CN105622319B - 一种丁辛醇尾气回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丁辛醇尾气回收装置，该装置包括：压缩机构，其用于接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；精馏机构，其用于接收来自所述压缩机构的输出流，并分别输出回收的丁醛流、回收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾气流；深冷机构，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并进一步回收其中的丙烯丙烷。本发明的装置通过压缩机构、精馏机构和深冷机构的协同配合工作，实现了在低能耗的情况下获得高回收率的丁醛以及丙烯丙烷混合物。

Description

一种丁辛醇尾气回收装置及方法

技术领域

本发明属于尾气处理领域，具体涉及一种丁辛醇尾气回收装置及方法。

背景技术

丁辛醇为重要的醇类化工原料，它有三个重要的品种：正丁醇、异丁醇和辛醇(或称2-乙基己醇)。正丁醇主要用于生产丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯等酯类产品。前者用于涂料和粘合剂，后两者为PVC的增塑剂。异丁醇可部分代替正丁醇的用途。辛醇主要用于生产PVC的增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯等，还用来制造丙烯酸辛酯作为涂料和粘合剂。丁辛醇产品是随着石油化工、聚氯乙烯塑料工业、有机化学工业的发展及羰基合成技术的发展而迅速发展起来的。

丁辛醇的工业化生产方法主要有乙醛缩合法、发酵法、齐格勒法和羰基合成法等。其中，羰基合成法是应用最广的技术，反应原料为丙烯和合成气。羰基合成反应主要是指丙烯、合成气在铑催化剂存在时生成丁醛的过程。整套装置排出的尾气来自于羰基合成反应器、低压蒸发系统、高压蒸发系统、稳定系统等部分。

现有丁辛醇生产装置的尾气排放量很高，如30万吨/年的丁辛醇装置产生的尾气最高可达3850kg/hr。丁辛醇尾气的组分较为复杂，其包括从氢气到丁醛等轻重不同的多种组分，其中丁醛、丙烯和丙烷的含量最高且最有价值。如果丁辛醇尾气的各种组份不进行分离，其只能作为低价值的燃料气，而将其中的丁醛、丙烯和丙烷等组份分离出来，则可作为高价值的化工原料，这种分离过程被称为回收。其中，丙烯和丙烷混合物或作为产品直接出售，或送入精馏塔进一步分离。

目前，回收丁辛醇尾气的技术主要是采用丁醛作为吸收剂，在一定压力下吸收丙烯和丙烷组分。这样丁醛与吸收剂的分离操作即可省略。但丁醛在实际操作中表现出一定的腐蚀性，吸收解吸塔要采用不锈钢材质，投资较大。此外，如果要求吸收法达到很高的尾气回收率(例如90％以上)，那么投资和能耗将增加较大。

出于这种考虑，本发明的发明人进行了研究，目的是解决相关领域现有技术所暴露出来的问题，期望提供一种尾气回收率高、能耗低、能量利用率高、投资成本低、过程容易控制的丁辛醇尾气回收装置及方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种丁辛醇尾气回收装置，其包括压缩机构、精馏机构和深冷机构。本发明的装置通过压缩机构、精馏机构和深冷机构的协同配合工作，实现了在低能耗的情况下获得高回收率的丁醛以及丙烯丙烷混合物。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述丁辛醇尾气回收装置来回收丁辛醇尾气的方法，其包括压缩步骤、精馏步骤和深冷分离步骤。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种丁辛醇尾气回收装置，所述装置包括：

压缩机构，其用于接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；

精馏机构，其用于接收来自所述压缩机构的输出流，并分别输出回收的丁醛流、回收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾气流；

深冷机构，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并进一步回收其中的丙烯丙烷。

本发明的装置通过压缩机构、精馏机构和深冷机构三部分的协同配合工作，不仅能够高效回收尾气中的丁醛和丙烯丙烷混合物，使得尾气中丁醛的回收率大于99％，丙烯丙烷混合物的回收率在95％以上，而且能够显著降低尾气回收装置的能耗。

