CN103193739A

CN103193739A - 一种去除顺酐系统中轻重杂质的方法

Info

Publication number: CN103193739A
Application number: CN2013101299571A
Authority: CN
Inventors: 王辉
Original assignee: BEIJING QINTANG ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: BEIJING QINTANG ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开一种顺酐生产领域的去除水、乙酸、丙烯等轻杂质和可凝结为焦油的重杂质的方法，传统两种技术采用在吸收塔底设置气提塔通入空气气提，在吸收塔前设置两台切换冷却器的方式分别去除轻重杂质，在实际运行中重杂质凝结在切换冷却器内清洗频繁、困难；轻杂质在吸收塔内气提，耗能高，去除杂质不彻底。本发明单独设置气提塔并将塔釜设计成锥形的方法，在塔上部与空气气提去除轻杂质，在塔釜静置去除重杂质，不仅有效的降低了杂质含量提高了产品质量，解决了设备堵塞的问题，而且操作简单，适用于溶剂吸收法顺酐装置的新建和技术改造，将大大提高顺酐生产的经济效益。

Description

一种去除顺酐系统中轻重杂质的方法

技术领域

本发明涉及一种顺酐生产技术，特别是涉及一种去除顺酐系统中轻重杂质的方法。

背景技术

顺丁烯二酸酐，简称顺酐，作为三大有机酸酐之一，是一种常用的重要有机化工原料。在不饱和聚酯树脂、涂料、油漆、油墨、工程塑料、医药、农药、食品、饲料、油品添加剂、造纸、纺织等领域得到广泛的应用，具有十分广阔的发展前景。

顺酐的生产方法为：原料苯或正丁烷，与空气发生氧化反应，反应过程在某种催化剂作用下进行，得到含顺酐的反应生成气，经过冷却、吸收、解吸、精制回收等工艺过程得到产品顺酐。

其中，根据吸收方式的不同，可将工艺分为水吸收和溶剂吸收两种方法。溶剂吸收法是目前采用较多的比较先进的吸收方式，是在吸收塔内通过溶剂吸收顺酐气形成富含顺酐的富溶剂，以实现吸收顺酐的目的，吸收溶剂为一种芳烃酯类，如(DBP、DIBE)。

在溶剂吸收法的工艺中，氧化反应后的含顺酐生产气是由多种气体组成的混合物，不仅含有顺酐、空气等反应的原料及产品，还含有水、乙酸、丙烯酸等轻杂质和可凝为焦油的重组分杂质。水可与顺酐发生反应生成富马酸，不仅影响顺酐的收率而且富马酸容易聚结，经常会堵塞设备和管道；乙酸和丙烯酸都是会发生聚结反应的物质，经常会在解吸、精制工段的塔顶冷凝器、塔底再沸器等处发生大面积的聚结，堵塞设备；反应生成气中的重组分，非常容易凝结成焦油物质，操作温度稍低就能够凝结，会在全系统各低温点处凝结堵塞设备，经常需要停车清洗，对连续化的顺酐生产造成了很大的影响。

针对以上问题，传统的两种工艺分别用不同的方式，单独的除去轻杂质和重杂质：

传统工艺一采用的方式是在吸收塔前，设置两台切换冷却器(1开1备)，此种方式主要去除可凝为焦油的重杂质。通过该冷却器将反应生成气的温度降至重杂质的凝结温度，此时重杂质会在冷却器内部凝结，当运转一定时间后(通常为10天)，重组分的凝结使冷却器无法正常使用时，切换至备用冷却器，然后拆除清洗堵塞的那台冷却器。通过此方法将重杂质控制在一个地方凝结成焦油，再将其清除，并用切换冷却器的方式使系统得以连续操作。(中国.非专利文献.兰州石化公司2万t/a正丁烷氧化法制顺丁烯二酸酐装置工艺流程及特点.马首骥，孙凯.石化技术与应用，2008，26(4)：381～385)

传统工艺二采用的方式是在吸收塔底设置气提塔通入压缩空气进行气提，此种方式主要去除水、乙酸、丙烯酸等轻杂质。利用气提原理，使用高温的热空气，在塔盘上与富溶剂进行解除，使富溶剂中的低沸点组分(水、乙酸、丙烯酸)闪蒸气化，从而实现去除轻组分的效果。通过此办法可使吸收塔塔底采出的富溶剂中乙酸、丙烯酸和水的质量分数得到大幅下降，减少了水与顺酐发生的反应，乙酸、丙烯酸的聚结也得到了有效的抑制。(中国.非专利文献.正丁烷氧气制顺丁烯二酸酐吸收精制工艺分析.韩刚，杨柏伦.现代化工，2006，26(增刊2)：353～356)

