聚乙烯醇工艺

聚乙烯醇工艺说明

目录1.聚合回收设备1.1聚合工程概要工程说明1.2回下班程概要工程说明2.醇解设备用带式醇解法的低氢氧化钠醇解的概要低氢氧化钠醇解的特点带式醇解的概要2.2工程说明聚醋酸乙烯的醇解聚乙烯醇的输送甲醇的碱性调整3.洗涤设备3.1概要3.2工程说明聚乙烯醇的洗涤甲醇的回收4.废物及废水的处置废物的种类和处置废水的种类和处置附卷：运转标准条件工程说明书打算AP1.聚合回收设备1.1聚合工程概要把甲醇作为溶剂以溶液聚合方式使醋酸乙烯部份聚合（聚合率63%）。生成的聚醋酸乙烯以甲醇溶液形式送进醇解工程。此聚醋酸乙烯的甲醇溶液是适合于低氢氧化钠醇解的低含水率的溶液（含水率0.1%）。未反映的醋酸乙烯从聚醋酸乙烯中吹出，使其形成适于再聚合的组成而回收。低沸点不纯物及其残渣，浓缩到适于后处置的浓度为止。1.1.2工程说明（1）醋酸乙烯的聚合把醋酸乙烯和甲醇通过第一预热器（2-H-401）（只有运转开始时才加热）和第二预热器加入第一聚合机。在第二预热器（2-A-408）中加入醋酸乙烯及甲醇。与第一聚合机因聚合热而蒸发出来的醋酸乙烯和甲醇进行热互换而被预热。这时溶液中存在的氧被排除，氧的除去对聚合反映的顺利进行，对聚乙烯醇的质量都有重要的保证。用偶氮二异丁晴的甲醇溶液为催化剂。在第一聚合机（2-A-401）的入口处把醋酸乙烯、甲醇装入管道。进入醋酸乙烯是从醋酸乙烯工厂来的精醋酸乙烯。后述的聚合工程第一精馏塔（2-D-401）的镏出液的一部份及从聚合工程第3精馏塔（2-D-403）回收的醋酸乙烯。聚合用的甲醇利用回下班程第3精馏塔（2-D-433）镏出的甲醇。在聚合反映中的甲醇浓度，依据加入第一聚合机（2-A-401）的药液的比率来决定。对聚合反映生成的聚醋酸乙烯的聚合度具有专门大的阻碍。进入第一聚合机（2-A-401）的溶液，在规定停留时刻使聚合率达到25〜30%,后进入第二聚合机（2-A-402）。在第二聚合机聚合率可上升到63%。聚合反映是下式的放热反映。发生的聚合热主若是通过醋酸乙烯和甲醇的蒸发烧而除去，蒸发出来的醋酸乙烯和甲醇在第一、二逆流冷凝器（2-H-402.403）冷凝后返回聚合机。nCH=CH k（—CH2O—COCH 2O—COCH32（2）聚醋酸乙烯的分离把从第2聚合机（2-A-402）掏出来的聚合液加入第1精馏塔（2-D-401）,从塔底吹入甲醇蒸汽。未反映的醋酸乙烯作为甲醇的共沸溶液而镏出从第1精馏塔（2-D-401）的塔底把聚醋酸乙烯的甲醇溶液掏出，以后用甲醇稀释。把聚醋酸乙烯的浓度调剂至33%,而送入醇解工程。利用从回下班程第8精馏塔（2-D-438）来的含水率0.1%一下的甲醇，便取得低含水率的聚醋酸乙烯。（3） 醋酸乙烯的回收加醋酸乙烯于第1精馏塔（2-D-401）镏出来的醋酸乙烯和甲醇的共沸液的一部份中调剂醋酸乙烯和甲醇的比率，加入第一聚合机（2-A-401）从头利用。为了避免由于共沸液的从头利用而在聚合系里（乙醛）的积存。而在第一精馏塔和从头利用的共沸液中加防分解试剂。用剩下的共沸液的一部份来降低加入第一精馏塔（2-A-401）的聚合液的粘度，把另一部份加入第二精馏塔（2-A-402）。在第二精馏塔从顶部添加萃取水进行萃取蒸馏，把醋酸乙烯和甲醇分离开来。即从塔顶把醋酸乙烯和水的共沸液镏出，从塔底掏出甲醇水溶液。那个甲醇水溶液送入后述的回下班程第三精馏塔（2-D-403）以收回甲醇。从塔顶流出的醋酸乙烯和水，经第二分离器（2D-409）分离后基层水，作为萃取水的一部份加入塔上部回收。上层的醋酸乙烯加入第三精馏塔（2-D-403）.