根据本发明的一个具体实施例，所述压缩机构包括至少一个压缩机和至少一个第三换热器，其用于接收丁辛醇尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级。其中，第三换热器的作用是通过采用便宜的冷媒介，例如循环冷却水，将压缩后的尾气冷却到尽可能低的温度，以节省后续精馏机构的能耗。由于丁辛醇生产装置的各个部分会产生多个不同压力等级的尾气流股，为了回收全部尾气，本发明的装置需要采用压缩机构将全部尾气的压力提升到同一个压力等级。

根据本发明的一个具体实施例，所述压缩机构的输出流中丙烯和丙烷的分压之和为0.5～2MPaA，优选0.7～1MPaA。由此使得尾气中丙烯丙烷的回收率得以提高。

根据本发明的一个具体实施例，所述精馏机构包括：至少一个脱丁醛塔，其用于接收来自所述压缩机构的输出流，并在其塔底输出回收的丁醛流而塔顶输出第一料流；至少一个第一换热器，其与脱丁醛塔的塔顶相连，用于冷却第一料流，并输出温度低于第一料流的露点温度的含有气液混合物的第二料流；至少一个第一气液分离器，其与第一换热器相连，用于接收第二料流以进行气液分离，并在液相出口输出第三料流而在气相出口输出第四料流；至少一个丙烯丙烷回收塔，其与第一气液分离器的液相出口相连，用于接收第三料流以进行丙烯丙烷的回收，并在塔底输出回收的丙烯丙烷混合流而塔顶输出第五料流。

根据本发明的一个具体实施例，脱丁醛塔的入口与压缩机构的出口相连，脱丁醛塔的塔顶出口与第一换热器的一个入口相连，脱丁醛塔的塔底出口与精馏机构的第二出口相连，第一换热器的一个出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的气相出口与精馏机构的第一出口相连，气液分离器的液相出口与丙烯丙烷回收塔的进口相连，丙烯丙烷回收塔的液相出口与精馏机构的第三出口相连，丙烯丙烷回收塔的气相出口与精馏机构的第一出口相连。

根据本发明的一个具体实施例，压缩机构的输出流从精馏机构的第一入口进入脱丁醛塔，脱丁醛塔的作用是将丁醛从尾气中分离出来，分离出来的丁醛从精馏机构的第二出口引出作为回收的丁醛流。分离出丁醛后的尾气流即为第一料流，其依次进入第一换热器和气液分离器。第一换热器的作用是将尾气冷却到其露点以下以得到气液混合物。气液分离器E的作用是将气液混合物中气相和液相分离。由于尾气中各组份沸点的差异，分离出的液相含有较多的丙烯和丙烷，该液相进入丙烯丙烷回收塔以提高丙烯和丙烷的纯度。丙烯丙烷回收塔的塔底得到提纯后的丙烯丙烷从精馏机构的第三出口引出，作为回收的丙烯丙烷混合流。丙烯丙烷回收塔的塔顶物流为第五料流，其与气液分离器的气相，即与第四料流合并后从精馏机构的第一出口引出，精馏机构的第一出口与深冷机构的入口相连。

根据本发明的一个具体实施例，所述第一换热器为管式换热器或板式换热器，优选板式换热器。由于板式换热器可以同时进行多股料流的换热，在回收深冷机构的冷量时，使用板式换热器可以显著减少设备投资及能量损失。

根据本发明的一个具体实施例，所述第二料流的温度不低于第一料流的露点温度，优选所述第二料流的温度不低于第一料流的露点温度0.3℃。由此可以将精馏机构中大部分丙烯丙烷冷凝下来。如果温度过高，则进入深冷机构的尾气中丙烯和丙烷的含量过高，后续深冷机构将无法实现热量平衡，从而导致流程循环量过大，最终使得系统无法承受。

