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    浅谈丙烯酸及酯项目设计过程中的防聚措施.pdf

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    浅谈丙烯酸及酯项目设计过程中的防聚措施.pdf

    34 CHEMICAL ENGINEERING DESIGN 化工设计2013,236 浅谈丙烯酸及酯项目设计过程中的防聚措施 陆洋 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院吉林132002 摘要 针对丙烯酸及酯装置物料的特性,在化工设计过程中,采取有效的防聚措施,减少聚合的发生, 保证装置的平稳运行。 关键词 丙烯酸及酯聚合防聚措施 随着国内丙烯酸及酯产业的高速发展,我国 已成为全球最大的丙烯酸及酯生产和消费国之一。 生产厂家除以前的上海华谊、江苏裕廊、扬子巴 斯夫、宁波台塑、北京东方、沈阳蜡化、兰州石 化、惠州石化外也在逐年增加。目前吉林院参与 设计的丙烯酸及酯项目有山东开泰、烟台万华等 多套装置。 通过对多套国内丙烯酸及酯装置的工程化设 计,积累了丰富的项目工程设计经验,开发出具 有自主知识产权的丙烯酸及酯国产化技术,相继 在吉林石化公司、山东开泰公司和兰州石化公司 分别建成5kt/a、30kt/a和80kt/a丙烯酸及酯装 置。三套装置均一次开车成功,装置安全平稳运 行多年,各项技术指标达到了国际水平。在设计 过程中针对丙烯酸及酯的物料易聚合现象,采取 了有效措施,减少了聚合发生的概率,提高了工 艺技术和设计质量。 1 问题提出 丙烯酸产品以粗丙烯酸为主,丙烯酸酯主要包 括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯 酸辛酯。目前丙烯酸及酯的生产工艺基本为丙烯 酸的生产方法,丙烯两步氧化法生产丙烯酸,使 每步氧化反应都处于最佳状态,是最经济的工艺。 在氧化催化剂存在下,第一步丙烯氧化生成丙烯 醛;第二步将丙烯醛进一步氧化成丙烯酸。 CH2CH--CH3O2_CH2CH--CHOH2O CH2CH--CHO1/202 CH2---CHCOOH 丙烯酸酯通常用酯化级丙烯酸与相应的醇在 催化剂的作用下连续酯化获得。 CH2H--COOHR一0H--CH2-----CH--COORH20 丙烯酸AA为无色液体,有刺激气味,溶 于水、乙醇、乙醚,化学性质活跃,丙烯酸低于 13.5C时会聚合,且局部过热也易聚合成透明白色 粉末。 丙烯酸酯AE为丙烯酸及其同系物的酯类 的总称,主要有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯 酸丁酯和丙烯酸异辛酯等,易自聚或和其它单体 共聚。 聚合后的丙烯酸等物料严重堵塞管道,对于 聚合堵死的管道难以清理,有些地方二聚物的 物料小管径只要堵死就要切割掉,更换新管线。 既破坏了生产的连续性,浪费物料和管材,又提 高了生产成本。 丙烯酸等物料极易聚合的现象一直是丙烯酸 及酯项目设计的一个难点。 2解决措施 在丙烯酸及酯项目设计过程中,采取有效措 施来减少聚合的发生。 2.1 各精馏塔采用无堰筛板塔负压操作 精馏塔常规形式一般为带溢流堰的筛板塔。 考虑到丙烯酸高温容易聚合的现象,目前此类项 目设计中,精馏塔都采用无堰大孔筛板、真空操 作的穿流式筛板塔,见图1。穿流式塔板没有溢流 堰、降液管,根据设计经验和全塔压降确定穿流 陆洋,工程师,2007年毕业于吉林化工学院化学工程专业。一直从事工艺管道设计及管理工作。联系电话043263958446, Emialjlyly0135petrochina.com.cn。 陆洋浅谈丙烯酸及酯项目设计过程中的防聚措施 35 式筛板塔孔一般为dP25,调整其合适的液层厚度。 既保证了精馏效果也解决了聚合的问题,大孔无 堰穿流式筛板塔,可以减少物料停留时间,降低 聚合发生。 图1穿流式筛板塔盘 2.2塔釜再沸器采用强制循环 常规设计项目中,塔釜再沸器循环一般靠热 虹吸循环。而丙烯酸及酯项目中,塔釜的循环增 加了循环泵,使其强制循环,缩短其在某一位置 停留的时间,可以减少聚合现象的产生。塔釜增 加强制循环泵的流程见图2。 图2塔釜增加循环泵流程 2.3管道布置最大坡度要求 对于一些含有丙烯酸的物料,管道布置工艺 要求坡度最小不能小于5。,避免水平管道物料积 聚,见图3。减少物料在管道内的停留时间,确保 工艺物料流通顺畅、彻底排净,同时避免袋型, 降低了聚合现象的发生。 图3最大坡度配管形式 2.4添加阻聚剂和阻聚空气 丙烯酸及酯装置中都有一个重要的单元,阻 聚剂配制单元。为了防止聚合物的生成,在工艺 过程中的适当位置有效地注入各种不同的阻聚剂, 避免聚合物的生成而造成装置停工。 另外,在气相空间加入氧含量为8%的混合空 气作为气相阻聚剂,防止聚合的发生。 2.5 防止出现死角的管道最短要求 含有丙烯酸物料的管线一般都有最短距离要 求,三通连接阀门处、导淋和切断阀之间要求最 短,副线要求最短等,见图4。 图4流程中的MIN要求 在进行管道设计时,尽量采用立管,减少拐 点,减少液体在管道中的残余量,从而避免聚合

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