CN105693467B - 一种季戊四醇节能生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于季戊四醇生产技术领域，具体公开了一种季戊四醇节能生产方法。该季戊四醇节能生产方法运用能量梯级利用的理念，将脱醛塔塔顶得到的含醇醛的二次蒸汽函热量，梯级利用到脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔，实现了利用脱醛塔塔顶得到的二次蒸汽为脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔加热的目的，使能源得到综合利用；回收利用余热升温待加热的物料，在进缩合液预脱醛塔之前增设了脱醇塔气相换热器、稀甲醛换热器和含醇稀甲醛换热器，通过改进可以将缩合液预脱醛塔的入料温度由60℃提高到90℃。本发明提供的季戊四醇节能生产方法，按照能量品位高低，通过串联使用，实现了一能多用，使能源得到综合利用，最终实现了季戊四醇的节能生产。

Description

一种季戊四醇节能生产方法

技术领域

本发明涉及季戊四醇生产技术领域，具体涉及一种季戊四醇节能生产方法。

背景技术

季戊四醇简称PE，是重要的化工原料之一，可用于制醇酸树脂、印刷用油墨，还可制取炸药、高温润滑剂、增塑剂、表面活性剂及氯化聚醚高级工程塑料等。

目前季戊四醇工业生产主要是用甲醛、乙醛在碱金属或碱土金属的氢氧化物作用下，催化缩合及康尼扎罗反应生成季戊四醇和甲酸盐。反应过程的反应方程式依次如下：

在以上主反应发生的同时，也会有副反应的发生，副反应既消耗了原料，使季戊四醇的收率和消耗增加，也会使季戊四醇的产品质量下降，因此，在缩合制得季戊四醇产品后，还需要对产品进行精制提纯，以得到高纯度的季戊四醇。

对季戊四醇具体的生产过程作一简单介绍。反应物甲醛、乙醛分别由甲醇、乙醇制得，季戊四醇整套生产系统包括甲醛生产装置、乙醛生产装置、甲醇装置、燃煤锅炉、甲醛废热锅炉、尾汽锅炉、循环冷却水凉水塔等，甲醛生产装置、乙醛生产装置均与缩合反应釜连接，生成的甲醛、乙醛进入缩合反应釜中反应生成季戊四醇缩合液，季戊四醇缩合液中除PE外，还含有甲醛、水分以及甲酸钠等，需要精制，首先要除掉未反应的甲醛，因此得到的季戊四醇缩合液经缩合液预脱醛塔，之后进入脱醛塔，在脱醛塔中得到的含有甲醇的稀甲醛蒸气，进脱醇塔分离，脱醇塔塔底得到的稀甲醛溶液回到原料中参加缩合反应，脱醇塔塔顶回收的浓甲醇再反应生成甲醛作为缩合反应的原料。脱醛塔塔底得到的含甲酸钠的季戊四醇溶液，再经过蒸发器蒸发脱水、降温结晶、离心过滤分离、干燥等工序，得到产品季戊四醇和副产品甲酸钠。

在季戊四醇的生产过程中，需要很多的热量，同时也会产生二次蒸汽等蒸汽热量，如何合理利用产生的蒸汽热量，使蒸汽热量得到充分利用，减少蒸汽热量的损失，以达到节能的目的，是目前季戊四醇生产中需要解决的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种季戊四醇节能生产方法，按照能量品位高低，通过串联使用，实现了一能多用，使能源得到综合利用，最终实现季戊四醇的节能生产。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种季戊四醇节能生产方法，包括以下步骤：

在缩合反应釜中反应生成的季戊四醇缩合液送入缩合液槽，然后经微孔过滤器过滤，并通过预热板冷预热，然后依次经脱醇塔气相换热器、稀甲醛换热器和含醇稀甲醛换热器加热，之后进入缩合液预脱醛塔进行预脱醛，之后进入脱醛塔进行脱醛，脱醛塔的塔底液为含甲酸钠的季戊四醇溶液，所述脱醛塔的塔底液再经过蒸发器蒸发除去其中的水分，之后进入结晶罐降温结晶；

