甲乙酮裝置的工藝技術(shù)特點及工業(yè)生產(chǎn)分析

劉林 楊明明 姚雙合 馬金虎

摘要：甲乙酮的英文縮寫是MEK，也稱甲基乙基酮或者丁酮。它具有溶解性能好，揮發(fā)速度快，低毒且穩(wěn)定等特點，是一種性能優(yōu)良的無色可燃透明液體，用途廣泛的有機溶劑和精細化工原料。甲乙酮主要用于涂料生產(chǎn)，還應(yīng)用在丙烯酸酯類溶劑、聚氨酯粘合劑、潤滑油脫蠟、油墨、涂料剝離劑、磁帶清洗等領(lǐng)域，也可在生產(chǎn)氧化甲乙酮、甲乙酮肟中作為制藥中間品使用。文章對甲乙酮裝置的工藝?? 技術(shù)特點及工業(yè)生產(chǎn)進行了研究分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：甲乙酮裝置;工藝技術(shù)特點;工業(yè)生產(chǎn)

1前言

甲乙酮（簡稱MEK）是一種性能優(yōu)良，用途廣泛的有機溶劑，具有優(yōu)異的溶解性和干燥特性，對各種天然樹脂（如松香、樟腦等）、纖維素酯類（如硝化纖維素、乙基纖維素、醋酸纖維素）、合成樹脂（如醇酸樹脂、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、香蘭酮-茚樹脂、對氯基苯磺酰胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氨酯樹脂）等具有良好的溶解性能，在涂料、膠帶、膠黏劑、合成革、油墨、磁帶、香料、催化劑、化工中間體、抗氧劑以及阻蝕劑等方面具有廣泛的應(yīng)用。

2裝置工藝技術(shù)特點

二套甲乙酮裝置的水合單元，采用了正丁烯直接水合法生成仲丁醇的工藝，以強酸性磺化陽離子樹脂為催化劑，正丁烯在質(zhì)子催化的作用下生成中間產(chǎn)品仲丁醇。該反應(yīng)在超臨界的三相條件下進行，反應(yīng)溫度為130～170℃，壓力5.9～6.1MPa。該技術(shù)的優(yōu)點是工藝流程簡單，三廢排放少，對設(shè)備腐蝕性小，中間產(chǎn)品仲丁醇選擇性高。其缺點是對原料正丁烯純度要求高，要求C4餾分中正丁烯含量≥93%，所以需要先進行原料丁烯的提濃處理。甲乙酮合成與精制單元通過仲丁醇氣相脫氫技術(shù)生產(chǎn)甲乙酮，采用氧化鋅和鋅銅合金為催化劑，在溫度195～275℃，壓力0.23～0.28MPa的條件下發(fā)生脫氫反應(yīng)生成甲乙酮，該反應(yīng)的優(yōu)勢明顯，其單程轉(zhuǎn)化率在65%以上，目的產(chǎn)品甲乙酮的選擇性也很高，通常都在95%以上。

3甲乙酮裝置工藝優(yōu)化

3.1丁烯提濃單元

通過近年來對提濃單元的萃取精餾塔生產(chǎn)狀況的分析，除去原料和人為操作因素，最主要的原因就是萃取精餾塔高過低（69.8m），導(dǎo)致填料高度不夠，該塔碳四處理能力達不到設(shè)計要求，碳四分離效果不穩(wěn)定，導(dǎo)致塔頂正丁烯含量一直偏高。新裝置對萃取精餾塔改用板式塔，分為AB兩塔串聯(lián)操作，其中A塔高度65m，94層塔盤和頂部一段3.5m的CY規(guī)整填料;B塔高度66m，96層塔盤。塔盤采用的是由華東理工大學(xué)設(shè)計、蘇州偉業(yè)石化機械廠生產(chǎn)的導(dǎo)向浮閥塔盤，塔盤采用四溢流，板間距為450mm，極大的提高了萃取精餾塔的處理能力，而且導(dǎo)向浮閥塔對原料適應(yīng)范圍廣，操作彈性大，有利于生產(chǎn)平穩(wěn)和正丁烯收率的穩(wěn)定。原有裝置萃取劑再生，脫輕和脫重均是利用再生罐進行，溶劑內(nèi)雜質(zhì)難以脫除徹底，導(dǎo)致溶劑再生頻繁，效果一直不理想。新建裝置再原有基礎(chǔ)上，增加了再生塔系統(tǒng)，混合罐和一臺冷卻器。溶劑需要再生時，將循環(huán)萃取劑引入再生塔，MEK輕組分從塔頂流出，部分打回塔頂作為回流液，其余被送往混合罐，塔釜液送往脫雜質(zhì)塔，采用真空內(nèi)加熱操作，塔頂SBA等雜質(zhì)冷卻后進入回流罐，部分回流，部分外送罐區(qū)雜質(zhì)罐。塔釜液經(jīng)過冷卻后自流到混合罐，MEK、NFM在混合罐混合，用循環(huán)水將混合后物料進行進一步冷卻至80℃以下，作為再生后的萃取劑通過混合泵返回系統(tǒng)內(nèi)。

