CN101407725A - 酚盐分解新工艺流程及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金焦化行业煤焦油加工工艺领域，特别是煤焦油加工装置中间生产工序的酚盐分解新工艺流程及设备，工艺流程包括以下步骤：将净酚盐与浓度为40％～98％的硫酸按比例低速进入混合器，重量比为净酚盐∶硫酸＝1∶0.6～1.2，混合液再高速进入1#反应器，产生的气相与液相经喷射器进入2#反应器，反应液进入分离器分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水；将分离器和产品贮槽产生的废气经过文氏管用新碱或净酚盐洗净后排入大气。设备包括净酚钠贮槽、气液混合器、产品贮槽、各种原料和产品的运输管路、设在这些管路中的各种阀、管道窥视镜，1#反应器，2#反应器，产品分离器。适用于煤焦油加工行业的技术改造及新建项目，减少环境污染，节能增效。

Description

酚盐分解新工艺流程及设备

技术领域

本发明涉及冶金焦化行业煤焦油加工工艺路线领域，具体地说，是煤焦油加工装置中间生产工序的酚盐分解新工艺流程及设备，适用于煤焦油加工行业的技术改造及新建项目。

背景技术

国内外现有煤焦油加工行业的酚盐分解生产工艺流程一般是硫酸间歇分解、硫酸连续分解及二氧化碳分解等三种的工艺流程。

一是采用硫酸间歇分解的工艺流程。

净酚钠由净酚钠泵抽送到分解器，分解时一般采用70-75％或浓硫酸，硫酸自酸高位槽定量加入分解器，同时进行搅拌，分解过程产生的热量，用间接冷却水移出；分解反应完成后，停止搅拌，静止分离4-5小时。下层硫酸钠废水放入硫酸钠槽，由硫酸钠泵定期送往油库酚水槽，上层粗酚放入粗酚槽，由粗酚泵送往油库。

在生产时产生大量的酸雾，其工作环境极其恶劣，在酚盐分解装置周围很难有植物生存，对职工身体健康造成很大影响，特别是在封闭厂房的酚盐分解装置更是让在岗职工难以忍受，周围居民对此怨声载道。

二是采用硫酸连续分解的工艺流程。

国内采用此工艺流程的不多，基本上是硫酸间歇分解的工艺流程的翻版，其流程是将净酚盐和浓度为40-45％的硫酸混合进入管道混合器，反应产物经冷却后进入一次分离器(带有搅拌器)，在一次分离器(带有搅拌器)内用搅拌器进行搅拌继续完成硫酸和净酚盐的反应，同时，伴有酸雾溢出。反应得到的粗酚从分离器上部排出，底部排出硫酸钠溶液，该硫酸钠溶液进入二次分离器(无搅拌器)，含0.4％-0.6％的硫酸钠溶液从分离器底部排出，粗酚从分离器上部排出。由于用稀硫酸分解，反应不剧烈，酸雾溢出较硫酸间歇分解的工艺少，但硫酸钠废水产生量相对较大，设备与管道的腐蚀严重。此种工艺是在常压下进行酚盐分解，其酸雾的产生没有得到有效的控制。

三是采用二氧化碳分解的工艺流程。

此工艺流程国内在国内采用较多，流程复杂，但建设装置受二氧化碳气源的限制；其分解效果只能分解80～90％的酚盐，最终还要采用硫酸间歇分解的工艺流程对其进行最终完全分解；其工艺流程复杂，投资较大。

上述三种酚盐分解工艺流程都有酸雾产生，同时还伴有粗酚产品的损失及过大的辅助原料硫酸的消耗，没有彻底解决环境污染的问题，现今所有煤焦油加工企业在生产时都受酚盐分解装置的污染困扰，操作人员在操作时受到酸雾、油雾损害，操作带有一定危险性。

目前国内外所有的煤焦油加工装置中的酚盐分解工序，还没有很好的解决硫酸和净酚盐反应产生环境污染的方法。因此，本领域迫切需要改进现有的酚盐分解工艺，使新的酚盐分解工艺更适合煤焦油加工生产需要，减少煤焦油加工装置对环境的污染。急需设计具有工艺流程简单、投资低、无污染、适用性广泛的新型酚盐分解装置。