根据本发明的一个具体实施例，所述深冷机构包括：至少一个第二换热器，其与丙烯丙烷回收塔的塔顶及第一气液分离器的气相出口相连，用于接收并冷却来自所述精馏机构的第四料流和第五料流，输出含有气液混合物的第六料流；至少一个第二气液分离器，其与第二换热器相连，用于接收第六料流以进行气液分离，并在液相出口输出第七料流而在气相出口输出第八料流。

根据本发明的一个具体实施例，第二换热器的第一入口与精馏机构的第一出口相连，第二换热器的第一出口与第二气液分离器的入口相连，第二气液分离器的液相出口与第二换热器的第二入口相连，第二气液分离器的气相出口与第二换热器的第三入口相连，第二换热器的第二出口与第二换热器的第四入口相连，第二换热器的第三出口与深冷机构的出口相连。

在本发明中，所述第二换热器可以是板式换热器，其作用是将从第二换热器的第一入口进入的第四料流和第五料流冷却到尾气的露点以下，以得到气液混合物。

根据本发明的一个具体实施例，所述第七料流经一个节流阀返回第二换热器进行换热后得到输出的第九料流，从而为第二换热器提供冷量；其中所述节流阀的膨胀比为4.0～8.0，优选4.1～6.0。由此可以获得足够的冷量保证深冷机构稳定运行。

在本发明中，所述节流阀的作用是通过节流减压来降低第七料流的温度，从而为第二换热器提供更多的冷量，节流之后的第九料流为气液混合物。

根据本发明的一个具体实施例，所述第八料流返回第二换热器进行一次换热，然后经过至少一个透平膨胀机的处理后再次返回第二换热器进行二次换热，最后得到输出的第十料流，从而为第二换热器提供冷量；其中所述透平膨胀机的膨胀比为2.2～5.0，优选2.3～4.0。由此可以获得足够的冷量保证深冷机构稳定运行。

在本发明中，所述透平膨胀机的作用是通过化工热力学中的透平膨胀过程来降低的第八料流的温度，从而为第二换热器提供冷量。

在本发明中，所述第十料流是包括氢气、氮气、一氧化碳、甲烷等不凝性气体以及微量的丙烯丙烷，一般其组成仍能满足作为燃料气的热值要求。

根据本发明的一个具体实施例，所述第九料流可以返回丙烯丙烷回收塔以进一步回收其中的丙烯丙烷。由此显著提高了丙烯丙烷的回收率。

根据本发明的一个具体实施例，所述深冷机构还包括至少一个第三气液分离器，其与第二换热器相连，用于接收第九料流以进行气液分离，并在液相出口输出第十一料流而气相出口输出第十二料流。

根据本发明的一个具体实施例，第三气液分离器的入口与第二换热器的第四出口相连，第三气液分离器的气相出口与压缩机构的入口相连，第三气液分离器的液相出口与丙烯丙烷回收塔的进口相连。

根据本发明的一个具体实施例，所述第十一料流被送入第一换热器进行换热，从而将深冷机构的部分冷量作为第一换热器的冷源，并将换热后的料流返回丙烯丙烷回收塔以进一步回收其中的丙烯丙烷；所述第十二料流返回压缩机构进行循环处理。由此不仅显著提高了丙烯丙烷的回收率，而且还极大提高了整个回收装置的能量利用效率，能耗大为降低。

本发明的装置可以将深冷机构富裕的冷量作为第一换热器的冷源，显著提高了整个回收装置的能量利用效率。本发明的装置利用高压尾气膨胀过程中自身温度的降低来获得冷量，不需要外部冷源来提供冷量，而且尾气的温度可以冷却到约-65℃。