低沸点杂质及溶解在醋酸乙烯中的水和醋酸乙烯的一部份一起从塔顶镏出，从第三精馏塔的下部将蒸汽状态的醋酸乙烯掏出，通过第三精馏器（2-D-404）冷凝后回收醋酸乙烯供聚合利用。（4） 杂质的处置第3精馏塔（2-D-403）的镏出溶液，在第3分离器（2-S-413）分离后的基层水作为第2精馏塔的萃取水的一部份进行回收。把含有醋酸乙烯和低沸点液的上层液加入第4精馏塔（2-D-404）把低沸点的物浓缩后使之镏出。送入回下班程第11精馏塔（2D-441-1），使第4精馏塔塔底的醋酸乙烯回流到第3精馏塔（2-D-403）.把聚合工程第3精馏塔（2-D-403）的釜液的一部份抽进第3蒸发釜（2-H-416）把残渣浓缩

后送入残渣处置装置进行燃烧。（5）聚合阻止剂的添加在第2精馏塔（2-D-402）以后的精馏塔中，添加聚合阻止剂以后避免在精馏塔内的醋酸乙烯的聚合，聚合阻止剂的种类的选择如下：第2精馏塔（2-D-402）氢醌（hGayoqoinone）第3精馏塔（2-D-403）对苯醌（P—benzoqlnone）第4精馏塔（2-D-404）对本醌（P—benzoqlnone）（6）聚合反映机理醋酸乙烯的聚合反映是游离基聚合反映，由下面3个大体反映组成的连锁反映。1•开始反映1—2R R+K―MPn+N Pn+1—►Pn+S Pn+S（再开始S+M M）―Pn+PmPn+n或^m_Pm在此I:引发剂（聚合催化）R：引发剂游离基M:单体Pn:链长为n的聚合物S:连锁移动剂（1）开始反映聚合催化剂（AIBN）分解后成为2个游离基，它是=使单体（VAC）的双链活化后，成为单体的游离基（Mo）。2(CH3)2C—C=N+N2（CH3）C—N2(CH3)2C—C=N+N2(CH3(CH3)2C=CN(Eh3)2C=CN—CH2—CH（CH3）2C1=CN+CH2=CHo—coch3 o-—coch32）生长反映单体游离基（Mo）一个个的和醋酸乙烯反映，使链增加而成为今聚合基（Pno）

CH2CH+CH2=CH—_CH-OYOCH3O-COCH3CH—CHCH2CH+CH2=CH—_CH-OYOCH3O-COCH3CH—CH厂CHIIo-COCH3O—coch3（3）停止反映、连锁移动反映在乙烯基化合物中，一样说来游离基生长停止，是由于结尾的不配电子再结合或由于不对称化带来稳固性而产生的再结合：ch2 ch+CH---CH2——►-CH.—CH—CH-CH2—AC O_AC O—AC O—AC不对称化CH2——CH+CH---CH2 ►-CH.-CH2+CH+CH-ACO—ACO-AC O—AC在此AC:CO0CH3醋酸乙烯的连锁反映时的特点是聚合游离基绝大部份由于连锁移动反映被打破，因此对其彼此的稳固作用阻碍不大。聚合基同共存于聚合反映体系中的溶剂。杂质、醋酸乙烯、聚醋酸乙烯反映后而进行基团的移动，这是连锁移动反映。在把甲醇作为溶剂的溶液聚合中溶剂浓度---上升。聚醋酸乙烯的聚合度便发生下降现象那个连锁反映增强的结果。一方面向作为杂质的巴豆醛等的连锁移动时，不仅聚合度下降，而且显现游离基消失的抑制作用，结果使聚合速度也下降。1.2回下班程概要作为回下班程的原液的醇解工段的废液以醋酸甲醇。甲醇为要紧成份并含少量醋酸钠和水，其中醋酸甲酯用离子互换树脂（lonexchangsrasln）使其水解为醋酸和甲醇。醋酸作为回收醋酸向醋酸乙烯工厂输送。甲醇和从聚合工程第2精馏塔（2-D-402）的塔底来的甲醇和回收原液中的甲醇一路回收而向聚合工程输送。醋酸钠因为量少与水一路废除，把以乙醛为要紧成份的低沸点杂质浓缩后燃烧。工程说明（1）醋酸甲酯和甲醇的分离及甲醇的回收将醇解工程的废液及后述的洗涤工程的回收甲醇加入第一精馏塔（2-D-431）从塔顶把醋酸甲酯和甲醇的共沸液镏出，向第5精馏塔（2-D-435）的上部供给，作为回流液用。