醋酸乙酯生產裝置尾氣放空水洗單元工藝改造

趙 杰

(安徽華誼化工有限公司, 安徽蕪湖 241000)

醋酸乙酯是一種重要的有機化工原料和工業溶劑，其用途廣泛、市場需求量較大。工業化生產工藝主要是將醋酸與乙醇作為原料、濃硫酸作為催化劑進行生產制備。但是該工藝在生產過程中會有副反應產生不凝氣，在工藝處理過程中副產品需要放空處理[1]。醋酸乙酯生產裝置尾氣處理存在偶爾排放不合格的現象。由于生產出的副產品和排放的少量乙酯使尾氣具有低毒、易揮發等特性，對環境造成污染，同時帶來安全隱患[2]；因此，需要對醋酸乙酯生產裝置尾氣放空水洗單元進行升級改造。

1 改造方案

改造后醋酸乙酯生產裝置尾氣放空水洗單元結構見圖1。

1—深冷器；2—氣液分離器；3—冷水洗滌塔；4—添加劑洗滌塔；5—水洗塔；6—廢水罐；7—廢水外送泵；8—循環泵；9—水洗循環泵。

尾氣在進入水洗塔之前增加1個深冷器對尾氣進行深冷。深冷器為板式換熱器，冷卻介質使用7～8 ℃的冷凍水作為冷源。醋酸乙酯精餾后的混合尾氣經過深冷器深冷降溫,降溫后的尾氣進入新增加的氣液分離器。氣液分離器能夠對經過深冷器后氣態的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯冷凝成液態，然后與氮氣分離。氣液分離器液相通過液位計和調節閥設定串級投自動,間歇地將冷凝液體排放入廢液收集池。

經氣液分離器分離的尾氣進入新增加的冷水洗滌塔，冷水洗滌塔將尾氣中殘余的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯經7～8 ℃冷卻水洗滌，冷卻水在洗滌塔內經過分布器與氣相均勻接觸換熱、降溫、洗滌、冷凝，通過冷卻水洗滌冷卻后的尾氣進一步得到凈化。

經過冷水洗滌塔洗滌冷卻后的尾氣進入新增加的添加劑洗滌塔，在該塔內加入適量的堿性添加劑，利用堿性添加劑對殘余尾氣中微量的醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯水解后溶解在洗滌水中，其反應方程式[3]為：

CH3CH2OH

(1)

乙酸乙酯在堿性情況下發生水解，水解生成的產物CH3COOH會與堿溶液發生反應生成CH3COONa[4]溶解在洗滌水中。添加劑洗滌塔的底部溶液用添加劑洗滌循環泵打循環，循環洗滌尾氣，該洗滌液根據工況間歇排放至廢水罐。廢水罐收集需要外送的廢水。由于廢水中含有有機物，不能直接排放，所以通過廢水罐緩存處理以防止污染環境。

經過添加劑洗滌塔洗滌后的尾氣進入水洗塔，尾氣在水洗塔再次經過冷卻水洗滌，洗滌后尾氣達標后排放大氣。

醋酸乙酯尾氣通過管道依次進入深冷器、氣液分離器、冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔、水洗塔上部排入大氣，氣液分離器底部通過管道連接廢液收集池，水洗塔底部通過水洗循環系統連接廢水池。

冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔底部均通過管道連接廢水罐。廢水罐將冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔中的含有微量醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯等混合液通過廢水外送泵連接廢水池，當廢水罐內的液位達到一定高度時，啟動廢水外送泵將廢水送至廢水池。

添加劑洗滌塔底部物料通過管道連接循環泵輸入端，循環泵輸出端通過管道連接添加劑洗滌塔上部，為了便于控制，可在循環泵輸入端、輸出端的管道上均連接串級閥門。

水洗循環系統(包括輸入端)通過管道連接水洗塔的水洗循環泵，水洗循環泵輸出端分別通過管道連接廢水池、水洗塔上部打循環，水洗循環泵輸入端和輸出端的管道上均連接閥門。循環至一定程度后，開啟水洗循環泵與廢水池之間的閥門，關閉水洗循環泵與水洗塔上部之間管道上的閥門，使水洗塔水洗后產生的廢水排入廢水池中;當需要繼續循環時，開啟水洗循環泵與水洗塔上部之間管道上的閥門，關閉水洗循環泵與廢水池之間的閥門，能夠使水洗塔中的廢水再次進行循環。

2 改造過程中的風險識別

工藝變更前需要風險識別。醋酸乙酯改造雖然解決了安全環保排放的問題，但是工藝變更后也可能帶來新的安全問題。因此，在工藝改造前，按照化工變更管理要求，對工藝變更風險用HAZOP方法進行風險識別。經分析，初始風險為較大風險。通過增加保護層方法降低風險，殘余風險為低風險，為可接受風險。因此，該工藝改造安全可靠，可以實施。

3 結語

實踐證明，醋酸乙酯尾氣在經過深冷器、冷水洗滌塔、添加劑洗滌塔水解洗滌，最后經過水洗塔洗滌后尾氣排放大氣，尾氣中的有機物被冷凝回收。最終排放的醋酸乙酯尾氣能滿足安全環保排放標準的要求，減少了對環境的污染，杜絕了安全事故的發生。