发明内容

本发明目的是提供一种酚盐分解新工艺流程，实现降低产品的单耗，增加粗酚产品收率，提高产品质量的目的，提高企业经济效益。本发明也是煤焦油加工行业减少环境污染，节能增效的新技术。

本发明的工艺生产流程的要点是彻底解决酚盐分解的环境污染问题，节能降耗，减少项目投资。

本发明的另一个目的是提供一套用于所述的酚盐分解新工艺流程的无污染，无刺激性气味绿色环保，占地少，投资少，操作简单，劳动强度低的酚盐分解新设备。

本发明的酚盐分解新工艺流程，其特征在于包括以下步骤：

(a)将净酚盐与浓度为40％～98％的硫酸按比例进入混合器，重量比为净酚盐∶硫酸＝1∶0.6～1.2，流速为0.1～0.5m/s，

(b)混合液再高速进入1#反应器，流速为1.5～2.5m/s，反应温度：100～150℃，反应压力：0.2～1.0MPa，

(c)1#反应器产生的气相与液相经喷射器进入2#反应器，反应温度：60～70℃，反应压力：0.1～0.5MPa，

(d)反应液进入分离器分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水。

在所述的步骤(a)中，所述的混合方式采用低流速(流速为0.1-0.5m/s)，将净酚盐与硫酸混合液通过混合器，使净酚盐与硫酸的反应进行约70％-85％，然后在高流速(流速为1.5～2.5m/s)进入1#反应器。

在所述的步骤(b)中，所述的混合液进入1#反应器底部，反应液自1#反应器底部侧壁高速进入，反应液沿列管自下而上，从1#反应器上部溢出，为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入温度为50-80℃的软水。

在所述的步骤(c)中，所述的反应方式采用1#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入2#反应器底部，反应液自2#反应器底部侧壁进入，内部设有螺旋流道，在此反应器将反应全部完成，反应液沿列管自下而上，从2#反应器上部溢出，为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入温度为50-80℃的软水，采用循环冷却水将反应热带出。

在所述的步骤(d)中，所述的反应方式采用2#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入分离器中部，这样净酚盐和硫酸反应产生的压力为0.1-0.5MPa的酸雾在密闭系统中反复与反应液混合，最终为反应液所吸收，同时又起到气相搅拌作用；反应液在分离器内停留时间为4-5小时，分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水，相应进入产品贮槽，反应温度：60-70℃，反应压力：常压。

本发明的酚盐分解新工艺流程还可以包括步骤(e)：将分离器和产品贮槽产生的废气经过文氏管用新碱或净酚盐洗净后排入大气。

一种用于所述的酚盐分解新工艺流程的酚盐分解设备，包括净酚钠贮槽、气液混合器、产品贮槽、各种原料和产品的运输管路、设在这些管路中的各种阀、管道窥视镜，其特征在于还包括与所述的净酚钠贮槽相连接的净酚钠泵，与此净酚钠泵相连接的1#反应器，与此1#反应器相连接的定量高压输送泵，与此定量高压输送泵相连接的管道混合器，与此管道混合器相连接的计量泵，与此1#反应器相连接的高压注水泵，通过管路与此1#反应器的顶部相连接的气液混合器，与此气液混合器相连接的2#反应器，与此2#反应器相连接的循环冷却水装置，通过管路与此2#反应器的顶部相连接的另一气液混合器，与此另一气液混合器相连接的产品分离器，与此产品分离器相连接的产品贮槽，与此产品分离器及产品贮槽相连接的文氏管。

