CN101049546B

CN101049546B - 一种无机处理液的汽提装置以及去除有机污染物的方法

Info

Publication number: CN101049546B
Application number: CN2006100671567A
Authority: CN
Inventors: 杨树鸿; 罗守礼
Original assignee: China Petrochemical Development Corp
Current assignee: China Petrochemical Development Corp
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2026-04-05
Also published as: CN101049546A

Abstract

一种无机处理液的汽提装置，该装置包括汽提单元、用以加热该无机处理液的热交换单元、以及去过热单元，其中，该去过热单元是利用冷却液使要进入该热交换单元的过热蒸汽先降温后再导入该热交换单元。该装置可用于进行无机处理液的汽提，以去除该无机处理液中的有机污染物，由于该汽提装置设有去过热单元，可避免进行汽提时，因局部过热而导致无机处理液变质而影响后续反应。

Description

一种无机处理液的汽提装置以及去除有机污染物的方法

技术领域

本发明涉及一种无机处理液的汽提装置，更详而言之，就是关于用于羟胺-肟化循环系统的无机处理液的汽提装置。

背景技术

己内酰胺(caprolactam，CPL)是用来制造聚酰胺(polyamine，PA，又称作尼龙，nylon)的重要原料。目前用于制造己内酰胺的方法是先在羟胺-肟化循环系统中制造环己酮肟，再进行贝克曼重排反应(Beckmann rearrangement)制造己内酰胺。羟胺-肟化循环系统中，合成羟胺的反应性能的优劣取决于所使用的无机处理液(inorganic process liquid，IPL)的干净程度。在该羟胺-肟化循环系统中，进行肟化反应后的无机处理液中含有如羧酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、醚类、烃类等有机物。通常，用萃取的方法可将大部分的产物及其它有机物分离出来。然而，经萃取后的无机处理液中仍含有微量有机物，若将这些含有微量有机物的无机处理液循环至羟胺反应区，则会毒化羟胺反应系统的催化剂。因此，对于经萃取后的无机处理液而言，该无机处理液中所含的微量有机物即称作有机污染物。通常，进行肟化反应后的无机处理液在送回羟胺反应区之前必须先进行萃取，将无机处理液中的大部分产物及其它有机物分离；接着再进行汽提，以去除剩余的微量有机污染物。

羟胺-肟化循环系统中，该汽提的主要目的包括将该循环系统中多余水分蒸发去除，以控制整个系统的含水量。另一方面，汽提亦可将残留在无机处理液中的微量有机污染物如环己酮、环己酮肟以及甲苯蒸发去除，可使其中的环己酮肟水解成环己酮和羟胺溶液。

图1，为已知汽提装置的具体设计实例的示意图，该装置包括：汽提塔A、以及用以加热该无机处理液的再沸器B。在羟胺-肟化循环系统中，进行完肟化反应的无机处理液先进行萃取(未图示)，将大部分的产物环己酮肟和未反应完的环己酮及其它有机物如羧酸、醇类、醛类、酮类、酯类、醚类、烃类等，利用有机溶剂(例如甲苯)萃取出来。然后，将萃取后的无机处理液经由输送管10导入至汽提塔A内，透过管线12将该无机处理液送入再沸器，再透过管线14将其送回汽提塔A。蒸汽透过管线20经控制阀100送入该再沸器B内进行加热。使多余的水分以及有机物系从汽提塔A顶部之管线16排出，而经汽提处理后之无机处理液经由汽提塔A的底部管线18流出。

理想上，应该针对个别汽提装置提供所需的蒸汽条件，即一个热交换装置须配置一套适用的锅炉或供应蒸汽的系统。然而，考虑到经济及效能上的问题，通常工厂都是仅设计一套供应整个工厂的主要蒸汽供应源，即一套供应全工厂的主要锅炉，透过管线与控制阀装置，按工厂内每个单元需要的不同温度、压力、用量，将蒸汽分配下去。个别需要蒸汽的单元是通过控制阀来控制，但经过控制阀减压后所形成的蒸汽常发生过热的情况，由于过热蒸汽的热传效果较饱和蒸汽差约10倍，将影响热交换单元内的热交换效率。

