CN104418693A - 一种丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法。所述方法包括：自吸收塔塔釜来的含C4的富吸收油，经解析塔塔釜的富油换热器换热至95～120℃后送入解析塔。解析塔后设置后凝器；解析塔回流罐连接后凝器，后凝器液体出口连接解析塔回流罐，后凝器气体出口连接生成气压缩机入口分离罐。本发明可以节约能耗，提高装置效率。

Description

一种丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法
技术领域
本发明涉及丁二烯生产领域，更进一步说，是涉及一种丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法。
背景技术
丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯，目前工业上主要是通过三种溶剂萃取精馏的方法，从蒸汽裂解制乙烯副产的混合C4馏分中抽提得到丁二烯产品，它们分别是乙腈法、DMF法和NMP法，这三种方法具有成本低、能耗低和污染小的经济优势，但是随着轻烃裂解、乙烷脱氢、C1原料制乙烯等新乙烯生产新工艺的研发及推广应用，乙烯生产中副产的丁二烯将难以满足持续增长的市场需求。同时，为进一步对醚后C4中的丁烯加以利用而提高全厂性经济效益，采用丁烯氧化脱氢的方法制丁二烯的技术得到进一步推广和应用，并在近期得到迅猛的发展，但是丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法具有能耗高和污染重的特点，特别是能耗方面，如何优化流程工艺是节能而降低操作成本的关键。目前现有的氧化脱氢制丁二烯装置主工艺流程一般由氧化脱氢单元和丁二烯抽提单元组成，在氧化单元中，反应器出来的生成气被热回收后，经水冷塔洗掉酸和酮类有机物后经生成气压缩机压缩送至洗醛塔进行水洗脱醛类有机物，塔顶气靠压差送至吸收塔进行油吸收而脱除N2，CO2和氧气等杂质，吸收塔塔顶不凝气送至再吸收塔进行C4和C6回收，塔釜溶解有C4组分的富吸收油再送至解析塔进行解析，含有丁二烯的C4从解析塔侧线采出送至丁二烯抽提单元进行分离得到聚合级的丁二烯产品。其中解析塔塔顶气经一级水冷后，液相回流至解析塔，C4不凝气返回到生成气压缩机入口进行C4回收，不含C4的贫吸收油从解析塔塔釜排出，经富油换热器换热后再经循环水冷却送至吸收油罐循环使用。
上述现有流程的压缩洗醛工段和油吸收工段存在一定的能耗浪费，分别是：（1）解析塔塔釜贫富油换热器不充分，现有装置中贫富油换热器中富油一般由40℃换热到70～80℃进解析塔，而贫油一般由135℃换热器到95℃，同时还采用循环水将95℃的贫油冷却到45℃，由于进料温度低而不得不加大解析塔再沸器蒸汽量，同时由于贫油量大且温度高，不得不用大量的循环水将其冷却，根据能量平衡原理，多用蒸汽且相对应地多用冷却水必然会导致能耗方面的浪费；（2）由于进料温度低，进料的位置相应地靠上，这就导致解析塔侧线采出的粗丁二烯容易带C6而导致产品不合格。而且，该塔的形式是进料上部分小塔径，下部分为大塔径，由于进料位置靠上，相应地大塔径部分多而导致投资比较浪费；（3）解析塔塔顶经水冷后的不凝气返回到压缩机入口，一般地，这股不凝气占整个压缩机额定流量的百分之十，这就意味着百分之十的不凝气因为在系统中循环而浪费能耗。由于洗醛塔以及吸收塔的洗涤水和吸收油分别与生成气的比例是相对应的，同样地，百分之十的循环量也导致废水量增加和多用吸收油而浪费动力消耗等。
综上述，克服这部分能耗的浪费对装置效益的提高是非常可观的。
发明内容
为解决现有技术中丁烯氧化脱氢制丁二烯装置能耗过大的问题，本发明提供了一种丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法。通过解析塔塔釜富油换热器自身换热而提高解析塔进料温度，并改变进料板位置和粗丁二烯采出位置，达到了既能满足产品要求，又降低解析塔再沸器负荷和取消吸收油冷却器的目的，还可以同时在解析塔后设置一个后凝器，并改变解析塔相应的操作条件，从而减少不凝气的循环量，从而到达节能的目的。
本发明的目的是提供一种丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法。
包括：自吸收塔塔釜来的含C4的富吸收油，经解析塔塔釜的富油换热器换热至95～120℃后送入解析塔。