为了避免尾气中的水和二氧化碳气体可能会对深冷机构有影响，在进入深冷机构之前，本发明的装置还可以设置有脱水塔和/或脱二氧化碳塔。

根据本发明另一个方面，本发明提供了一种利用所述丁辛醇尾气回收装置回收丁辛醇尾气的方法，其包括如下步骤：

压缩步骤，接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；

精馏步骤，回收尾气中的丁醛以及丙烯丙烷混合物；

深冷分离步骤，进一步回收尾气中的丙烯丙烷，并将剩余尾气回收再利用。

本发明针对现有技术的不足，提供了一种丁辛醇尾气回收装置及方法，其具有以下突出优点：其采用了无需外加能量的深冷机构来进一步的回收尾气中的丙烯丙烷，尾气中丁醛和丙烯丙烷混合物的回收率较高；能耗低；除脱丁醛塔外其他设备均可以采用普通碳钢设备，投资成本低；环保无污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见，下面简述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明的一种丁辛醇尾气回收装置的示意图。

在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚\完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不全是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所示，本发明提供的一种丁辛醇尾气回收装置包括：

压缩机构X，其用于接收尾气1，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；

精馏机构Y，其用于接收来自所述压缩机构的输出流，并分别输出回收的丁醛流2、回收的丙烯丙烷混合流3以及剩余尾气流4；

深冷机构Z，其用于接收来自所述精馏机构Y的剩余尾气流，并进一步回收其中的丙烯丙烷。

在本实施例中，压缩机构X包括两组由一个压缩机和一个第三换热器构成的压缩单元，即压缩机A1和第三换热器B1构成的一个压缩单元以及压缩机A2和第三换热器B2构成的另一个压缩单元。这两个压缩单元串联在一起。压缩机构的入口T1与压缩机A1的入口相连，压缩机A1的出口与第三换热器B1的进口相连，第三换热器B1的出口又与压缩机A2的入口相连，压缩机A2的出口与第三换热器B2的入口相连，第三换热器B2的入口与压缩机构的出口T2相连。丁辛醇生产装置的尾气流1a从压缩机构的入口T1流入，经压缩机A1升压至0.4MPaA后，再通过第三换热器B1冷却至40℃；然后再将来自第三换热器B1的冷却后的尾气流与来自高压蒸发系统和稳定系统的尾气流1b混合，送入压缩机A2升压至1.73MPaA后，再通过第三换热器B2冷却至40℃；然后再将来自第三换热器B2的冷却后的尾气流与羧基合成反应系统的弛放气1c混合以形成压缩机构的输出流，并从压缩机构的出口T2排出。

在本实施例中，所述压缩机A1和A2均为往复压缩机，所述第三换热器B1和B2均为固定管板换热器。

在本实施例中，第三换热器B1和第三换热器B2的作用是采用便宜的冷媒介，例如循环冷却水，将压缩后的尾气冷却到尽可能低的温度，以节省后续精馏机构Y的能耗。由于丁辛醇生产装置会产生多个不同压力等级的多股尾气流，为了回收全部尾气，需要采用压缩机构X将全部尾气的压力提升到同一个压力等级。

压缩机构的输出流的压力等级可以依据目标丙烯丙烷的回收率来确定。通过改变压缩机构出口物料流的压力，可得到一系列丙烯丙烷的回收率以及压缩机构的输出流中丙烯丙烷的分压。当目标丙烯丙烷的回收率大于95％时，对应压缩机构的输出流中丙烯和丙烷的分压即为最低分压。不同丙烯丙烷回收率与压缩机构的输出流中丙烯丙烷分压的实验如下表1所示。

表1

C3H6回收率	C3H8回收率	PC3H6/MPaA	PC3H8/MPaA	PC3H6+PC3H8/MPaA
					0.9676	0.9811	0.43	1.59	2.02
0.9528	0.9707	0.24	0.74	0.98
					0.9520	0.9701	0.24	0.73	0.97
0.9503	0.9690	0.23	0.70	0.93
					0.9487	0.9679	0.22	0.68	0.90
0.9450	0.9655	0.20	0.63	0.83
					0.9408	0.9628	0.19	0.59	0.78
0.8849	0.9277	0.12	0.39	0.51