3.2仲丁醇合成與精制單元

反應(yīng)進料泵如仍采用高速離心泵，則電機需要630kw電機，由于公司內(nèi)部蒸汽量有富余，對進料泵選用蒸汽輪機，既滿足了生產(chǎn)需要，有合理利用蒸汽資源，節(jié)約大量電耗。脫丁烯塔頂空冷器，用蒸發(fā)式空冷器取代了傳統(tǒng)空冷器，表面蒸發(fā)空冷器是一種將水冷與空氣冷卻、傳質(zhì)傳熱過程融一體，高效冷凝冷卻設(shè)備。其傳熱過程一方面依靠水膜與空氣間的顯熱傳遞來進行;另一方面利用管外水膜的迅速蒸發(fā)來強化管外傳熱。由于水的汽化潛熱很大，水膜的蒸發(fā)強化管外表面的傳熱，使設(shè)備總體傳熱效率較單純的空冷器或水冷器高許多，有效解決了脫丁烯塔夏季生產(chǎn)的瓶頸問題。

3.3甲乙酮合成與精制單元

本單元的仲丁醇閃蒸罐使用一段時間后，底部會有重質(zhì)物聚集，如未采取措施，會導(dǎo)致閃蒸罐能耗增大，嚴(yán)重時影響正常生產(chǎn)。在底部增加一路管線至精餾段重質(zhì)物塔，定時將頂部聚集的重質(zhì)物送至重質(zhì)物塔處理，避免重質(zhì)物的聚集。MEK干燥塔回流罐脫水，原有流程是直接排進污水管網(wǎng)，但是排出的水中含10%甚至更高的有機物含量，主要是甲乙酮、仲丁醇以及微量的己烷，通過分析，增加一脫水罐，用泵將罐中物料送至仲丁醇精餾單元水儲罐作為共沸物塔的進料，回收有機相，塔底水循環(huán)利用，多余的水通過管線送至污水處理場。使得高有機物含量污水不再直接排放，減輕污水處理的負荷，同時回收的甲乙酮等有機相還可以增加一定的經(jīng)濟效益。

3.4氫氣壓縮與提純單元

原有裝置中氫壓機的各級氣液分離器中液相都集中排往裝置地下污水罐，與其他工段物料一起返回精餾單元進行回收。通過分析可以看出本單元液相中含大量甲乙酮組分，回到精餾單元，則這部分甲乙酮無法回收，本次新建裝置中在本單元增加一個收集罐，統(tǒng)一送至甲乙酮單元原料罐，可以避免甲乙酮的損失。

3.5公用工程單元

原有裝置中冷媒單元的冷凍液僅在甲乙酮和氫氣壓縮提純單元使用，裝置內(nèi)的平衡系統(tǒng)冷卻器使用循環(huán)水冷卻，效果一般，導(dǎo)致不少有效組分進入了平衡放空系統(tǒng)，新建裝置中，使用冷凍液取代循環(huán)水，提高了冷卻效果，大大降低了有效組分的損耗。新建的熱媒單元，考慮到原有以燃料油為燃料的熱媒爐能耗高，同時利用裝置內(nèi)平衡馳放氣，本次采用的是以平衡馳放氣和干氣為燃料的熱媒爐，合理利用了資源，降低了能耗，同時能向甲乙酮單元提供穩(wěn)定的熱源。

結(jié)束語

面對裝置產(chǎn)能無法發(fā)揮的現(xiàn)實情況，通過對石化公司煉油和化工的供料裝置流程進行了全面摸底，了解上游裝置的運行狀況和分析情況，利用碳平衡計算的手段，找到影響裝置產(chǎn)品產(chǎn)量的瓶頸問題。在各個技措、攻關(guān)項目立項后，積極協(xié)調(diào)其他部門，盡可能使項目如期達到設(shè)計要求。在項目實施過程中，全程參與了整個項目過程，對項目進行過程中發(fā)現(xiàn)的問題積極協(xié)調(diào)解決。

參考文獻：

[1]任萬忠，陳小平，王文華等.C4烴在混合嗎啉溶劑體系中的相對揮發(fā)性[J].精細化工，2005，S1：42～44.

[2]姚玉英，化工原理[M].天津：天津大學(xué)出版社，2003.145～158.