传统工艺通过以上措施，虽然使顺酐系统内的杂质得到了处理，但依然存在以下不足：

1.利用切换冷却器的方式并没有真正解决重组分凝结后的堵塞问题，只是缓解了堵塞的焦油对连续化生产的影响而已，依然需要定时的对切换冷却器进行清洗。重杂质凝结的焦油紧紧的附着在列管内，非常的难以清洗，又由于每台切换冷却器的重量都在100t以上，，大概10天就要拆卸清洗一次，由此需要大量的人工才能够完成。且清洗会产生较多的污水，经常拆卸冷却器也会对设备本体造成腐蚀等情况，增加企业的运行成本。

2.吸收塔本身为满足溶剂吸收顺酐气的要求，需要控制塔顶出气在较低的温度，而气提过程是在吸收塔塔底通入高温的气提空气，所以就需要更多的循环溶剂从塔内带走此部分的热量，相应消耗更多的循环冷却水及电能。由于是在塔内通入的空气，为了不影响溶剂的吸收效果，通入的空气量必须进行控制，气提效果并没有得到最大的发挥，同时，吸收塔上部一直有冷介质吸收溶剂对顺酐气中的顺酐进行喷淋吸收，相应的含杂质的气提空气在吸收塔也会在塔盘处与冷吸收溶剂进行热量和质量传递，一部分杂质又被吸收回溶剂中。综合以上几点，塔底采出的富溶剂中依然会存在一定量水和乙酸、丙烯酸等杂质，系统运行一段时间后，在后续解吸、精制等工段依然会出现堵塞设备和管道的情况。由于存在以上弊端，使用两种方式去除轻、重杂质的方式，始终无法令人满意。

发明内容

为解决现有生产技术中存在的问题，本发明公开一种用气提塔同时去除顺酐系统中轻重杂质的方法。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

单独设置气提塔，气提塔主要由带塔盘的上部塔体及锥底塔釜组成，利用气提塔一个设备上下两部分将水、乙酸、丙烯酸等轻杂质和可凝为焦油的重杂质一起去除。水及乙酸、丙烯酸等轻杂质的去除方法是：以苯或正丁烷为原料，与空气在反应器中发生催化氧化反应得到的含顺酐气体4，内含水、乙酸、丙烯酸等轻杂质和可凝结为焦油的重杂质，被溶剂1吸收成为富含顺酐的富溶剂，富溶剂14通入锥形塔釜气提塔15；高温的压缩空气11通过分布器16在塔釜处进入气提塔15，在塔盘上与富溶剂14进行接触，将富溶剂内的水、乙酸、丙烯酸快速的闪蒸汽化并被热空气从塔顶带出，送往尾气处理17。可凝为焦油的重杂质的去除方法是：取消切换冷却器，重杂质能够与富溶剂一起到气提塔的锥形塔釜部分静置分层，在塔釜的锥底底部出口设置开关阀门18，正常操作时处于关闭状态，锥底外部设置保温夹套、盘管或电加热；富溶剂的采出口在塔釜的中下部，为静置分层后的干净的富溶剂，同时在采出口处设置上挡板12，为了防止未静置的含重组分的富溶液在气提后直接采出；当系统运行一段时间后，塔釜中的重杂质达到一定量时，打开塔釜下方开关阀18，将重杂质切出19。

采取以上方法，本发明将比现有技术更加先进、合理：

第一，本发明单独设置的气提塔解决了高温压缩空气通入吸收塔所带来的高耗能、杂质去除不彻底的问题。有效的降低了运行成本和降低了杂质含量提高了产品质量，解决了设备堵塞的问题。

第二，本发明使重杂质一直保持液态的形式，通过静置的方式使其与富溶剂分离，避免了堵塞切换冷凝器所带来的的清洗、腐蚀等问题，减少了运行和维护成本。

附图说明

图1：传统工艺一示意图图示。

1、吸收溶剂 2、含轻杂质富溶剂 3、尾气 4、顺酐气体 5、吸收塔

6、切换冷却器A 7、切换冷却器B 8、切换阀门

图2：传统工艺二流程示意图图示。

9、含重杂质富溶剂 10、气提塔 11、高温气提空气

图3：本发明的工艺流程示意图

12、挡板 13、气提塔进料泵 14、含杂质富溶剂 15、锥形塔釜气提塔 16、空气分布器

17、气提塔尾气 18、重杂质出料阀 19、重杂质出 20、干净富溶剂

具体实施方式

按照本发明图3的装置，被溶剂1吸收成为富含顺酐的富溶剂14通入锥形塔釜气提塔15的上部，高温的压缩空气11通过空气分布器16通入到气提塔中在塔盘上与富溶剂14进行接触，将富溶剂内的水、乙酸、丙烯酸等轻杂质气提至塔顶带出，送往尾气处理17；此时塔底阀门18处于关闭状态，塔釜富溶剂的液位会逐渐升高，当液面超过空气分布器16后，开始富溶剂采出20；重杂质一直在塔釜累积，当运行一段时间后打开塔底阀门将重杂质切出，去往处理单元。