另一方面，在这种过热情况下加热含有微量有机污染物的无机处理液，将造成局部过热，进而导致使其中的有机污染物变质，造成例如酮类/醇类在高温下缩合产生重质油而损失产品、废碱液在高温下结晶堵塞热交换装置与管路、以及无机处理液因高温变色等缺点。

因此，仍需要一种可以避免蒸汽过热而导致无机处理液变质的汽提装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种避免因蒸汽过热而导致无机处理液变质的汽提装置。

本发明的另一个目的在于提供一种更有效率地去除有机污染物的汽提装置。

为达成上述及其它的目的，本发明揭示一种无机处理液的汽提装置，该装置包括汽提单元、用以加热该无机处理液的热交换单元、以及去过热单元，其中，该去过热单元是利用冷却液使要进入该热交换单元的过热蒸汽先降温后再导入该热交换单元。该装置可用于羟胺-肟化循环系统进行无机处理液的汽提，以去除该无机处理液中的有机污染物。由于本发明的汽提装置系设有去过热单元，可避免进行汽提时，因局部过热而导致该无机处理液变质的情况，且能够更有效地从该无机处理液中去除有机污染物。另一方面，过热蒸汽的热传效果较饱和蒸汽差约10倍，严重影响热交换单元内的热交换效率，而本发明的汽提装置可以有效地避免过热蒸汽进入热交换单元，因此能够大幅增加热交换系数，有助于提高汽提效率、扩大整个制备过程的生产能力。

附图说明

图1为己知汽提装置的具体设计实例的示意图；

图2为本发明的汽提装置的具体设计实例的示意图；以及

图3为说明本发明所述汽提装置的去过热器内部部件示意图。

【主要部件符号说明】

A汽提塔 B再沸器

C去过热器 10、12、14、16、18、20、22、24 管线

100控制阀 102进口阻阀

104Y型过滤器 106流量指示计

108、112阻阀 110压力指示计

114排放阀

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书所揭示的内容很容易地了解本发明的其它优点与功效。本发明也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修饰与变更。

图2为本发明的无机处理液汽提装置的具体实例示意图。该汽提装置包括例如汽提塔A的汽提单元；用以加热该无机处理液的热交换单元，例如再沸器B；以及利用冷却液使要进入热交换单元的过热蒸汽先降温优选降温至饱和温度，再导入该热交换单元的去过热单元，例如去过热器C。在这个具体实例中，以使用磷酸盐无机处理液的羟胺-肟化循环系统为例，说明本发明的汽提装置及其功效。

首先，在该羟胺-肟化循环系统中，进行肟化反应形成环己酮肟后所分离出来的磷酸盐无机处理液，经管线10导入汽提塔A。该无机处理液中包括磷酸盐、羟胺、水、以及有机物质，该有机物质包括酮类化合物，例如环己酮；酮肟类化合物，例如环己酮肟；羧酸类化合物；醇类化合物；醛类化合物；酯类化合物；胺类化合物；及烃类化合物，例如甲苯等。

接者，汽提塔A的无机处理液经由管线12进入再沸器B进行加热，并由管线14再次导入汽提塔A。汽提过程中，多余的水分以及要去除的有机物质从塔顶经管线16排出，经冷却回收其中的有机物质。另一方面，经汽提处理去除多余水分及有机污染物的无机处理液则从塔底经管线18流出，根据需要来调整该无机处理液的组成，例如进入硝酸吸收塔补充硝酸根离子，以进行后续的羟胺合成反应。

该汽提装置所使用的蒸汽由管线20送入再沸器B，加热该无机处理液。一般而言，该汽提装置所使用的蒸汽是由厂区中的单一汽电厂所供应，可为高压蒸汽、中压蒸汽、或低压蒸汽，而非针对特定装置所需的条件而设计，且该蒸汽经控制阀100调整流量后再送入该再沸器B，因此容易发生蒸汽温度过高的情况。本发明的无机处理液汽提装置中，是在该再沸器B的蒸汽进气口设置有去过热器C。该去过热器C利用管线22将冷却液，例如锅炉给水B.F.W.，导入该去过热器C，再通过管线24利用喷水降温的方式，使过热的蒸汽降温后，再送入该再沸器B，避免因蒸汽过热而导致该无机处理液变质的情况发生。