所述的1#反应器底部侧壁设有进液口，内部设有自下而上的列管，侧壁设有高压螺旋喷头，顶部设有溢流口。

所述的2#反应器底部侧壁设有进液口，内部设有螺旋流道、与此螺旋流道相连接的自下而上的列管，侧壁设有高压螺旋喷头，顶部设有液相溢流口和气相溢流口。

本发明的工艺特点：

1.整个反应是在密闭系统中完成，没有气体溢出；

2.反应过程温度恒定，压力恒定；

3.反应完全彻底；

4.废气不含硫酸和酚类物质

主要设备是1#反应器和2#反应器采用特殊结构设计，利用自身产生的气相进行再次混合，达到反应均衡，该设备属于低压压力容器。

按照本发明的工艺流程设计的酚盐分解装置具有如下优点：

1.装置占地小、投资少；

2.工艺流程简洁、操作简单、产品质量稳定；

3.生产系统为密闭操作，没有硫酸和油类外溢，安全可靠；

4.操作人员在生产时劳动强度大幅降低；

5.生产装置运行成本低，维修量小，维修难度降低；

6.减少搅拌系统，降低装置能耗；

7.产品质量好，收率高；辅助原料硫酸消耗低；

8.生产装置周围无酸气及刺激性气味产生；

9.保护周围环境，保护职工及周围居民的身心健康。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明酚盐分解新工艺流程，其特征在于包括以下步骤：

(a)将净酚盐与浓度为40％～98％的硫酸按比例进入混合器，重量比为净酚盐∶硫酸＝1∶0.6～1.2，流速为0.1～0.5m/s，

(b)混合液再高速进入1#反应器4，流速为1.5～2.5m/s，反应温度：100～150℃，反应压力：0.2～1.0MPa，

(c)1#反应器4产生的气相与液相经喷射器进入2#反应器7，反应温度：60～70℃，反应压力：0.1～0.5MPa，

(d)反应液进入分离器8分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水。

在所述的步骤(a)中，所述的混合方式采用低流速(流速为0.1-0.5m/s)，将净酚盐与硫酸混合液通过混合器，使净酚盐与硫酸的反应进行约70％-85％，然后在高流速(流速为1.5-2.5m/s)进入1#反应器。

在所述的步骤(b)中，所述的混合液进入1#反应器底部，反应液自1#反应器底部侧壁高速进入，反应液沿列管自下而上，从1#反应器上部溢出，为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入温度为50-80℃的软水。

在所述的步骤(c)中，所述的反应方式采用1#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入2#反应器底部，反应液自2#反应器底部侧壁进入，内部设有螺旋流道，在此反应器将反应全部完成，反应液沿列管自下而上，从2#反应器上部溢出，为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入温度为50-80℃的软水，采用循环冷却水将反应热带出。

在所述的步骤(d)中，所述的反应方式采用2#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入分离器中部，这样净酚盐和硫酸反应产生的压力为0.1-0.5MPa的酸雾在密闭系统中反复与反应液混合，最终为反应液所吸收，同时又起到气相搅拌作用；反应液在分离器内停留时间为4-5小时，分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水，相应进入产品贮槽，反应温度：60-70℃，反应压力：常压。

本发明的酚盐分解新工艺流程还可以包括步骤(e)：将分离器和产品贮槽产生的废气经过文氏管用新碱或净酚盐洗净后排入大气。

如图1所示，一种用于所述的酚盐分解新工艺流程的酚盐分解设备，包括净酚钠贮槽、气液混合器、产品贮槽、各种原料和产品的运输管路、设在这些管路中的各种阀、管道窥视镜，其特征在于还包括与所述的净酚钠贮槽相连接的净酚钠泵1，与此净酚钠泵1相连接的1#反应器4，与此1#反应器4相连接的定量高压输送泵，与此定量高压输送泵相连接的管道混合器3，与此管道混合器3相连接的计量泵，与此1#反应器4相连接的高压注水泵5，通过管路与此1#反应器4的顶部相连接的气液混合器6，与此气液混合器6相连接的2#反应器7，与此2#反应器7相连接的循环冷却水装置，通过管路与此2#反应器的顶部相连接的另一气液混合器，与此另一气液混合器相连接的产品分离器8，与此产品分离器8相连接的产品贮槽，与此产品分离器及产品贮槽相连接的文氏管9。

所述的1#反应器4底部侧壁设有进液口，内部设有自下而上的列管，侧壁设有高压螺旋喷头，顶部设有溢流口。

所述的2#反应器7底部侧壁设有进液口，内部设有螺旋流道、与此螺旋流道相连接的自下而上的列管，侧壁设有高压螺旋喷头，顶部设有液相溢流口和气相溢流口。

在优选的实施方式中，在步骤(a)中，所述的混合方式采用低流速(流速为0.1-0.5m/s)，将净酚盐与硫酸混合液通过混合器，使净酚盐与硫酸的反应进行约70％-85％，然后在高流速(流速为1.5-2.5m/s)进入1#反应器。