在本实施例中，精馏机构Y包括：一个脱丁醛塔C，其用于接收来自所述压缩机构的输出流，并在其塔底输出回收的丁醛流2而塔顶输出第一料流5；一个第一换热器D，其与脱丁醛塔的塔顶相连，用于冷却第一料流5，并输出温度低于第一料流的露点温度的含有气液混合物的第二料流6；一个第一气液分离器E，其用于接收第二料流6以进行气液分离，并在液相出口输出第三料流7而在气相出口输出第四料流8；一个丙烯丙烷回收塔F，其用于接收第三料流7以进行丙烯丙烷的回收，并在塔底输出回收的丙烯丙烷混合流3而塔顶输出第五料流9。脱丁醛塔的入口与精馏机构的第一入口T3相连，脱丁醛塔的塔顶出口T12与第一换热器的入口f1相连，脱丁醛塔的塔底出口T13与精馏机构的第二出口T6相连，第一换热器的出口f2与气液分离器的入口T23相连，第一气液分离器的气相出口T18与精馏机构的第一出口T5相连，第一气液分离器的液相出口T19与丙烯丙烷回收塔的进口T20相连，丙烯丙烷回收塔的液相出口T15与精馏机构的第三出口T17相连，丙烯丙烷回收塔的气相出口T14与精馏机构的第一出口T5相连。

在本实施例中，压缩机构的输出流从精馏机构的第一入口T3进入脱丁醛塔C，脱丁醛塔C的作用是将丁醛从尾气中分离出来，分离出来的丁醛从精馏机构的第二出口T6引出作为回收的丁醛流2。分离出丁醛后的尾气流即为第一料流5，其依次进入第一换热器D和气液分离器E。第一换热器D的作用是将尾气冷却到其露点以下以得到气液混合物。气液分离器E的作用是将气液混合物中气相和液相分离。由于尾气中各组份沸点的差异，分离出的液相含有较多的丙烯和丙烷，该液相进入丙烯丙烷回收塔F以提高丙烯和丙烷的纯度。丙烯丙烷回收塔F的塔底得到提纯后的丙烯丙烷从精馏机构的第三出口T17引出，作为回收的丙烯丙烷混合流3。丙烯丙烷回收塔的塔顶物流为第五料流9，其与气液分离器的气相，即与第四料流8合并后从精馏机构的第一出口T5引出，精馏机构的第一出口T5与深冷机构的入口T8相连。

在本实施例中，所述第一换热器D为板式换热器。由于板式换热器可以同时进行多流股换热，在回收深冷机构的冷量时，使用板式换热器可以显著减少设备投资及能量损失。

在本发明的一个优选实施例中，第一换热器D为管式换热器，换热器的壳层入口与精馏机构的第二入口T4相连，管式换热器的管程入口与脱丁醛塔的塔顶出口T12相连，管式换热器的壳层出口与丙烯丙烷回收塔的进口T20相连，管式换热器的管程出口与气液分离器的入口T23相连。由此可提高本发明的装置的能量利用效率。

在本发明的另一个优选实施例中，为了增加经济效益，可进一步将丙烯与丙烷进行分离。以丙烯丙烷回收塔F的釜液(丙烯丙烷混合流)作为丙烯精馏塔的进料，通过丙烯精馏塔将丙烯和丙烷分别回收。丙烯从塔顶出料，丙烷则从塔釜出料。

在本发明的另一个优选实施例中，所述第二料流6的温度低于第一料流5的露点温度40℃。由此可以将精馏机构中大部分丙烯丙烷冷凝下来。如果第二料流6的温度过高，则进入深冷机构的尾气中丙烯和丙烷的含量过高，深冷机构将无法实现热量平衡，导致流程循环量过大，最终使得系统无法承受。