从第1精馏塔底部，把含有少量的醋酸钠和水的甲醇的要紧溶液掏出加入第8精馏塔（2-D-438）从第8精馏塔的塔顶掏出无水甲醇（含水分0.1%以下）。向聚合工程第1精馏塔（2-D-401）的底部吹入甲醇蒸汽，从第8精馏塔的底部出来的醋酸钠和水，送入废温水槽（2-S-634）以回收热量。（2）醋酸甲酯的精制和甲醇的回收把后述的低5精馏塔（2-D-435）塔顶出来的醋酸甲酯和甲醇以蒸汽状态加入第2精馏塔（2-D-432），从第2精馏塔上部添加萃取水，萃取蒸馏分离醋酸甲酯和甲醇。即，从塔底掏出甲醇水溶液，从塔顶使醋酸甲酯和水的共沸液镏出，塔底的甲醇水溶液和聚合工程第2精馏塔（（2-D-402）底部来的甲醇水溶液一样也加入第3精馏塔（2-D-433）。从第3精馏塔塔顶掏出无水甲醇（含水分0.1%以下，将那个甲醇以蒸汽状态向第一精馏塔再沸器（2-H-431）吹入，成为第一精馏塔（2-D-431）的乐热源的同时在上述再沸器中自行冷凝。为此目的，在第3精馏塔（2-D-433）以约/cm2G压力进行加压蒸馏。塔底的加压热水，经第8精馏塔（2-D-438）的底部，在此回收一部份热以后和第8精馏塔釜液一路送入废温水槽（2-S-634）。从第2精馏塔（2-D-432）塔顶流出的醋酸甲酯（含水）加入水解塔（2-A-432）。但其中一部份以蒸汽状态加入第4精馏塔（2-D-434）以除去乙醛。从第四精馏塔同与部份醋酸甲脂一路馏出的乙醛加入第9精硫塔（2-D-439-1）。从第9精馏塔塔顶流出被浓缩的乙醛后送入废液残渣处置装置。第9精馏塔塔底的醋酸甲脂返回第4精馏塔的馏出液中。第四精硫塔德塔底液向第2精馏塔的上部作回流液。为了除去回收第2精馏塔（2-D-432）馏出液中积存的丙酮。把聚合工程第4精馏塔（2-D-404）馏出液和回收第2精馏塔的馏出液的一部份加入回收第11精馏塔（2-D-441-1）。从塔顶添加萃取水进行萃取蒸馏。（3）醋酸甲脂的水解以醋酸甲脂为要紧成份的第2精馏塔（2-D-432）馏出液与醋酸甲脂组成规定克

分子比的添加水一路加入分解塔。在分解塔里填充阳离子互换树脂（cationexchanqeyesln）,把那个作催化剂。使醋酸甲脂水解生产醋酸和甲脂CH3CH3COO—CH3+H2O2CH3COOH+CH3OH合同工厂里，提高了分解水的克分子比，更提高了醋酸甲脂的分解率。分解水量增多，有利于分解率的提高。其反面是增加了由醋酸水溶液进行醋酸浓缩的负担，但由于后述的醋酸浓缩作用是载水自去力大的共沸剂。因此减轻了由于增加水量而来的负担。由分解塔出来的分解液，是未反映的醋酸甲脂和水和生产的醋酸和甲脂的混合液。将其加入第5精馏塔（2-D-435）。从地5精馏塔的塔顶掏出醋酸甲脂和甲醇。在蒸汽状态下送入第2精馏塔（2-D-432）从第1精馏塔送来与第5精馏塔回流液合流的醋酸甲脂和甲醇也包括在其中加入第2精馏塔。从第5精馏塔的塔底掏出醋酸水溶液加入第6精馏塔（2-D-436）。4）醋酸的精制在第6精馏塔（2-D-436）里作为和水的共沸剂在塔上部把醋酸正丁酯以全回流使之循环进行共沸蒸馏。水合醋酸正丁酯一路从塔顶馏出。假设从第6精馏塔的塔底把浓缩的醋酸掏出。为了使醋酸的水分加倍降低。要将其第12精馏塔（2-D-442）,从第12精硫塔的塔底通过第12精硫器。掏出被精制的回收醋酸送向醋酸乙烯工程。从第12精馏塔塔顶馏出的醋酸和水。返回第6精馏塔下部，从第6精馏塔（2-D-436）塔顶馏出的水和醋酸正丁酯在第6分离器（2-S-439）进行分离。上层的醋酸正丁酯箱第6精馏塔塔顶全回流。