脱醛塔塔顶得到的为含有甲醇的稀甲醛蒸气，即脱醛塔塔顶二次蒸汽，所述脱醛塔塔顶二次蒸汽分别送入脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔、预热板冷，用于脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔、预热板冷的加热，经脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔、预热板冷分别冷凝后得到的脱醛塔塔顶二次蒸汽冷凝液全部进入含醇稀甲醛槽进行收集；

所述含醇稀甲醛槽中的含醇稀甲醛送入含醇稀甲醛换热器与所述季戊四醇缩合液热交换，之后进入脱醇塔进行醇醛分离，在脱醇塔塔底得到稀甲醛溶液，在脱醇塔塔顶回收得到浓甲醇，脱醇塔的塔顶液送入脱醇塔气相换热器与所述季戊四醇缩合液热交换，之后送入甲醇装置，脱醇塔的塔底液送入稀甲醛换热器与所述季戊四醇缩合液进行热交换，冷凝得到的稀甲醛进入稀甲醛槽供缩合用。

优选的，所述脱醇塔为压力容器，脱醇塔的工作压力为0.3MPa。

优选的，所述脱醛塔底部液相温度为125～135℃，脱醛塔塔顶部气相温度为120～130℃。

优选的，所述脱醛塔的再沸器的蒸汽冷凝液送入闪蒸罐进行闪蒸得到闪蒸汽，所述闪蒸汽送入脱醇塔再沸器，用于脱醇塔加热。

优选的，所述蒸发器包括依次串设的第一蒸发器和第二蒸发器，所述脱醛塔塔顶二次蒸汽送入第二蒸发器，用于加热第二蒸发器，经第二蒸发器冷凝后得到的脱醛塔塔顶二次蒸汽冷凝液进入含醇稀甲醛槽进行收集。

优选的，第一蒸发器和第二蒸发器蒸发出来的水分分别通过第一蒸发器的汽相冷凝液出口和第二蒸发器的汽相冷凝液出口进入液封槽，之后排入排污总管。

可选的，所述季戊四醇节能生产方法还包括步骤：甲醛生产装置、乙醛生产装置、甲醇装置的蒸汽冷凝液全部收集入蒸汽冷凝液储罐，用于甲醛废热锅炉、尾汽锅炉的补充水来生产蒸汽。

可选的，所述季戊四醇节能生产方法还包括步骤：燃煤锅炉采用热电联产模式。

优选的，所述燃煤锅炉采用流化床工艺。

可选的，所述季戊四醇节能生产方法还包括步骤：循环冷却水凉水塔均采用喷雾式凉水塔。

本发明提供的季戊四醇节能生产方法，采用先进的蒸汽热量回收，能量梯级利用的节能方法，对现有的季戊四醇的生产工艺做出如下改进：

1、运用能量梯级利用的理念，将脱醛塔塔顶得到的含醇醛的二次蒸汽函热量，梯级利用到脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔、预热板冷，具体的技术方案为：脱醛塔塔顶二次蒸汽出口通过二次蒸汽输送管道分别与脱醇塔再沸器的蒸汽入口、蒸发器的蒸汽入口、缩合液预脱醛塔的蒸汽入口、预热板冷的蒸汽入口连接，脱醇塔再沸器二次蒸汽冷凝液出口、蒸发器二次蒸汽冷凝液出口、缩合液预脱醛塔二次蒸汽冷凝液出口、预热板冷二次蒸汽冷凝液出口均与含醇稀甲醛槽连接；

