醋酸乙烯精馏装置的技术改造研究

张长法

盛虹炼化（连云港）有限公司 江苏连云港 222065

文章将通过研究醋酸乙烯精馏装置，借助夹点技术来分析当前此类装置换热网络，并且以问题表法对夹点的位置加以确定，按照此类技术的相关原则将不合理环节找出来，且将最终改造规划提出来[1]。

1 醋酸乙烯精馏装置介绍

当前所用的醋酸乙烯精馏装置作用主要原料即合成工段相应反应液，经由精馏工艺确保所获得醋酸乙烯具有较高纯度。将所用合成液送入到第一精馏塔进行分离处理，所生成塔釜液包含了醋酸以及醋酸乙烯等，随后将其送至第二精馏塔进行进一步的分离处理；在第二精馏塔当中能够有效分开醋酸以及醋酸乙烯等，所生成的馏出液主要为醋酸乙烯，随后将其送到第三精馏塔当中，而在该塔的下部位置，会生成精醋酸乙烯，相应的馏出液会流入到第四精馏塔内；在第四精馏塔当中，该精馏塔将对上一个精馏塔所生成馏出液内部醋酸乙烯进行有效回收。

2 分析系统目标

2.1 对节能潜能以及最小加热公用的工程量加以计算

所用装置对应△Tmin（夹点温差）的温度范围一般是5-30℃，此次研究将综合考虑此装置的热面积、具体操作工况以及热回收能量等主要因素，同时所选△Tmin（夹点温差）为10℃。借助问题表法对夹点温度进行计算，便能获取系统相应问题表。

经计算，当夹点温度处于平均温度为70 以及80℃的位置时，系统当中的最小加热公用的工程量是16201.7kW。经由原本的工艺信息数据进行计算，能够获得醋酸乙烯精馏装置在实际工作过程中的加热公用的工程量，即18141.3kW，由此可见，系统拥有高达10.7%的相应节能潜能。

2.2 借助夹点技术对具体的换热网络进行分析

借助夹点技术的有关原则，对相应改造方案（后文将详细提及）展开全面分析可知，当前所用换热网络的详细流程当中具有一些不科学的地方。其中，冷物流C1 经由E9 换热器会自20℃被加热到35℃，所以需要将该换热器立即拆除。除此之外，结合设计夹点技术使需要遵循热容流率相应原则进行分析可知，在当前所用的换热网络详细流程当中，热物流H1 对应热容流率比冷物流C1 对应热容流率要小，也就是E1 换热器并未被科学设置，需要对流股实际换热的模式进行重新的优化设计。通过整体分析得知，有关人员应当重新计算和设计醋酸乙烯精馏装置当前的换热网络包含低温区，也就是低于70℃夹点温度相应换热网络详细流程[2]。

3 具体的改造优化方式

对于当前所用的换热网络不科学的设计而言，应该结合夹点设计的基本原则，设置目标准则为循环水实际使用量、换热单元的具体数目以及换热网络整体面积，并且提出相应的优化设计模式。在各类设计方案当中包含的低温区物流主要为C1，C4，H1，H2，H3 以及H4。

详细的改造优化方案为：

第一优化设计方案：基于当前所用的工艺流程，此项方案将C1 和H1 的相应换热器拆除掉，这与热容流率相应准则使相符合的，同时也将换热器E1 以及E2 拆除掉，将其改换成E1-1 这一单一的换热器，经由对H1 物流经过E1-1 换热器和冷却水的换热能加以计算，保证其与相应的工艺标准相符合，如此便可使实际换热单元数减少。除此之外，将E9 换热器拆除掉，而C1 物流对应换热器经由H2 物流以及E4 换热器，自20℃上升至32.2℃，随后经由H3 物流和E5 换热器上升至60℃来满足相应的工艺标准，这样便能使不在夹点下进行公用工程加热器设置的问题，此外还可以使热容流率对应准则得到满足。H2 物流的较低温区经由H1 物流以及E4 换热器进行换热处理，而高温区会经由冷却水以及E3 换热器进行换热；H3 物流优先经由C1 物流与E5 换热器展开换热处理，相应不足的部分则应该新增1 态E1-2 换热器和冷却水进行换热处理。

第二优化设计方案：基于当前所用的工艺流程，此项方案与第一优化设计方案相同，也会将E1 以及E2 这两个换热器拆除掉，将其改换成E1-1 这一单一的换热器。除此之外，此项设计方案会将E9 换热器拆除掉，并且对E2-2 换热器进行增设处理。需要注意的是，此项方案和第一优化设计方案不同的地方在于按照热容流率相应的原则，会借助C1、H3 以及H4 物流展开换热处理。H3物流优先经由C1 物流与E5 换热器进行换热处理，相应不足的部分则经由E2-2 换热器和冷却水进行换热处理；H4 物流低温部分经由E7 换热器和C1 物流展开换热处理，高温部分经由E6 换热器和冷却水进行换热处理；C1 物流则经由E5 与E7 换热器和H3以及H4 物流分别展开换热处理，确保需求得到相应满足[3]。

第三优化设计方案：基于当前所用的工艺流程，此项方案第一、第二优化设计方案间最大的差异，便在于借助热物流高温区域和相应冷物流展开换热处理，也就是H2 物流经由E3 换热器直接对C4物流进行换热处理，使之与相应工艺需求的温度相适应，相应不足的部分则经由E4 换热器和冷却水展开换热处理。

4 结语

某企业采用以上优化设计，经过计算可知，当前所用工艺与第一、第二方案间应用设施有所区别，各自总体投资费用是480.2 万元、423.4 万元以及433.6 万元。对上述方案进行分析得知，第一优化设计方案总体效果良好，所以可选做最优改造设计。