在本实施例中，所述深冷机构Z包括：一个第二换热器G，其用于接收并冷却来自所述精馏机构的第四料流8和第五料流9，再输出含有气液混合物的第六料流10；一个第二气液分离器H，其用于接收第六料流10以进行气液分离，并在液相出口输出第七料流11而气相出口输出第八料流12。第二换热器的第一入口b1与深冷机构的入口T8相连，第二换热器的第一出口b2与第二气液分离器的入口T24相连，第二气液分离器的液相出口T17与第二换热器的第二入口a1相连，第二气液分离器的气相出口T16与第二换热器的第三入口c1相连，第二换热器的第二出口c2与第二换热器的第四入口d1相连，第二换热器的第三出口d2与深冷机构的出口T11相连。

在本实施例中，所述第二换热器G是板式换热器，其的作用是将从第二换热器的第一入口b1进入的第四料流8和第五料流9冷却到露点以下，得到气液混合物。

在本实施例中，所述第七料流11经一个节流阀H返回第二换热器G进行换热后得到输出的第九料流13，从而为第二换热器G提供冷量；其中节流阀的膨胀比固定在5.33，由此为获得足够的冷量使深冷分离机构能够稳定运行。

下表2为不同节流阀H的膨胀比与第二换热器内最小传热温差关系的其他实施例数据。

表2

膨胀比	最小传热温差℃
		8.00	6.76
6.00	5.40
		4.90	4.89
4.36	3.66
		4.21	2.79
4.10	2.15
		4.08	2.01
4.07	1.94
		4.00	1.38

由此可见，最小传热温差随节流阀膨胀比的增大而增大，当节流阀的膨胀比为4时，第二换热器的最小传热温差仅为1.38℃，小于规定的最小传热温差值(一般取1.8～2℃)，第二换热器不能正常工作。

在本实施例中，所述第八料流12返回第二换热器G进行一次换热，经过至少一个透平膨胀机J的处理后再次返回第二换热器G进行二次换热，最后得到输出的第十料流14，从而为第二换热器提供冷量；其中所述透平膨胀机的膨胀比为3.16。

下表3为透平膨胀机的膨胀比与第二换热器内最小传热温差关系的其他实施例数据。

表3

膨胀比	最小传热温差℃
		5.00	8.56
4.00	6.97
		3.16	5.15
2.66	3.70

2.43	2.51
		2.35	2.02
2.32	1.94
		2.27	1.82
2.00	0.88

由此可见，最小传热温差随透平膨胀机膨胀比的增大而增大，当透平膨胀机的膨胀比为2.27时，第二换热器的最小传热温差为1.82℃，已接近规定的最小传热温差(一般取1.8～2℃)。当最小传热温差低于规定值时，第二换热器将不能正常工作。

在本实施例中，所述深冷机构Z还包括一个第三气液分离器K，其用于接收第九料流13以进行气液分离，并在液相出口输出第十一料流15而气相出口输出第十二料流16；其中，所述第十一料流15被送入第一换热器D进行换热，从而将深冷机构Z的部分冷量作为第一换热器D的冷源，并将换热后的料流返回丙烯丙烷回收塔F以进一步回收其中的丙烯丙烷；所述第十二料流16返回压缩机构X进行循环处理。第三气液分离器K的入口T25与第二换热器G的第四出口a2相连，第三气液分离器K的气相出口T9与压缩机构的入口T1相连，第三气液分离器K的液相出口T10与第一换热器的入口e1相连，第一换热器的出口e2与丙烯丙烷回收塔的进口T20相连。所述第十一料流15从第一换热器的入口e1进入第一换热器，从第一换热器的出口e2流出后进入丙烷回收塔。

在本发明的另一个实施例中，所述第九料流13直接返回丙烯丙烷回收塔F以进一步回收其中的丙烯丙烷。此时，第三气液分离器K的液相出口T10直接与丙烯丙烷回收塔的进口T20相连。