其中，
解析塔进料板位置为：第40～45板；解析塔的粗丁二烯采出位置为：第6～10板。
还可以在解析塔后设置后凝器；解析塔回流罐连接后凝器，后凝器液体出口连接解析塔回流罐，后凝器气体出口连接生成气压缩机入口分离罐。
所述方法具体包括：
A.压缩和洗醛：自水冷塔塔顶的生成气经压缩机加压后进入洗醛塔，与塔顶来的新鲜脱盐水及中部进入的废水逆流接触，脱除生成气中的醛类杂质，塔顶气体送入油吸收部分；
B.油吸收：自吸收塔塔釜来的含C4的富吸收油经加热后，送至解析塔中部，混合C4产品从解析塔上部侧线采出，不含C4的贫吸收油从塔釜排出；解析塔顶馏出的C4气体先经过冷却器冷却，凝液自流至解析塔回流罐，不凝气再经后凝器进一步冷凝后，凝液自流至解析塔回流罐，不凝气C4气体返回到生成气压缩机入口进行C4回收。
所述后凝器操作温度为10～40℃，操作压力为0.2～0.4MPaG。
所述解析塔为板式塔，塔板数为55～75，塔釜操作温度为120～150℃，塔釜操作压力为0.3～0.6MPaG，回流与侧线采出的重量比为0.04～0.1。
本发明可采用以下技术方案：
其技术方案包括：
A.压缩和洗醛：自水冷塔塔顶的生成气经压缩机加压后进入洗醛塔，与塔顶来的新鲜脱盐水及中部进入的废水逆流接触，脱除生成气中的醛类杂质，塔釜含醛废水减压闪蒸，闪蒸气返回压缩机入口进行C4回收，闪蒸后的废水送入废水预处理单元进行处理，塔顶气体送入油吸收部分。
B.油吸收：自吸收塔塔釜来的含C4的富吸收油，经解析塔塔釜的富油换热器换热后送至解析塔，C4烃在解析塔中从吸收油解析出来，侧线采出粗丁二烯，不含C4的贫吸收油从塔釜排出，经富油换热器换热后循环使用，塔顶馏出的C4气体先经过冷却器冷却，凝液自流至回流罐，不凝气再经所述的后凝器进一步冷凝后，凝液自流至回流罐，不凝气C4气体返回到生成气压缩机入口进行C4回收。
本发明的特点是：现有的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置因为解析塔塔釜富油换热器换热不充分，导致解析塔进料温度低而导致再沸器热负荷增加，同时还得用大量的循环冷却水对贫油进行冷却，另外，由于解析塔塔顶不凝气的量大而在洗醛系统和油吸收系统内做无用的循环，这些都导致了能耗的浪费。而本发明通过解析塔塔釜富油换热器自身换热而提高解析塔进料温度，并改变进料板位置和粗丁二烯采出位置，达到了既能满足产品要求，又降低解析塔再沸器负荷和取消吸收油冷却器的目的，同时在解析塔系统设置一个后凝器，并改变解析塔相应的操作条件，从而减少不凝气的循环量，从而到达节能的目的。
附图说明
图1：现有丁烯氧化脱氢制丁二烯装置流程示意图
图2：本发明的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置节能方法流程示意图
附图标记说明：
1-自水冷塔顶来的生成气，2-压缩机入口分离罐，3-生成气，4-生成气压缩机，5-洗醛塔，6-上部洗涤水，7-脱醛生成气，8-废水处理单元，9-吸收塔，10-再吸收部分，11-吸收塔釜泵，12-富油换热器，13-吸收油冷却器，14-吸收油再生器，15-解析塔进料，16-解析塔，17-贫吸收油，18-解析塔侧线采出的粗丁二烯，19-解析塔塔顶气，20-解析塔冷却器，21-解析塔回流罐，22-C4不凝气，23-解析塔后凝器，24-返回压缩机的C4不凝气，25-解析塔回流泵，26-解析塔再沸器，27-丁二烯抽提单元，28-中部洗涤水，LW-低温水，CW-循环冷却水，MS-中压蒸汽
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例：
如图2所示，在解析塔后设置后凝器；解析塔回流罐连接后凝器，后凝器液体出口连接解析塔回流罐，后凝器气体出口连接生成气压缩机入口分离罐。
某10万吨/年丁烯氧化脱氢制丁二烯装置设计负荷为100%，正常负荷条件下，经水冷塔水冷后的生成气流量为50151kg/h，洗醛和一级油吸收部分工艺流程为：
A.压缩和洗醛：自水冷塔塔顶的生成气经压缩机加压后进入洗醛塔，与塔顶来的新鲜脱盐水及中部进入的废水逆流接触，脱除生成气中的醛类杂质，塔釜含醛废水减压闪蒸，闪蒸气返回压缩机入口进行C4回收，闪蒸后的废水送入废水预处理单元进行处理，塔顶气体送入油吸收部分。