以下列出三个实施工况，分别为本发明和传统工艺一、传统工艺二。

实施工况1：锥形塔釜气提塔内同时去除系统内的轻重杂质(本发明图3的装置)

顺酐气4流量：100kg/hr

吸收溶剂流量：16kg/hr

压缩空气：流量3kg/hr、温度150℃、压力150kpa(g)

气提塔釜保温形式：采用蒸汽伴热保温

首先打开气提塔釜的蒸汽伴热管道阀门，使蒸汽将塔釜加热，10分钟后，打开吸收溶剂1进料阀门，调整流量为16kg/hr，然后打开顺酐进气4阀门，调节顺酐气流量为100kg/hr，溶剂将顺酐气吸收为富溶剂。打开压缩空气进气管道阀门，压缩空气11通过空气分布器16喷入气提塔，调整阀门开度，调节空气流量在3kg/hr。然后打开气提塔进料泵13，将含杂质富溶剂14送入气提塔15内，调整阀门开度，将流量调节至100kg/hr，富溶剂与压缩空气在塔板上进行接触，水及乙酸、丙烯酸与富溶剂分离，并与气提空气一起去往尾气处理。通过液位计观察，当液位超过空气分布器100mm时，打开富溶剂送出管道阀门，将气提后的富溶剂20送出，此时塔釜底部阀门18一直处于关闭状态。当装置运行10天后，此时重杂质在塔釜处沉积成一定量，打开塔釜底部阀门18，将重杂质切出。

实施工况2：传统工艺一的装置去除系统中的重杂质(本发明图1的装置)

本工况没有压缩空气，其他条件同实施工况1

首先打开切换冷却器6的上下阀门打开，再打开冷却水阀门，同时打开吸收溶剂1进料阀门，调整流量为16kg/hr，然后打开顺酐进气4阀门，调节顺酐气的流量为100kg/hr。装置运行10天后，打开切换冷却器7的上下阀门，并关闭切换冷却器6的上下阀门，然后拆卸清洗切换冷却器6。

实施工况3：传统工艺二的装置去除系统中的轻杂质(本发明图2的装置)

条件同实施工况1

首先，打开吸收溶剂1进料阀门，调整流量为16kg/hr，然后打开顺酐进气4阀门，调节顺酐气流量为100kg/hr，溶剂将顺酐气吸收为富溶剂。打开压缩空气11进气管道阀门，调节空气流量在3kg/hr。富溶剂与压缩空气在塔板上进行接触，水及乙酸、丙烯酸与富溶剂分离，并与气提空气一起去往尾气处理。运行一段时间。

对三种工况的采出富溶剂取样测量，数据统计如下：

	本发明	传统工艺一	传统工艺二
				含水量	0.03％	19％	0.1％
含醋酸量	0.001％	0.05％	0.01％
				含丙烯酸量	0.005％	0.25％	0.05％
含重杂质量	0.005％	0.01％	0.3％

通过以上数据可以看出，本发明与传统工艺对比，采出富溶剂中轻重杂质含量大幅减少，比传统工艺优势明显。

Claims

1.一种去除顺酐系统中轻重杂质的方法，其特征在于：以苯或正丁烷为原料，与空气在反应器中发生催化氧化反应得到的含顺酐气体4，内含水、乙酸、丙烯酸等轻杂质和可凝结为焦油的重杂质，被溶剂1吸收成为富含顺酐的富溶剂，富溶剂14通入锥形塔釜气提塔15中，高温的压缩空气11通过空气分布器16通入到气提塔中在塔盘上与富溶剂14进行接触，将富溶剂内的水、乙酸、丙烯酸等轻杂质气提至塔顶带出，送往尾气处理17；重杂质与富溶剂在塔釜中静置分层，一段时间后打开塔釜底部阀门将重杂质切出19，塔釜处设保温；干净的富溶剂20由上部出口采出。

2.针对权利要求1中的吸收溶剂1，其特征在于可以是环烷酸二烷基脂类(DIBE)或邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。

3.针对权利要求1中的锥形塔釜气提塔15，其塔釜特征在于可以是圆锥形式，多面方锥形式，也可以是椭圆封头形式。

4.针对权利要求1中的含杂质的富溶剂14，其组成的特征在于：富溶剂70％～99％、水1％～30％、乙酸0.0001％～5％、丙烯酸0.0001％～5％、重杂质0.0001％～5％。

5.针对权利要求1中的高温的压缩空气11，其特征在于压力：10kpa(g)～1000kpa(g)；温度：50～400℃。

6.针对权利要求1中干净的富溶剂20，其组成的特征在于：富溶剂70％～100％、水0.000001％～5％、乙酸0.000001％～1％、丙烯酸0.000001％～1％、重杂质0.000001％～1％。

7.针对权利要求1中空气分布器16，其特征在于分布器上设置多个出气小孔。

8.针对权利要求1中富溶剂出口，其特征在于在出口处设置挡板12。