第6分离器基层的水加入第7精馏塔（2-D-437）溶解的醋酸正丁酯和水的一部份一路从塔顶馏出。在第7分离器（2-S-437）分离后,把上层的醋酸正丁酯返回第6精硫塔（2-D-436）回流。第7分离器基层的水含有醋酸正丁酯分解而生成的正丁醇及其他水溶解性杂质和少量的醋酸正丁酯。把此水加入第10精馏塔（2-D-440-1）使把低沸点物从塔顶馏出，送入废液残渣处置装置。正丁醇和醋酸正丁酯、水一路从塔底掏出返回第6精馏塔回流。正丁醇于第6精馏塔内和醋酸正丁酯成为平稳状态，在可不能积存到某种极限度以上，从第7精馏塔塔底来的废水送入废水中和装置进行处置。2．醇介设备

2.1由带式醇介方式的低氢氧化钠的醇介概要。低NaOH醇介的特点聚醋酸乙烯一甲醇液的碱醇介反映。由以下三种反映组成:脂取代反映：(-CH2—CH-)n+nCH.OH ^CH.—CH-)'-n+nCH^COOCH^.TOC\o"1-5"\h\z■f 1\o"CurrentDocument":0COCH3 oh直接醇介反映：(-CH2—CH-)n+nNaOH—■(-CH?—CH-)n+口(Na-COOCHJI I 'OCOCHj OH副反映:CH3CH3COOCH3+NaOHCH3OH+NaCOOCH3在这些反映中要紧的反映是①和③，引发反映②的情形是极少的，专门是在水少的系统中反映②能够为几乎不产生。从而催化剂NaOH,由于产生副反映③而被消耗，可是反映③也是受水的阻碍。一样是在水少的情形下是难于发生此反映的。因此，在含水率较低的系统里进行醇介反映，可是显著降低NaOH的消耗定额。同时生成的副产物醋酸钠，也显著减少。因此，醋酸钠和硫酸反映回收醋酸工程能够省略。省略了从醋酸钠回收醋酸能够提高回下班程的效率的同时有利于同利用醋酸浓缩的水的共沸剂的选择。带式醇介的概要低NaOH醇介，因为反映速度慢，有必要弄成大型醇介机，由于采纳带式醇介机。能够经济地实现大型化的目的。同时带式醇介方式，由于有特殊的混合机粉碎机的配合，高浓度的聚醋酸乙烯的醇介就可能实现。由于带式醇介方式生成的聚乙烯醇,性质致密，粉末飞散是少的，同时混入醇介废液的微粒子较少，因此生成的聚乙烯醇也较少。反之，由于聚乙烯醇的致密化，给聚乙烯醇的干燥和醋酸钠的洗涤带来困难,关于这一点在维尼纶的制造工程中将洗涤设备设计成适合于带式醇介聚乙烯醇的方式。而且由于设置了甲醇回收装置那个问题而得以解决。2．2工程说明聚醋酸乙烯的醇介（1）原料和催化剂的加入把聚醋酸乙烯的甲醇溶液和NaOH的甲醇容易按规定的克分子比（molratio）加入混合机（2-M-501）,聚醋酸乙烯一甲醇溶液是含聚醋酸乙烯33%，含水率0.1%的溶液，把此溶液在聚醋酸乙烯冷却器（2-H-501）中调剂到规定温度后装入混合机,依据此温度来决定醇介反映的温度。NaOH溶液是把固体NaOH溶解在无水甲醇（含水率0.%以下）中的溶液。（2）聚醋酸乙烯的醇解聚醋酸乙烯溶液和NaOH溶液在混合机（2-M-501）中充分混合后，流到醇解机（2-M-502）的带上，那个混合液带输送进程中由于PVA的慢慢析出而固化，在醇解机的出口PVA和母液成为一体，形成一种有弹性的厚的板状物。这种板状物的物理化学性，会阻碍以后的装置的能力，它决定于反映温度NaOH的克分子比，醇解机内的停留时刻，对这些因素必需引发注意。（3）粉碎、压榨醇解机（2-M-502）出来的板状物PVA在第一粉碎机（2-M-503）里粉碎后进入第2粉碎机（2-M-504），在此被最后粉碎，从第2粉碎机的多孔板排出的湿润状态的PVA进入螺旋型压榨机（2-M-505）。在压榨机里用螺旋的回转速度来调剂其压榨程度，压榨后的PVA加入干燥机（2-M-506）在压榨机里从PVA中被分离出来的醇介废液，流入废液沉淀槽（2-A-503）.