B.油吸收：自吸收塔塔釜来的含C4的富吸收油，经解析塔塔釜的富油换热器换热后送至解析塔，C4烃在解析塔中从吸收油解析出来，侧线采出粗丁二烯，不含C4的贫吸收油从塔釜排出，经富油换热器换热后循环使用，塔顶馏出的C4气体先经过冷却器冷却，凝液自流至回流罐，不凝气再经所述的后凝器进一步冷凝后，凝液自流至回流罐，不凝气C4气体返回到生成气压缩机入口进行C4回收。
现有技术（如图1所示）：
（1）压缩机入口流量为56409kg/h；
（2）洗醛塔洗涤水用量为56409kg/h；
（3）吸收油用量为113000kg/h；
（4）解析塔进料温度76℃，再沸器负荷为：9.25M*KCAL/HR；
（5）解析塔塔板数为65块，进料位置为32块，进料下部分大塔径长度为21.3m；；
（6）解析塔塔顶只有一级水冷至45℃，返回压缩机不凝气流量为6258kg/h，回流温度45℃；
（7）塔釜贫吸收油经换热后温度94℃，再经吸收油冷却器冷却至45℃，吸收油冷却器热负荷为：3.5M*KCAL/HR，对应循环水用量350m3/h；
本发明：
（1）压缩机入口流量为51315kg/h；
（2）洗醛塔洗涤水用量为51315kg/h；
（3）吸收油用量为103000kg/h；
（4）解析塔进料温度110℃，再沸器负荷为：6.77M*KCAL/HR；
（5）解析塔为板式塔，塔板数为70块，进料位置为40块，进料下部分大塔径长度为17.3m,塔釜操作温度为135℃，塔釜操作压力为0.45MPaG，回流与侧线采出的重量比为0.08。
（6）解析塔塔顶设置后凝器，后凝器操作温度为20℃，操作压力为0.25MPaG,返回压缩机不凝气流量为1164kg/h；
（7）塔釜贫吸收油经换热后温度47℃，未设置吸收油冷却器；
通过对比发现，提高解析塔进料温度和改变进料位置，同时设置解析塔后凝器后，压缩机负荷减少了10%，洗涤水用量也减少了10%，吸收油用量也减少了10%，同时取消了吸收油冷却器而节省投资，节省了循环水350m3/h，解析塔再沸器负荷减少了27%，塔设备投资上有所节省，这些能耗和投资上的节省所带来的经济效益还是非常可观的。

Claims (7)

1.一种丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法，包括：自水冷塔塔顶出来的生成气经压缩和洗醛后，再经油吸收和解析得到粗丁二烯，其特征在于：
自吸收塔塔釜来的含C4的富吸收油，经解析塔塔釜的富油换热器换热至95～120℃后送入解析塔。
2.如权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法，其特征在于：
解析塔进料板位置为：第40～45板。
3.如权利要求2所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法，其特征在于：
解析塔的粗丁二烯采出位置为：第6～10板。
4.如权利要求1所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法，其特征在于：
解析塔后设置后凝器；解析塔回流罐连接后凝器，后凝器液体出口连接解析塔回流罐，后凝器气体出口连接生成气压缩机入口分离罐。
5.如权利要求4所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法，其特征在于所述方法包括：
A.压缩和洗醛：自水冷塔塔顶的生成气经压缩机加压后进入洗醛塔，与塔顶来的新鲜脱盐水及中部进入的废水逆流接触，脱除生成气中的醛类杂质，塔顶气体送入油吸收部分；
B.油吸收：自吸收塔塔釜来的含C4的富吸收油经加热后，送至解析塔中部，混合C4产品从解析塔上部侧线采出，不含C4的贫吸收油从塔釜排出；解析塔顶馏出的C4气体先经过冷却器冷却，凝液自流至解析塔回流罐，不凝气再经后凝器进一步冷凝后，凝液自流至解析塔回流罐，不凝气C4气体返回到生成气压缩机入口进行C4回收。
6.如权利要求5所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法，其特征在于：
所述后凝器操作温度为10～40℃，操作压力为0.2～0.4MPaG。
7.如权利要求5所述的丁烯氧化脱氢制丁二烯装置的节能方法，其特征在于：
所述解析塔为板式塔，塔板数为55～75，塔釜操作温度为120～150℃，塔釜操作压力为0.3～0.6MPaG，回流与侧线采出的重量比为0.04～0.1。
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