赵月东
（兖矿鲁南化工有限公司，山东 滕州277527）
［摘 要］当前正值我国醋酸工业发展的关键时期，落后的工艺正在被逐步淘汰，醋酸生产企业只有不断地进行关键核心技术的探索或生产管理精益化，才能在业内保持竞争优势。兖矿鲁南化工有限公司醋酸装置（2套）是我国自主研发的首套甲醇低压羰基合成醋酸工业化装置，2套醋酸装置原设计产能分别为200 kt/a和300 kt/a，近年来鲁南化工立足自身实际，在其醋酸装置产能提升改造过程中持续开展技术攻关和探索，形成了醋酸合成系统新型换热技术、反应釜流体搅拌技术、高速泵国产化等多项关键核心技术，最终实现了醋酸装置总产能成功提升至1 000 kt/a、总产能跻身国内前三的目标，稳固了鲁南化工在国内醋酸领域的地位，同时在一定程度上助推了我国醋酸工业的健康可持续发展。
［关键词］醋酸装置；产能提升；关键核心技术；醋酸合成系统新型换热技术；反应釜流体搅拌技术；高速泵国产化技术; 运行状况
［中图分类号］TQ225.12+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2021）06-0051-04
0 引 言
醋酸是重要的化学中间体和化学反应溶剂，主要用于生产醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维素、醋酸酯、对苯二甲酸（PTA）、氯乙酸和醋酸盐等，其衍生物多达几百种。目前醋酸生产方法主要为甲醇羰基合成法。甲醇羰基合成醋酸工艺于上世纪70年代由美国孟山都公司首创，近年来由于在催化剂研制领域的新进展，甲醇羰基合成醋酸工艺有了一些重大突破，包括BP公司的Cativa工艺、Celanese公司的低水含量工艺、UOP/Chiyoda的UOP/Chiyoda Acetica工艺、HaldorTopsoe公司的甲醇/二甲醚生产醋酸新工艺以及我国西南化工研究设计院开发的蒸发流程等。总之，当前正值我国醋酸工业发展的关键时期，落后的工艺正在被逐步淘汰，醋酸生产企业只有不断地进行关键核心技术的探索或生产管理精益化，才能在业内保持竞争优势。
兖矿鲁南化工有限公司（简称鲁南化工）的醋酸装置（2套）是我国自主研发的首套甲醇低压羰基合成醋酸工业化装置，2套醋酸装置原设计产能分别为200 kt/a和300 kt/a，所采用的技术具有我国自主知识产权，是当今极具经济意义的醋酸生产工艺技术，打破了长期以来跨国公司的技术垄断，在经济效益方面具有较强的竞争力。2011—2019年期间，鲁南化工经过多次产能提升技术攻关，2套醋酸装置挖潜改造后实现了总产能由500 kt/a提升至1 000 kt/a、总产能跻身国内前三的目标。鲁南化工能取得如此的成绩，主要得益于醋酸装置扩产改造过程中持续开展技术攻关和探索并形成的多项关键核心技术，以下对有关情况作一总结。
1 醋酸合成系统新型换热技术
1.1 采用新型换热技术前存在的问题
甲醇低压羰基合成醋酸反应为放热反应，合成系统热量平衡主要通过三个途径实现：一是闪蒸循环带走热量，约占总反应热的70%；二是通过母液换热器换热带走，约占总反应热的25%；三是精馏系统返回合成系统的稀酸（60 ℃）和重相（40 ℃）等物料吸热，约占总反应热的5%。醋酸合成系统采用新型换热技术前，各换热器均处于满负荷运行状态，由于换热器冷却介质为循环水，循环水与高温反应液的温差较大，造成反应釜温度不易调节，醋酸合成系统温度波动较大，尤其是当反应温度过高时，反应加剧，会瞬间造成原料CO不足，在此情况下催化剂易形成RhI3沉淀，长期如此会造成羰基合成反应条件的持续恶化，并导致催化剂损失。
1.2 醋酸合成系统新型换热技术的特点
传统的循环水换热器换热模式，换热器管程中的反应液温度为190 ℃，壳程的循环水温度为28～34 ℃，由于冷热流体温差大，导致醋酸合成系统温度不易调控，且醋酸合成反应热由循环水带走，造成系统热量的损失和浪费；同时，由于冷热流体温差大，异常工况下，换热器在冷热介质快速切换时，管壳及列管随着流体温度的变化而拉伸或收缩，由于管壳与列管的膨胀系数不同，极易造成列管与固定管板管头焊缝处撕裂，进而造成换热列管泄漏。为解决醋酸合成系统热量平衡问题，通过技术攻关，鲁南化工在醋酸合成系统采用了新型换热技术——在开工泵外循环管路上增设1台新型换热器（见图1，图中的虚线为新增部分）。
更多内容详见《中氮肥》2021年第6期