经过研究发现，脱醛塔塔底温度可以在120～135℃之间调节，能够满足脱醛塔底部对残醛的指标需要，对应的塔顶压力是0.12～0.2MPa(表压)，塔顶温度是110～130℃；脱醇塔底部液相温度是98～105℃，工作压力是微正压，蒸发器的工作液相温度是95～110℃，工作压力是微负压，缩合液预脱醛塔底部液相为100～110℃，工作压力是微正压；即脱醛塔顶气相和脱醇塔底部液相、蒸发器工作的液相、缩合液预脱醛塔底部液相均有30℃左右的温度差，因此可以采用间接换热的方式作为后者的热源；经过工程设计，将脱醇塔设计成工作压力为0.3MPa的压力容器，同时将其配套的脱醇塔再沸器也设计成压力容器，将脱醛塔的运行工况更改为底部液相温度125～135℃，塔顶部气相温度120～130℃，方便的实现了利用脱醛塔塔顶得到的含醇醛的二次蒸汽为脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔加热的目的，使能源得到综合利用；

进一步的，还可以将脱醇塔再沸器、蒸发器、缩合液预脱醛塔加热器重新设计，增大换热面积，使热交换更充分；考虑到脱醛塔气相由6.3％甲醛、0.6％甲醇的水蒸气组成，有一定的腐蚀性，需要将脱醇塔再沸器、蒸发器、缩合液预脱醛塔加热器材质由普通不锈钢提高到低碳奥氏体不锈钢；

以年产3万吨季戊四醇装置为例，脱醛塔进料42t/h，脱醛率50～55％，产生由6.3％甲醛、0.6％甲醇的水蒸气42×0.55＝23.1t/h，脱醛塔塔顶产生的二次蒸汽已经全部回收利用，节约蒸汽23.1t/h。

2、回收利用余热升温加热待加热的物料；

经过研究发现，进入缩合液预脱醛塔的缩合液物料只有60℃，而缩合液预脱醛塔的工作温度为100～110℃，脱醇塔的气相温度70～90℃，两者之间存在的温度差完全可以利用，同时脱醇塔的气相以甲醇气体为主，冷凝放热量大，经济上合算；根据这一思路在进缩合液预脱醛塔之前的缩合液输送管道上增设了脱醇塔气相换热器、稀甲醛换热器和含醇稀甲醛换热器，具体的技术方案为：在预热板冷和缩合液预脱醛塔之间还依次串设有脱醇塔气相换热器、稀甲醛换热器和含醇稀甲醛换热器，所述脱醇塔气相换热器与所述预热板冷相邻设置，所述含醇稀甲醛换热器与所述缩合液预脱醛塔相邻设置，所述脱醇塔的塔顶液出口通过管道与脱醇塔气相换热器连接，所述脱醇塔的塔底液出口与所述稀甲醛换热器连接，所述含醇稀甲醛槽与所述含醇稀甲醛换热器连接，含醇稀甲醛换热器通过管道与脱醇塔的物料进口连接；通过以上改进可以将缩合液预脱醛塔的入料温度由60℃提高到90℃，同样以年产3万吨季戊四醇装置为例，脱醛塔进料42t/h，可节约蒸汽42×(90-60)×4.2÷2200＝2.4t/h。

本发明提供的季戊四醇节能生产方法，优化了现有的季戊四醇生产工艺过程，按能量品位高低，通过串联使用，实现了一能多用，使能源得到综合利用，最终实现了季戊四醇的节能生产。

附图说明

图1是本发明提供的一种季戊四醇节能生产系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，脱醛塔与脱醇塔均配套有再沸器，即脱醛塔配套有脱醛塔再沸器，脱醇塔配套有脱醇塔再沸器，脱醛塔再沸器和脱醇塔再沸器分别用于为脱醛塔和脱醇塔提供蒸汽，用于脱醛塔和脱醇塔的加热。