在本发明的另一个优选实施例中，为了提高装置的能量利用效率，本发明的装置将深冷机构富裕的冷量作为第一换热器D的冷源。其中，所述深冷机构的出口T11、第三气液分离器的气相出口T9以及第三气液分离器的液相出口T10仍含有一定的冷量可作为冷却介质用于第一换热器D。若只选取冷量最高的出口T10进行换热，所述第一换热器D为列管式换热器；若将其中两个冷量较高的出口T9和T10用于换热，所述第一换热器D为串联的两个列管式换热器或者一个板式换热器；若回收三个出口T9、T10和T11的冷量，所述第一换热器D为一个板式换热器。

从本发明所提供的上述实施例可见，本发明的装置采用了无需外加能量的深冷机构进一步回收丙烯和丙烷，使得丙烯和丙烷的回收率较高。此外，本发明的装置不仅能耗低，而且除脱丁醛塔外其他设备均可以采用普通碳钢设备，投资成本也低。

本发明还提供了一种利用所述丁辛醇尾气回收装置回收丁辛醇尾气的方法，其包括如下步骤：

压缩步骤，接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级，其具体操作如下：(1)将来自丁辛醇装置的尾气1a送入压缩机构的入口T1，经一次压缩机A1升压至0.4MPaA后冷却至40℃。(2)将冷却后的尾气与来自高压蒸发系统和稳定系统的尾气1b混合，进入二次压缩机升压至1.73MPaA后冷却。(3)冷却至40℃的尾气与羧基合成反应系统的弛放气1c混合后以压缩机构的输出流的形式从压缩机构的出口排出，此压缩机构的输出流中丙烯和丙烷的分压之和为0.99MPaA。

精馏步骤，回收尾气中的丁醛以及丙烯丙烷混合物，其具体操作步骤如下：(1)将来自压缩机构出口T2的压缩机构的输出流送入精馏机构第一入口T2后进入脱丁醛塔C的进料板，脱丁醛塔C的塔顶温度为25.4℃、压力为1.66MPaA；脱丁醛塔C的塔釜温度为164.1℃、压力为1.69MPaA。(2)脱丁醛塔的塔釜液相作为回收的丁醛流2从精馏机构第二出口T6排出。(3)脱丁醛塔塔顶气相进入第一换热器的入口f1，从第一换热器的出口f2排出，温度从25.4℃降低-15℃，此时物流温度低于其露点温度40.4℃，压力仍为1.66MPaA。来自深冷机构T10出口液体进入第一换热器e1入口，从第一换热器e2出口排出，温度从-21.8℃升高至15℃。作为外部冷源的-20℃的液态丙烯进入第一换热器g1入口，从第一换热器的g2出口排出，温度不变，气化率从0上升至0.94。(4)-15℃的气液混合物进入第一气液分离器E，气相从精馏机构第一出口T5排出，液相进入丙烯丙烷回收塔进料板，丙烯丙烷回收塔F的塔顶温度和压力分别29.9℃和1.62MPaA、塔釜的温度和压力分别为45.5℃和1.65MPaA。(4)丙烯丙烷回收塔塔顶气相从精馏机构第一出口T5排出，塔釜液相从精馏机构第三出口T7排出。

深冷分离步骤，进一步回收尾气中的丙烯丙烷，并将剩余尾气回收再利用，其具体操作步骤如下：(1)将来自精馏机构第一出口T5的尾气加热至0℃后，送入深冷机构的入口T8，并进入第二换热器的第一入口b1，换热后的气液混合物从第二换热器的第一出口b2排出，此时温度为-55℃，压力为1.6MPaA，并进入第二气液分离器I。(2)第二气液分离器的气相进入第二换热器的第三入口d1，复热后温度上升至-20℃，压力降至1.58MPaA，从第二换热器的第二出口c2排出。经过透平膨胀机J绝热膨胀至温度-65.7℃、压力0.5MPaA，此时膨胀机膨胀比3.16，然后从第二换热器的第四入口d1进入第二换热器，经复热后温度上升至-5℃、压力降至0.48MPaA，从第二换热器的第三出口d2排出，尾气作为燃料气从深冷机构的出口T11排出送至火炬。(3)第二气液分离器的液相经过节流阀H等焓膨胀至-59.4℃、压力0.3MPaA，此时节流阀膨胀比5.33，然后从第二换热器的第二入口a1进入第二换热器，经复热后温度上升至-21.6℃，压力降至0.28MPaA，再从第二换热器的第四出口排出a2排出后进入二级气液平衡器K。(4)第三气液分离器的气相返回至压缩机构的入口T1重新进入压缩机构循环利用，第三气液分离器的液相从精馏机构的第二入口T4进入第一换热器的e1入口，从第一换热器的e2出口排出，温度从-21.8℃上升至15℃，并进入丙烯丙烷回收塔F的进料板循环利用。