图3更进一步示例说明该去过热器C的内部组件。该去过热器C包括进口阻阀102、Y型过滤器104、流量指示计106、阻阀108、压力指示计110、阻阀112、以及排放阀114。在这个具体实例中，使用锅炉给水B.F.W作为冷却液，该锅炉给水B.F.W通过管线22经进口阻阀102进入该去过热器C。接着，通过Y型过滤器104过滤该锅炉给水B.F.W中的杂质，经流量指示计106、阻阀108、压力指示计110、及阻阀112，再通过喷嘴，利用喷水降温的方式，使过热的蒸汽降温后，送入该再沸器B。

本发明的无机处理液汽提装置中，当导入的蒸汽温度过高时，设于该再沸器蒸汽入口的去过热器即利用喷水降温的方式，使该温度过高的蒸汽降温后，再导入该再沸器，因此可以避免蒸汽过热而导致该无机处理液中的有机物质热分解为其它的碳化合物，如有机酸、环型结构化合物、以及碳络合物，而导致制程液变质的情况，能够更有效地去除该磷酸盐无机处理液中的有机污染物。在本具体实例中，经该汽提装置处理，用于羟胺-肟化循环系统的磷酸盐无机处理液中，以该无机处理液的总重计，其总含碳量(total carbon)，优选为不超过0.03重量％(300ppm)，更优选为不超过0.02重量％(200ppm)，又优选为不超过0.015重量％(150ppm)，又更优选为不超过0.01重量％(100ppm)；而其环己酮与环己酮肟的总含量，优选为不超过0.001重量％(10ppm)，更优选为不超过0.0005重量％(5ppm)，又优选为不超过0.0003重量％(3ppm)，又优选为不超过0.0002重量％(2ppm)。

另一方面，由于本发明的汽提装置可以避免因过热而导致无机处理液发生变质的情况。因此，应用于羟胺-肟化循环系统不但可以提高去除有机污染物的效率，同时也可避免无机处理液变质而降低后续羟胺合成反应的催化剂活性及羟胺选择率。

实施例1

取羟胺-肟化循环系统中，进行肟化反应形成环己酮肟，经萃取分离后的磷酸盐无机处理液。测量该无机处理液中的总含碳量、环己酮与环己酮肟的总含量、以及甲苯的含量，其结果纪录于表1。

利用本发明的汽提装置，在1atm的压力以及110℃的温度条件下，使用低压蒸汽(5kg/cm²，161℃)进行汽提。测量汽提后该无机处理液的总含碳量、环己酮与环己酮肟的总含量、以及甲苯的含量，其结果纪录于表1。

表1

	总含碳量(ppm)	环己酮与环己酮肟的总含量(ppm)	甲苯(ppm)
	总含碳量(ppm)	环己酮与环己酮肟的总含量(ppm)	甲苯(ppm)	汽提前	365	123	265
汽提后	103	0.5	0	汽提前	365	123	265
汽提后	103	0.5	0	移除率	71.8％	99.6％	100％

比较例1

重复实施例1的步骤，利用未设有去过热器的汽提塔进行汽提，其结果纪录于表2。

表2

	总含碳量(ppm)	环己酮与环己酮肟的总含量(ppm)	甲苯(ppm)
	总含碳量(ppm)	环己酮与环己酮肟的总含量(ppm)	甲苯(ppm)	汽提前	358	115	260

汽提后	126	2.2	0
汽提后	126	2.2	0	移除率	64.8％	98.1％	100％

Claims

1.一种无机处理液的汽提装置，该装置是用于去除无机处理液中的有机污染物，所述装置包括汽提单元、用以加热该无机处理液的热交换单元、以及去过热单元，其特征在于，该去过热单元是利用冷却液通过喷水降温的方式使要进入该热交换单元的过热蒸汽先降温后再导入该热交换单元。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该汽提单元为汽提塔。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该热交换单元为再沸器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该去过热单元为去过热器。

5.一种去除有机污染物的方法，其特征在于，该方法是将含有有机污染物的无机处理液导入如权利要求1所述的汽提装置。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机污染物包括酮类化合物、酮肟类化合物、羧酸类化合物、醇类化合物、醛类化合物、酯类化合物、胺类化合物、及烃类化合物。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无机处理液用于羟胺-肟化循环处理过程。