CN101164913A - 石油化学设备中废碱液的氧化方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了在石油化学设备中用于废碱液的湿式氧化的方法和设备。废碱液(1)经过高压泵(2)传输。通过导入空气或氧气(3)而产生液气混合物(4)，并直接送入反应器(6)内以进行氧化。反应器内的温度通过导入热蒸汽(7)而加以调节。在取决于反应器内的温度和压力的停留时间之后，将所产生的由被氧化的碱液和废气组成的液气混合物(8)与来自分离器(11)的被氧化的冷的碱液(13c)混合，并进一步送入分离器内。在分离器(11)中分离成废气(12)和被氧化的碱液(13)，其中一部分被氧化的碱液(13b)经过泵(14)和热交换器(15)作为冷却循环被送回。

Description

石油化学设备中废碱液的氧化方法和设备
技术领域
本发明涉及石油化学设备中废碱液的化学湿式氧化的方法，其中在反应器中添加含氧气体或气体混合物以处理该碱液而形成被氧化的碱液和废气，冷却从该反应器排出的由被氧化的碱液和废气组成的混合物，并在分离器中分离成废气和经处理的碱液。
背景技术
烯烃是在石油化学设备中由含烃进料得到的。较长链的烃例如通过热裂解(蒸汽裂解)而转化为较短链的烃，如乙烯及丙烯。该通过裂解产生的裂解气体通过洗涤而除去非期望的组成份，如二氧化碳、硫化氢及硫醇，然后在低温分离中继续加工。在此产生的腐蚀性废碱液必须在进入生物废水处理之前除去有毒的组成份，同样地化学耗氧量必须下降至可以承受的范围。这是通过硫化物与空气在溶液中的化学湿式氧化而减少废碱液中的典型硫化物含量而实现的。
根据现有技术已知用于废碱液湿式氧化的不同方法(例如，C.B.Maugans，C.Ellis的“Wet Air Oxidation：A Review of CommercialSub-critical Hydrothermal Treament”IT3’02 Conference，13-17/05/2002，New Orleans，Louisiana或US 5,082,571)，它们是基于如下的一般方法。废碱液通过高压泵传输。然后，将反应所需的氧气由空气或者以纯氧的方式导入。与空气混合的液体通过输入/输出式热交换器加热至所需的反应温度并导入反应器中。额外的加热可以通过向反应器中导入热蒸汽而实施。在大约1小时的典型停留时间之后(取决于所选的温度和压力)，使含有所附带的废气的被氧化的废碱液经过输入/输出式热交换器以加热进料，以及经过至少一个额外可选的具有冷液体的热交换器而进行冷却。在压力控制之后于分离器中将废气与液体分离。在该过程中产生的液气混合物具有强腐蚀性，因此根据现有技术，输入/输出式热交换器、反应器、用于冷却的热交换器及分离器由高品质的材料制成，因而大幅增加了废碱液湿式氧化的投资成本。强腐蚀性区域内的热交换器对于设备操作额外地具有提高的安全风险，因为在整个操作过程中必须确保液体气体均匀混合，以避免局部腐蚀和因此造成的漏洞连同高压下腐蚀性的热废碱液的泄漏。
发明内容
因此，本发明的目的在于设计前述类型的方法以及用于实施该方法的设备，从而明显减少投资成本以及进行操作时的危险。
在方法方面，该目的是根据本发明以如下方式解决的，通过直接冷却来冷却由被氧化的碱液和废气组成的混合物，换而言之，在冷却循环中与被氧化的冷的废碱液混合，该冷却循环由分离器、至少一台泵和热交换器组成，其中没有强腐蚀性的液气混合物通过热交换器和泵。
本发明的基本思想在于，最小化受强腐蚀性的液气混合物影响并且必须由高品质材料制造的部件的量，因而降低投资成本。
为此，将被氧化的热的碱液及所附带的废气与来自分离器的被氧化的碱液混合。来自分离器的被氧化的碱液针对性地通过至少一台泵进行输送，并且经过热交换器与冷却液相对地进行冷却。
其优点在于，省略了通过由反应器排出的混合物与待处理的液气混合物于设置在反应器上游的输入/输出热交换器内进行间接热交换而冷却由被氧化的碱液和废气组成的混合物。该方法优选在5至200巴，特别是7至100巴的压力范围内实施。在一个特别优选的实施方案中，该方法在25至40巴的压力范围内实施。
在本发明的另一个实施方案中，由3台泵输送来自分离器的被氧化的碱液，其中2台泵各承担50％的输送量，而第3台泵作为备用。
优选通过向反应器中导入热蒸汽来调节反应器中的反应温度。在本发明的另一个实施方案中，将用于调节温度的更热的蒸汽混入氧化反应器的进料中。
按照本发明构想的一个拓展，将由被氧化的碱液和废气组成的液气混合物与来自分离器的被氧化和冷却的碱液在混合室内混合。
此外，本发明涉及在石油化学设备中用于废碱液的化学湿式氧化的设备，该设备具有将含氧气体或气体混合物送至废碱液的导入管线、反应器和用于冷却由被氧化的碱液和废气组成的混合物的装置，其具有将被氧化的碱液和废气送至分离器以进行分离的导入管线，其中用于冷却由被氧化的碱液和废气组成的混合物的装置具有至少一个热交换器。
在设备方面，所提出的目的是通过以下方式实现的，用于冷却由被氧化的碱液和废气组成的混合物的装置具有被氧化的碱液的循环线路，该循环线路由分离器、至少一台泵和热交换器组成。该设备优选具有将废碱液由高压输送泵送至反应器的导入管线。该设备的压力范围优选被设计为5至200巴之间，特别优选7至100巴之间。在本发明的一个特别优选的实施方案中，该设备的压力范围被设计为25至40巴之间。
在本发明的另一个实施方案中，该设备具有3台位于来自分离器的被氧化的碱液的循环线路中的泵。
在本发明的另一个实施方案中，该设备具有将热蒸汽送入反应器中的导入管线。按照本发明构想的一个拓展，蒸汽的导入管线集成在通往反应器的进料流的引导装置中。在本发明的另一个实施方案中，该设备具有用于将由被氧化的碱液和废气组成的液气混合物与来自分离器的被氧化的碱液加以混合的混合室。冷却循环中的循环线路、热交换器、混合室和/或冷却循环中的一台/多台泵优选由碳钢制成。
本发明可以通过不使用2台由高品质的耐腐蚀性材料制成的热交换器而尤其是将投资成本和设备操作危险最小化。
下面根据现有技术与图2所示的本发明实施例的比较，更详细地阐述本发明。
附图说明
图1所示为根据现有技术在石油化学设备中废碱液的湿式氧化的设备的流程图；
图2所示为本发明的一个实施方案的流程图。
具体实施方式
图1的流程图所示为根据现有技术在石油化学设备中用于废碱液的湿式氧化的设备。废碱液(1)利用高压泵(2)传输。接着，通过导入空气或氧气(3)产生由废碱液和含氧气体组成的液气混合物(4)。其经过输入/输出式热交换器(5)预加热，并导入反应器(6)中以进行氧化。为了额外升高反应器温度，可以向反应器中导入热蒸汽(7)。在取决于温度和压力的停留时间之后，将由被氧化的碱液和废气组成的液气混合物(8)从反应器导出，经过输入/输出式热交换器(5)预冷却，并在具有冷却液(10)的第二热交换器(9)中最终冷却。在分离器(11)中将废气(12)与被氧化的碱液(13)分离。
图2的流程图所示为本发明的一个实施方案。废碱液(1)利用高压泵(2)传输。通过导入空气或氧气(3)而生成液气混合物(4)，并直接导入反应器(6)中以进行氧化。反应器中的温度通过导入热蒸汽(7)而加以调节。取决于反应器中的温度和压力的停留时间之后，将产生的由被氧化的碱液和废气组成的液气混合物(8)与来自分离器(11)的被氧化的冷的碱液(13c)混合，并进一步导入分离器中。在分离器(11)中分离成废气(12)和被氧化的碱液(13)，其中一部分被氧化的碱液(13b)经过泵(14)及热交换器(15)作为冷却循环被送回。

