醋酸乙酯生产装置尾气放空水洗单元工艺改造

2022-06-20赵杰

氮肥与合成气 2022年6期

赵杰

(安徽华谊化工有限公司, 安徽芜湖 241000)

醋酸乙酯是一种重要的有机化工原料和工业溶剂，其用途广泛、市场需求量较大。工业化生产工艺主要是将醋酸与乙醇作为原料、浓硫酸作为催化剂进行生产制备。但是该工艺在生产过程中会有副反应产生不凝气，在工艺处理过程中副产品需要放空处理[1]。醋酸乙酯生产装置尾气处理存在偶尔排放不合格的现象。由于生产出的副产品和排放的少量乙酯使尾气具有低毒、易挥发等特性，对环境造成污染，同时带来安全隐患[2]；因此，需要对醋酸乙酯生产装置尾气放空水洗单元进行升级改造。

1 改造方案

改造后醋酸乙酯生产装置尾气放空水洗单元结构见图1。

1—深冷器；2—气液分离器；3—冷水洗涤塔；4—添加剂洗涤塔；5—水洗塔；6—废水罐；7—废水外送泵；8—循环泵；9—水洗循环泵。

尾气在进入水洗塔之前增加1个深冷器对尾气进行深冷。深冷器为板式换热器，冷却介质使用7～8 ℃的冷冻水作为冷源。醋酸乙酯精馏后的混合尾气经过深冷器深冷降温,降温后的尾气进入新增加的气液分离器。气液分离器能够对经过深冷器后气态的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯冷凝成液态，然后与氮气分离。气液分离器液相通过液位计和调节阀设定串级投自动,间歇地将冷凝液体排放入废液收集池。

经气液分离器分离的尾气进入新增加的冷水洗涤塔，冷水洗涤塔将尾气中残余的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯经7～8 ℃冷却水洗涤，冷却水在洗涤塔内经过分布器与气相均匀接触换热、降温、洗涤、冷凝，通过冷却水洗涤冷却后的尾气进一步得到净化。

经过冷水洗涤塔洗涤冷却后的尾气进入新增加的添加剂洗涤塔，在该塔内加入适量的碱性添加剂，利用碱性添加剂对残余尾气中微量的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯水解后溶解在洗涤水中，其反应方程式[3]为：

CH3CH2OH

(1)

乙酸乙酯在碱性情况下发生水解，水解生成的产物CH3COOH会与碱溶液发生反应生成CH3COONa[4]溶解在洗涤水中。添加剂洗涤塔的底部溶液用添加剂洗涤循环泵打循环，循环洗涤尾气，该洗涤液根据工况间歇排放至废水罐。废水罐收集需要外送的废水。由于废水中含有有机物，不能直接排放，所以通过废水罐缓存处理以防止污染环境。

经过添加剂洗涤塔洗涤后的尾气进入水洗塔，尾气在水洗塔再次经过冷却水洗涤，洗涤后尾气达标后排放大气。

醋酸乙酯尾气通过管道依次进入深冷器、气液分离器、冷水洗涤塔、添加剂洗涤塔、水洗塔上部排入大气，气液分离器底部通过管道连接废液收集池，水洗塔底部通过水洗循环系统连接废水池。

冷水洗涤塔、添加剂洗涤塔底部均通过管道连接废水罐。废水罐将冷水洗涤塔、添加剂洗涤塔中的含有微量醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯等混合液通过废水外送泵连接废水池，当废水罐内的液位达到一定高度时，启动废水外送泵将废水送至废水池。

添加剂洗涤塔底部物料通过管道连接循环泵输入端，循环泵输出端通过管道连接添加剂洗涤塔上部，为了便于控制，可在循环泵输入端、输出端的管道上均连接串级阀门。

水洗循环系统(包括输入端)通过管道连接水洗塔的水洗循环泵，水洗循环泵输出端分别通过管道连接废水池、水洗塔上部打循环，水洗循环泵输入端和输出端的管道上均连接阀门。循环至一定程度后，开启水洗循环泵与废水池之间的阀门，关闭水洗循环泵与水洗塔上部之间管道上的阀门，使水洗塔水洗后产生的废水排入废水池中;当需要继续循环时，开启水洗循环泵与水洗塔上部之间管道上的阀门，关闭水洗循环泵与废水池之间的阀门，能够使水洗塔中的废水再次进行循环。

2 改造过程中的风险识别

工艺变更前需要风险识别。醋酸乙酯改造虽然解决了安全环保排放的问题，但是工艺变更后也可能带来新的安全问题。因此，在工艺改造前，按照化工变更管理要求，对工艺变更风险用HAZOP方法进行风险识别。经分析，初始风险为较大风险。通过增加保护层方法降低风险，残余风险为低风险，为可接受风险。因此，该工艺改造安全可靠，可以实施。