國外醋酸乙烯生產(chǎn)裝置規(guī)模趨向大型化、高新技術(shù)化。及時吸收了最新科技成果,特別是有關(guān)催化劑和物料分離方面的專利技術(shù),工藝過程設(shè)計先進,并且應(yīng)用DCS集散系統(tǒng)控制生產(chǎn),優(yōu)化生產(chǎn),不但降低了單位產(chǎn)品的投資,有利于資源和能源的綜合利用,而且還可靠地保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
美國得克薩斯州的5家廠,規(guī)模最小的26.1萬噸/年(杜邦),規(guī)模最大的36.3萬噸/年(康騰化學(xué))。斯坦福大學(xué)研究院(SRI)設(shè)計了一個生產(chǎn)能力為27萬噸/年的工廠,采用乙烯、醋酸和氧氣連續(xù)氣相反應(yīng)制備醋酸乙烯的工藝,它的根據(jù)是BP化學(xué)公司1993年的專利(US5185308)以及1981年美國環(huán)境保護署(EPA)的一項研究。
SRI設(shè)計,首先是反應(yīng)工段,在這里乙烯、醋酸以及氧氣在150℃和7.91×105Pa壓力下進行氣相反應(yīng)。反應(yīng)器是大的殼管式熱交換器,管中裝填的催化劑由浸漬了Pd、Au與醋酸鉀的硅石載體構(gòu)成,催化劑每年重新裝填一次,由反應(yīng)器出來的蒸汽氣流被冷卻,大部分未反應(yīng)的醋酸和醋酸乙烯產(chǎn)品被冷凝下來,未冷凝的氣體送到氣體分離工段,冷凝下來的液體則送到醋酸乙烯分離提純工段。在氣體分離工段,前工段送來的未冷凝氣體經(jīng)冷的醋酸洗滌回收醋酸乙烯,然后再用水于碳酸鹽洗滌以除去副反應(yīng)產(chǎn)物CO2。洗滌后氣體又返回反應(yīng)器使用。醋酸乙烯產(chǎn)品則在分離提純工段中,經(jīng)過串聯(lián)的4個精餾塔得到分離和提純。以乙烯為基數(shù),整個過程收率為90%。醋酸乙烯精制塔頂餾出的產(chǎn)品醋酸乙烯純度達到99.9%。
Bueker Karsten等人將反應(yīng)器設(shè)計成壁式反應(yīng)器,在反應(yīng)器中,氣體乙烯和醋酸,另加氧氣或含氧氣體,進行催化反應(yīng)。催化合成反應(yīng)發(fā)生在多個反應(yīng)室,鈀-金催化劑涂在間接冷卻的壁上。他們還發(fā)明了盤管反應(yīng)器,在醋酸乙烯單體的生產(chǎn)過程中,氣體乙烯和醋酸以及氧氣或含氧氣體進行催化反應(yīng)。催化合成發(fā)生在具有自由流動通道的多個反應(yīng)區(qū),通道的尺寸至少小于2000μm,最好小于1000μm。反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)器壁涂鋪Pd/Au催化劑,采用間接式冷卻。
中國石化集團四川維尼輪廠的酷酸乙烯裝置系20世紀(jì)70年代初從法國隆波利公司引進的乙炔法生產(chǎn)技術(shù),1979年投運。自該裝置投產(chǎn)以來,因原料天然氣供應(yīng)及裝置設(shè)計等問題,生產(chǎn)能力一直處于80%~90%。1993年醋酸乙烯裝置合成系統(tǒng)加列改造項目實施后,未對精餾系統(tǒng)的主要設(shè)備進行技術(shù)更新改造,精餾裝置的負(fù)荷增加較大,各系統(tǒng)因操作彈性低、設(shè)計不合理、設(shè)備老化等原因,塔板堵塞問題一直得不到很好的解決,限制了裝置能力的進一步發(fā)揮,成為提高醋酸乙烯產(chǎn)量的瓶頸。為此,四川維尼綸廠利用塔器新技術(shù)改造醋酸乙烯精餾裝置,采用溢流斜孔復(fù)合塔,提高了板效率,解決了恒濃區(qū)問題,具有較好的延緩堵塞的效果。在大液相分離時,斜孔復(fù)合篩板塔、規(guī)整填料及其相應(yīng)的塔內(nèi)件,可較大幅度地提高精餾塔的處理能力。經(jīng)改造后提高了醋酸乙烯回收量,可提高年回收醋酸乙烯125t。