聚乙烯醇制造醇解工序真空泵封液改造

2021-04-06安徽皖维高新材料股份有限公司

安徽科技 2021年3期

文/周斌（安徽皖维高新材料股份有限公司）

一、低碱法生产聚乙烯醇的过程

低碱法生产聚乙烯醇是使聚醋酸乙烯按一定比例与配置好一定浓度的的氢氧化钠甲醇溶液发生反应，得到具有弹性的透明含湿固体，并经两道粉碎成为长方形小片状，再经螺杆压榨机压榨出大部分甲醇、醋酸甲酯液体，被压榨后的聚乙烯醇进入真空耙式干燥机进行干燥生产出聚乙烯醇产品[1]。进入干燥机的聚乙烯醇含有甲醇、醋酸甲酯、水等挥发物，干燥机夹套蒸汽加热维持干燥机恒定温度，通过真空泵抽取让干燥机内部保持一定的真空度，使得挥发物气相、干燥机内部的氮气和少量空气进入甲醇冷却塔，甲醇冷却塔分为一塔和二塔，气体进入第一甲醇冷却塔底部后与顶部通过循环水换热器降温的一循环液逆向接触冷却，部分挥发物被冷凝下来，气体从顶部出来进入第二甲醇冷却塔底部后与顶部通过冷冻水换热器降温的二循环液再次逆向接触冷却，大部分挥发物冷凝下来，少量挥发物气体及不凝气体通过真空泵进入尾气吸收塔底部，吸收塔选用低温脱盐水进行冷却，冷凝不下来的气体自塔顶放空。

二、聚乙烯醇生产中真空泵封液的现状

传统年产聚乙烯醇1 万吨的生产装置中，醇解工序干燥机气体含量主要有氮气、氧气、甲醇气体、醋酸甲酯气体等，气体经过甲醇冷却塔进行冷却，冷却塔为泡罩塔，分第一甲醇冷却塔和第二甲醇冷却塔，气体自第一甲醇冷却塔底部进入，与经过循环水板片换热器换热后的一循环液逆向接触进行冷却，循环水上水温度25℃，一循环液循环量30m3/h；未被冷却的气体自塔顶出来后进入第二甲醇冷却塔，与经冷冻水板片换热器换热后的二循环液逆向接触进行再次冷却，冷冻水上水温度-5℃，二循环液循环量25m3/h，冷却后的气体仍含有大量的甲醇气体，通过真空泵作用进入气液分离器进行气液分离后到尾气吸收塔再次吸收降温，最后冷凝不了的气体自吸收塔顶部进行放空。

真空泵一般选用纳式水环泵，选用大约800L/h 的甲醇作为封液，封液经离心泵打入真空泵入口管道，与甲醇冷却塔顶出来的气体一起进入真空泵。经真空泵加压后的气体和甲醇一起从真空泵出口进入气液分离罐进行分离，气体进入尾气吸收塔，液体溢流进入沉淀槽。自分离罐出口的气体会带走大部分未被分离的甲醇进入尾气吸收塔，不仅使得尾气吸收塔放空甲醇含量超标，回收效果不理想，甲醇消耗量大，而且尾气气味大，对环境造成污染[2]。经检测自吸收塔顶放空的尾气中甲醇含量高达2%左右。

三、真空泵封液改造及效果

1.真空泵封液改造

将原有的真空泵甲醇封液改用为低温脱盐水，在进入尾气吸收塔的低温脱盐水上引出一路低温水（大约1000L/h）至真空泵作为封液，自甲醇冷却塔顶出来的气体与封液从真空泵入口进入，加压至20kPa 后，真空泵出口出来的气体与封液一起进入到气液分离罐进行分离，气体从分离罐顶部出来进入到尾气吸收塔，液体从罐侧面溢流经过高度差压至吸收塔底循环泵入口，与尾气吸收塔底部大约20m3/h 的液体经过循环泵循环冷却后使用，另一部分大约3m3/h 的循环液送至聚合三塔回收处理，气体自尾气吸收塔底部进入与冷却后的循环液逆向接触冷却后继续上升，与塔顶加入的3m3/h 的低温脱盐水逆向接触，再次吸收甲醇气体，不凝气从塔顶放空，改造示意图见图1。

图1 聚乙烯醇制造真空干燥机真空泵封液改造示意图

2.改造后的效果评价

原有真空泵的封液为800L/h，温度为常温；现将封液改为进尾气吸收塔的低温脱盐水，1000L/h，温度为8℃。不仅能降低真空泵的温度，起到冷却效果，使得真空泵出口温度不会升高，减少甲醇的挥发，而且选用水作为封液，成本低，易获取，不与被输送的气体发生反应，进入到气液分离罐后，气体带走的甲醇含量会大大降低。进入吸收塔的尾气温度低也能够提高吸收塔的吸收效率，降低吸收塔的负荷，减少尾气排放。

经过封液改造后，其余条件不变，对尾气吸收塔顶部放空进行分析（见表1），原生产工艺尾气吸收塔放空大约30Nm3/h，甲醇含量大约2%左右，现改造后尾气甲醇含量大约0.3%，每年可节约甲醇3 吨左右。改造后的尾气吸收塔放空量甲醇含量明显小于原始的放空甲醇含量。