在优选的实施方式中，在步骤(b)中，所述的反应方式采用高流速(流速为0.1-0.5m/s)进入1#反应器底部，反应液自1#反应器底部侧壁高速进入，内部设有螺旋流道，使反应更加完全彻底，反应液沿列管自下而上，从1#反应器上部溢出；为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入软水(温度50-80℃)；为确保反应均衡，保证一定的反应温度是必要的，采用未进行反应的净酚盐将过高的反应热带出，然后在回到反应系统，这样不会发生1#反应器温度过高，同时又时反应器内有大量的气相存在使反应液混合更加均匀，反应温度：100-150℃，反应压力：0.2～1.0MPa。

在优选的实施方式中，在步骤(c)中，所述的反应方式采用1#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入2#反应器底部，反应液自2#反应器底部侧壁进入，内部设有螺旋流道，，在此反应器将反应全部完成，反应液沿列管自下而上，从2#反应器上部溢出；为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入软水(温度50-80℃)；采用循环冷却水将反应热带出，反应温度：60-70℃，反应压力：0.1-0.5MPa。

在优选的实施方式中，在步骤(d)中，所述的反应方式采用2#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入分离器中部，这样净酚盐和硫酸反应产生的酸雾(压力：0.1-0.5MPa)在密闭系统中反复与反应液混合，最终为反应液所吸收，同时又起到气相搅拌作用；反应液在分离器内停留时间为4-5小时，分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水，相应进入产品贮槽，反应温度：60-70℃，反应压力：常压。

在另一个优选的实施方式中，还包括步骤(e)：将分离器和产品贮槽产生的废气经过文氏管用新碱或净酚盐洗净后排入大气，其方法可以彻底的将反应后产生的不凝气带有微量酸雾吸收，洗净液采用新碱或净酚盐根据实际生产情况确定。

本发明的工艺流程是：

原料净酚钠自净酚钠贮槽由净酚钠泵1，经过1#反应器4换热，定量高压输送到专有技术的混合器3，在管道混合器前用计量泵2按比例量注入浓硫酸或稀硫酸，然后高速进入1#反应器4，在此发生反应(反应温度：100-150℃)，为保证1#反应器4分解温度稳定，采用净酚钠间接降温后，在将热量带回1#反应器4，在1#反应器4内，为防止盐类结晶堵塞设备和管道，采用高压注水泵5注水搅拌冲洗；在1#反应器4产生大量的酸气上升至反应器的顶部(反应压力：0.2～1.0MPa)，在一定的压力下与顶部溢流的溶液进入气液混合器6进行气液混合，回收反应产生蒸汽中的硫酸及汽化的酚类物质，再进入2#反应器7。

在2#反应器7内进行最终反应(反应器入口温度：100-150℃，反应器出口温度：60-70℃，反应压力：0.1-0.5MPa)，其反应产品的热量用循环冷却水将反应热带出，反应产品温度控制在60～70℃，2#反应器7产生的气体在一定的压力下再次与其顶部溢流的溶液进入气液混合器6进行气液混合，进入产品分离器8后，分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水，相应进入产品贮槽；可根据实际相应另设置分离器，见附图。

将分离器、管道窥视镜和产品贮槽产生的废气经过文氏管9用新碱或净酚盐洗净后排入大气，其方法可以彻底的将反应后产生的不凝气带有微量酸雾吸收，洗净液采用新碱或净酚盐根据实际生产情况确定。

生产规模：

其规模可根据煤焦油处理量确定装置的处理能力，其反应设备，可根据煤焦油处理量确定设备的处理能力，可与3万吨/年-50万吨/年煤焦油加工设备相配套。

在经过了广泛而深入的研究和煤焦油加工企业的调研之后发现，通过新的酚盐分解工艺流程及设备，可以彻底消除酚盐分解时产生的酸雾，没有往分解器内加入硫酸时，硫酸溢出分解器的危险；同时，还可以提高粗酚产品的收率，减少硫酸钠废水的生成量；利用气液混合完全可以替代机械搅拌或压缩空气搅拌，使反应更加完全彻底，达到节约能源的效果；最终，这一发明成果在试验装置上得到验证。

