
次反应的提供水分，省去了专门增加增湿设备。 收塔釜液进一步转移到精制塔进行处理。精制工序通
2.3 生产丙烯酸的工艺流程研究 过共沸蒸馏法进行处理，丙烯酸溶液一部分依靠回流
直接氧化法生产丙烯酸的工艺操作较为复杂，工 泵输送到降膜蒸发器循环蒸发，另一部分通过输送泵
艺流程主要包括原料丙烯投料工序、空气工序、反应 送至醋酸塔进行蒸发去除醋酸以及水。通入干燥的空
工序、急冷吸收工序、废气废水处理等。 气进入蒸发，避免丙烯酸发生聚合。同时在进料液中
2.3.1 原料丙烯工序 按照一定的比例添加阻聚剂。通过这一方法省去了萃
生产丙烯酸的过程中，丙烯工序主要是进行丙烯 取塔、回收塔等设备，简化了生产流程同时节约了能
的原材料投料前的制备工作，首先将原料丙烯由储罐 耗成本。通常采用苯类为共沸剂，混合液的主要组分
进入到进行消气，消气后的丙烯进入到加热蒸发。通 为丙烯酸、甲苯、水、醋酸等物质，因为甲苯、丙烯
过加热调节阀门逐步提高压力，到蒸发器顶部压力 0.6 酸不共沸，这两种物质通过蒸馏即可分离。而水、甲
MPa 左右，蒸发装置的液位通过进料调节阀联锁调节 苯、醋酸能够形成共沸，苯带水共沸将水带出后实现
进料在 50% 左右。气相再加压经过热器产出过热气 水和丙烯酸的分离。苯、水共沸到塔顶冷却进入分相
体，丙烯气体蒸发出口温度通过调节加热量控制在在 罐，上层油相分离回收溶剂。回收工艺过程，要充分
50 ℃左右。过热处理后的丙烯气体，通过配比调节缓 考虑能源消耗、废水回收提纯等问题，同时要严格控
慢进入混合反应器，与空气、水蒸气混合反应。 制温度、流量、阻聚剂等因素的影响，避免引起丙烯
2.3.2 丙烯酸的空气配比工序 酸聚合。醋酸塔塔板结构采用板式以及板波纹填料混
空气工序主要是利用风机为了给丙烯酸的生产 合结构形式，通过减压蒸馏得到少量丙烯酸、甲苯、
配比一定量的空气。同时配比水蒸气增加空气中的水 水、 醋酸的混合气体，气体物质进行冷凝回收处理。
含量形成三元混合气体，通过调节氧气与丙烯的比例 塔釡液中组分主要为丙烯酸以及少量的少量重组分，
严格控制混合物达到爆炸极限。混合气体通过预热器 釡液通过回流泵泵入蒸发器用于蒸发热量进行传质传
加热实现干燥密封，保证催化剂不会中毒。同时根据 热，采出物料进入到丙烯酸精制塔进行精馏提纯，塔
SIS 系统控制紧急停车所需条件，能够实现发生异常 顶采出产品塔底脱除重组分。塔顶被减压蒸馏后得到
后能够及时停车，停车时先停空气。 丙烯酸，采出的丙烯酸一部分回流到塔顶，一部分采
2.3.3 丙烯酸的合成反应工序 出丙烯酸成品冷却器冷凝得到丙烯酸产品。塔釡液通
原料气丙烯与增湿后的空气按照配比混合均匀， 过回流泵一部分进行强制循环，一部分采出到薄膜蒸
进入冷凝水预热的列管式反应器，进料的同时一起泵 发器真空蒸发回收重组分的丙烯酸。分离工序采取萃
入催化剂，控制好温度、压力、空气流速等工艺技术 取、共沸、结晶等方法，实现丙烯酸与丙烯酸水溶液
3
·66· 第 48 卷 第 期