从本发明所提供的实施例可见，本发明的方法能够在较低能耗下获得高回收率的丁醛以及丙烯丙烷混合物，其中丁醛的回收率大于99％，丙烯丙烷混合物的回收率达到95％以上。此外，本发明的方法还具有能量利用率高、投资成本低、易于操作等优点。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (9)

1.一种丁辛醇尾气回收装置，包括：

压缩机构，其用于接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；

精馏机构，其用于接收来自所述压缩机构的输出流，并分别输出回收的丁醛流、回收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾气流；

所述精馏机构包括：至少一个脱丁醛塔，其用于接收来自所述压缩机构的输出流，并在其塔底输出回收的丁醛流而塔顶输出第一料流；至少一个第一换热器，其与脱丁醛塔的塔顶相连，用于冷却第一料流，并输出温度低于第一料流的露点温度的含有气液混合物的第二料流；至少一个第一气液分离器，其与第一换热器相连，用于接收第二料流以进行气液分离，并在液相出口输出第三料流而在气相出口输出第四料流；至少一个丙烯丙烷回收塔，其与第一气液分离器的液相出口相连，用于接收第三料流以进行丙烯丙烷的回收，并在塔底输出回收的丙烯丙烷混合流而塔顶输出第五料流；

深冷机构，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并进一步回收其中的丙烯丙烷；

所述深冷机构包括：至少一个第二换热器，其与丙烯丙烷回收塔的塔顶及第一气液分离器的气相出口相连，用于接收并冷却来自所述精馏机构的第四料流和第五料流，输出含有气液混合物的第六料流；至少一个第二气液分离器，其与第二换热器相连，用于接收第六料流以进行气液分离，并在液相出口输出第七料流而在气相出口输出第八料流；

所述第七料流经一个节流阀返回第二换热器进行换热后得到输出的第九料流，从而为第二换热器提供冷量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述节流阀的膨胀比为4.0～8.0。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一换热器为管式换热器或板式换热器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第八料流返回第二换热器进行一次换热，然后经过至少一个透平膨胀机的处理后再次返回第二换热器进行二次换热，最后得到输出的第十料流，从而为第二换热器提供冷量；其中所述透平膨胀机的膨胀比为2.2～5.0。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第九料流返回丙烯丙烷回收塔以进一步回收其中的丙烯丙烷。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述深冷机构还包括至少一个第三气液分离器，其用于接收第九料流以进行气液分离，并在液相出口输出第十一料流而气相出口输出第十二料流。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第十一料流被送入第一换热器进行换热，从而将深冷机构的部分冷量作为第一换热器的冷源，并将换热后的料流返回丙烯丙烷回收塔以进一步回收其中的丙烯丙烷；所述第十二料流返回压缩机构进行循环处理。

8.一种利用权利要求1～7中任意一项所述装置回收丁辛醇尾气的方法，其包括如下步骤：

压缩步骤，接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；

精馏步骤，回收尾气中的丁醛以及丙烯丙烷混合物；

深冷分离步骤，进一步回收尾气中的丙烯丙烷，并将剩余尾气回收再利用。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述压缩机构的输出流中丙烯和丙烷的分压之和为0.5～2MPaA。