希望新的生成技术能够在煤焦油加工行业推广使用，彻底改变过去酚盐分解带来的环境污染，减轻该行业操作人员的劳动负荷，能够提高煤焦油加工企业的经济效益，具有较好的应用前景。

在不偏离本发明的工艺路线和实质的前提下，可以对本发明进行各种修改和改变，这些修改和改变均属于所附权利要求书的范围之内。

Claims (9)

1、一种酚盐分解新工艺流程，其特征在于包括以下步骤：

(a)将净酚盐与浓度为40％～98％的硫酸按比例进入混合器，重量比为净酚盐∶硫酸＝1∶0.6～1.2，进入混合器的流速为0.1～0.5m/s，

(b)混合液再高速进入1#反应器，流速为1.5～2.5m/s，1#反应器反应温度：100～150℃，反应压力：0.2～1.0MPa，

(c)1#反应器产生的气相与液相经喷射器进入2#反应器，2#反应器的反应温度：60～70℃，反应压力：0.1～0.5MPa，

(d)反应液进入分离器分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水。

2、根据权利要求1所述的酚盐分解新工艺流程，其特征在于在所述的步骤(a)中，所述的混合方式采用低流速，将净酚盐与硫酸混合液通过混合器，使净酚盐与硫酸的反应进行约70％-85％，然后在高流速进入1#反应器。

3、根据权利要求1所述的酚盐分解新工艺流程，其特征在于在所述的步骤(b)中，所述的混合液进入1#反应器底部，反应液自1#反应器底部侧壁高速进入，反应液沿列管自下而上，从1#反应器上部溢出，为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入温度为50-80℃的软水。

4、根据权利要求1所述的酚盐分解新工艺流程，其特征在于在所述的步骤(c)中，所述的反应方式采用1#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入2#反应器底部，反应液自2#反应器底部侧壁进入，内部设有螺旋流道，在此反应器将反应全部完成，反应液沿列管自下而上，从2#反应器上部溢出，为防止硫酸钠沉淀，采用螺旋喷头高压注入温度为50-80℃的软水，采用循环冷却水将反应热带出。

5、根据权利要求1所述的酚盐分解新工艺流程，其特征在于在所述的步骤(d)中，所述的反应方式采用2#反应器液相溢出与气相溢出经气液混合器再次混合进入进入分离器中部，这样净酚盐和硫酸反应产生的压力为0.1-0.5MPa的酸雾在密闭系统中反复与反应液混合，最终为反应液所吸收，同时又起到气相搅拌作用，反应液在分离器内停留时间为4-5小时，分离出相应产品粗酚和硫酸钠废水，相应进入产品贮槽，反应温度：60-70℃。

6、根据权利要求1所述的酚盐分解新工艺流程，其特征在于还包括步骤(e)：将分离器和产品贮槽产生的废气经过文氏管用新碱或净酚盐洗净后排入大气。

7、一种用于要求1所述的酚盐分解新工艺流程的酚盐分解设备，包括净酚钠贮槽、气液混合器、产品贮槽、各种原料和产品的运输管路、设在这些管路中的各种阀、管道窥视镜，其特征在于还包括与所述的净酚钠贮槽相连接的净酚钠泵，与此净酚钠泵相连接的1#反应器，与此1#反应器相连接的定量高压输送泵，与此定量高压输送泵相连接的管道混合器，与此管道混合器相连接的计量泵，与此1#反应器相连接的高压注水泵，通过管路与此1#反应器的顶部相连接的气液混合器，与此气液混合器相连接的2#反应器，与此2#反应器相连接的循环冷却水装置，通过管路与此2#反应器的顶部相连接的另一气液混合器，与此另一气液混合器相连接的产品分离器，与此产品分离器相连接的产品贮槽，与此产品分离器及产品贮槽相连接的文氏管。

8、根据权利要求7所述的酚盐分解新工艺流程的酚盐分解设备，其特征在于所述的1#反应器底部侧壁设有进液口，内部设有自下而上的列管，侧壁设有高压螺旋喷头，顶部设有溢流口。

9、根据权利要求7所述的酚盐分解新工艺流程的酚盐分解设备，其特征在于所述的2#反应器底部侧壁设有进液口，内部设有螺旋流道、与此螺旋流道相连接的自下而上的列管，侧壁设有高压螺旋喷头，顶部设有液相溢流口和气相溢流口。

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