醋酸丙烯酯法环氧氯丙烷装置改造的工艺过程模拟

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环氧氯丙烷作为丙烯衍生物中的一个大品种产品,是一种重要的有机化工原料,主要用于合成环氧树脂、氯醇橡胶、硝化甘油炸药等。目前环氧氯丙烷工业化生产方法有丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法和新兴的甘油法。甘油法虽有诸多优势,但随着石油价格大幅下跌,丙烯价格跳水,醋酸丙烯酯法相比丙烯高温氯化法以其原料单耗低、废水排放少、产品质量高的特点,仍有生存空间。渤天化现有一、二期两套环氧氯丙烷生产装置,采用日本昭和电工醋酸丙稀酯法专利技术,产能6万吨/年。  醋酸丙烯酯法工艺装置包括丙烯醇(AAL)单元和环氧氯丙烷(ECH)单元。在丙烯醇单元,以贵金属为催化剂,丙烯、氧气和醋酸在氧化反应器中催化氧化生成醋酸丙稀酯,生成的醋酸丙稀酯经水解反应器水解得到丙烯醇,精制后得到70%的丙烯醇水溶液。在环氧氯丙烷单元,来自丙烯醇单元的70%的丙烯醇水溶液低温氯化生成2,3-二氯丙醇,精制后皂化合成环氧氯丙烷,粗环氧氯丙烷经精制得到产品环氧氯丙烷。  本文通过使用化工流程模拟软件Aspen Plus对醋酸丙烯酯法环氧氯丙烷装置运行中存在的问题进行模拟分析,提出改造方案及优化措施:选用合适的物性方法,针对一期丙烯醇塔塔底丙烯醇浓度高问题,先后在平衡级模式和速率模式下对丙烯醇塔进行了模拟及灵敏度分析,确定了增加提馏段填料高度的改造方案,并在其基础上对回流比进行了工艺优化;针对二期盐酸汽提塔HCL脱吸效果差及频繁液泛问题,对该塔进行了校核模拟及灵敏度分析,准确判断了造成塔运行异常的原因,进而对塔内件进行了有针对性的改造;针对环氧氯丙烷单元含三氯丙烷有机废液排放量较大造成资源浪费问题,对该废液中三氯丙烷精馏分离提纯工艺进行了模拟计算。  将丙烯醇塔改造及工艺优化方案应用于二期工程丙烯醇塔后,极大降低了二期丙烯醇塔塔底丙烯醇含量,由一期的2000ppm以上降至40ppm左右,取得了非常满意的效果。通过对二期盐酸汽提塔液体进料分布器、液体再分布器、汽相进料管及填料支承栅板的改造,HCl汽提效果接近正常参考值,频繁液泛现象消失。根据使用Aspen Plus对有机废液中三氯丙烷(TCP)精馏提纯工艺模拟结果,只需增加一台填料精馏塔即可得到90%以上的产品三氯丙烷,通过对该塔的设计、操作参数和对环氧氯丙烷精制工序的工艺操作调整,还可得到TCP≥95%、TCP≥99%的产品方案,满足市场的不同需求。
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