Claims (17)

1.在石油化学设备中用于废碱液的化学湿式氧化的方法，其中在反应器中添加含氧气体或气体混合物以处理该碱液而形成被氧化的碱液和废气，冷却从该反应器排出的由被氧化的碱液和废气组成的混合物，并在分离器中分离成废气和经处理的碱液，其特征在于，通过直接冷却来冷却所述由被氧化的碱液和废气组成的混合物，其中在冷却循环中与被氧化的冷的碱液混合，该冷却循环由分离器、至少一台泵和热交换器组成，在此没有强腐蚀性的液气混合物通过热交换器和泵。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，所述由被氧化的碱液和废气组成的混合物不经冷却而是通过与待处理的碱液在输入/输出式热交换器中进行间接热交换而直接导入所述分离器中。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，该方法在5至200巴之间，尤其是在7至100巴之间的压力范围内实施。
4.如权利要求1至3之一的方法，其特征在于，该方法在25至40巴的压力范围内实施。
5.如权利要求1至4之一的方法，其特征在于，由3台泵输送来自所述分离器的被氧化的碱液，其中2台泵各承担50％的输送量，而第3台泵作为备用。
6.如权利要求1至5之一的方法，其特征在于，湿式氧化的反应温度通过向所述反应器内导入热蒸汽而加以调节。
7.如权利要求1至6之一的方法，其特征在于，在混合室内将被氧化的热的碱液和所附带的废气与被氧化的冷的碱液混合。
8.如权利要求1至7之一的方法，其特征在于，将蒸汽混入氧化作用的进料流中。
9.在石油化学设备中用于废碱液的化学湿式氧化的设备，该设备具有将含氧气体或气体混合物送至废碱液的导入管线、反应器和用于冷却由被氧化的碱液和废气组成的混合物的装置，其具有通往用于分离被氧化的碱液和废气的分离器的导入管线，其中该用于冷却所述由被氧化的碱液和废气组成的混合物的装置具有至少一个热交换器，其特征在于，该用于冷却所述由被氧化的碱液和废气组成的混合物的装置具有被氧化的碱液的循环线路，该循环线路由分离器、至少一台泵和热交换器组成。
10.如权利要求9的设备，其特征在于，该设备具有将废碱液由高压输送泵送至所述反应器的直接导入管线。
11.如权利要求9或10的设备，其特征在于，该设备的压力范围被设计为5至200巴，尤其是7至100巴。
12.如权利要求9至11之一的设备，其特征在于，该设备的压力范围被设计为25至40巴。
13.如权利要求9至12之一的设备，其特征在于，该设备在所述冷却循环中具有3台泵。
14.如权利要求9至13之一的设备，其特征在于，该设备具有将热蒸汽送入所述反应器内的导入管线。
15.如权利要求9至14之一的设备，其特征在于，该设备在所述冷却循环中具有混合室。
16.如权利要求9至15之一的设备，其特征在于，该设备具有用于喷射蒸汽至将进料流送至所述反应器的导入管线中的装置。
17.如权利要求9至16之一的设备，其特征在于，所述冷却循环中的循环线路、热交换器、一台/多台泵和/或所述冷却循环中的所述混合室由碳钢制成。
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