（4）PVA的干燥干燥机（2-M-506）是附有搅拌机的圆筒形干燥机，用蒸汽从夹套进行间接加热，在干燥机PVA的同时使残留醋酸根降低。干燥是在常压或微减压下在N循环中进行，蒸发出来的醋酸甲脂和甲醇导入第1冷却器（2-A-501）和第2冷却器（2-A-502）使其与冷却了的冷凝液对流接触而捕集。低含水系统的醇解所取得PVA,在干燥工程中有着色的性质，那个着色可在干燥机中央部份周围，把水以喷雾状态淋加于PVA上面加以避免，这种添加水与大致相等的甲醇混合后添加进去，能够避免PVA的结块。而加水量也会阻碍残余醋酸，因此水量的调剂很重要。(5)醇解废液的回收在压榨机(2-M-505)里从PVA中分离出来的液体，进入废液沉淀槽(2-A-503),使混入的少量PVA粒子沉降分离。沉降了的PVA,从废液沉淀槽底部掏出，返回压榨机而回收。从废液沉淀槽上部溢流出来的液体和从干燥机(2-M-506)蒸发并由第一、第2冷凝器捕集的液体，通过废液过滤机，进一步除去了浮游的微量PVA,作为回下班程的废液。在废液过滤机(2-A-504)里所捕集的PVA在废液残渣处置装置里燃烧。2.2.2PVA的输送干燥PVA，从干燥机(2-M-506)出来后，被干燥机出口的运输机(2-M-506-5)掏出，通过振动筛(2-M-507)后，用加料鼓风机(2-B-503)送入压送式空气输送装置的同意装置(2-A-505-2)。再由压送装置(2-A-505-1)空气输送到维尼纶车间洗涤设备的PVA储槽(2-S-701)。NaOH的甲醇液配制在苛性钠的甲醇溶液配料槽里(2-A-481)加入规定量的无水甲醇(含水率0.1%以下)用搅拌机(2-A-481-2)搅拌的同时把甲醇通过碱性冷却器(2-H-481)冷却，同时把固体NaOH用苛性加料机(2-M-481-1)持续加入溶解。溶解的时候，由于产生大量的溶解热，要专门注意冷却状态。而且，由于吸收CO2而生成的Na2CO3成为醇解工程的及事故产生的缘故，同时阻碍NaOH的消耗定额，因此溶解作业要在氮气密封下进行。3．洗涤设备3.1概要干燥PVA含有醋酸钠和甲醇，将此PVA进行水洗除去醋酸钠到规定值(对PVA0.22%),将洗涤废水经蒸馏回收甲醇，回收的甲醇送入PVA工厂回下班程。对致密的PVA的洗涤，从粒子内部萃取醋酸钠是很重要的，为此在微温水中充分的时刻浸泡使之润，将萃取到表面来的醋酸钠用新鲜水淋洗。由此，可取得低醋酸钠的PVA。3.2工程说明PVA的洗涤从PVA的储槽（2-S-701）以必然的速度掏出PVA用加料鼓风机（2-B-703）上吹，通过度解器（2-F-701）把微粉PVA分离后，加入传送式的计量加料机（2-M-705）,由计量加料机计量PVA的进入量的同时，自动调剂装入量至规定值。计量加料机（2-M-705）发生故障或检修时有别的粉体流量计（2-M-706）来计量PVA。（2）PVA的洗涤由计量加料机计量后PVA进入到浸渍槽（2-A701）用搅拌机（2-A-701-2）使其和大量的微温水混合，在悬浊状态下加入到下面膨润槽（2-A-702）。在膨润槽内充分时刻（约40分钟）停留，膨润了的PVA加入到网状传送式的洗涤机（2-M-707）里，用浓度较低的醋酸钠水溶液淋洗。洗涤了的PVA进入浆料槽（2-A-703）和新鲜水混合进入脱水机（2-M-708）。从洗涤机的前半部份来的醋酸钠和甲醇浓度较高的废水的一部份进入沉降槽（2-H-704）使渗进来的PVA粒子沉降分离后，上部澄清水进入甲醇回收装置，使其回收经调剂温度后入浸渍槽循环再利用。（3）脱水从浆料槽（2-A-703）来的P