在本发明的描述中，还需要说明的是，所述的预热板冷即缩合液板式换热器。

实施例

见图1所示，本实施例提供的一种季戊四醇节能生产方法，其采用的生产系统具体结构为：包括缩合反应釜1，缩合反应釜1之后依次串设有缩合液槽2、微孔过滤器3、预热板冷4、缩合液预脱醛塔8，缩合液预脱醛塔8之后设置有脱醛塔13，脱醛塔13通过管道与脱醇塔9连接，脱醛塔13之后设置有蒸发器18，蒸发器18之后设置有结晶罐16，脱醛塔13塔顶二次蒸汽出口通过二次蒸汽输送管道分别与脱醇塔再沸器10的蒸汽入口、蒸发器18的蒸汽入口、缩合液预脱醛塔8的蒸汽入口、预热板冷4的蒸汽入口连接，脱醇塔再沸器10二次蒸汽冷凝液出口、蒸发器18二次蒸汽冷凝液出口、缩合液预脱醛塔8二次蒸汽冷凝液出口、预热板冷4二次蒸汽冷凝液出口均与含醇稀甲醛槽17连接；在预热板冷4和缩合液预脱醛塔8之间还依次串设有脱醇塔气相换热器5、稀甲醛换热器6和含醇稀甲醛换热器7，脱醇塔气相换热器5与预热板冷4相邻设置，含醇稀甲醛换热器7与缩合液预脱醛塔8相邻设置，脱醇塔9的塔顶液出口通过管道与脱醇塔气相换热器5连接，脱醇塔9的塔底液出口与稀甲醛换热器6连接，含醇稀甲醛槽17与含醇稀甲醛换热器7连接，含醇稀甲醛换热器7通过管道与脱醇塔9的物料进口连接。

其中，脱醇塔9为压力容器，脱醇塔9的工作压力为0.3MPa；脱醇塔再沸器10为压力容器。

脱醛塔13底部液相温度为125～135℃，脱醛塔13塔顶部气相温度为120～130℃。

脱醛塔再沸器12的蒸汽冷凝液出口与闪蒸罐11连接，闪蒸罐11的闪蒸汽出口与脱醇塔再沸器10连接。

采用合适手段，可以将高温冷凝水闪蒸成低压饱和蒸汽，回用到其他工段利用。季戊四醇采用0.8MPa、180-200℃的微过热蒸汽作为热源，其蒸汽冷凝水的温度可达180℃以上，该热水在0.25MPa下可以闪蒸成释放出热水质量8.3％的低压蒸汽，同样以年产3万吨季戊四醇装置为例，脱醛塔进料42t/h，即每小时可以释放出25×8.3％＝2.075t/h的低压蒸汽，完全可以满足其他工序的保温低负荷加热使用。因此可以把季戊四醇生产产生的高温冷凝水全部回收到一个冷凝水闪蒸罐，闪蒸出低压蒸汽供其他工序的保温低负荷加热使用。

蒸发器18包括依次串设的第一蒸发器14和第二蒸发器15，脱醛塔13塔顶二次蒸汽出口通过二次蒸汽输送管道与第二蒸发器15的蒸汽入口连接，第二蒸发器15二次蒸汽冷凝液出口与含醇稀甲醛槽17连接。脱醛塔13塔顶二次蒸汽送入第二蒸发器15，用于加热第二蒸发器15，经第二蒸发器15冷凝后得到的脱醛塔塔顶二次蒸汽冷凝液进入含醇稀甲醛槽17进行收集。

第一蒸发器14的汽相冷凝液出口和第二蒸发器15的汽相冷凝液出口通过液封槽与排污总管连接。

本实施例提供的季戊四醇节能生产方法的具体步骤为：甲醛、乙醛在缩合反应釜1中反应生成季戊四醇缩合液，季戊四醇缩合液中除PE外，还含有甲醛、水分以及甲酸钠等，需要精制，首先要除掉未反应的甲醛，季戊四醇缩合液从缩合反应釜1出来后进入缩合液槽2，缩合液槽2中的缩合液经泵通过微孔过滤器3过滤，并通过预热板冷4预热，然后再依次经脱醇塔气相换热器5、稀甲醛换热器6和含醇稀甲醛换热器7加热，之后进入缩合液预脱醛塔8预脱醛，之后进入脱醛塔13进行脱醛，脱醛塔13的塔底液为含甲酸钠的季戊四醇溶液，塔底液再依次经过第一蒸发器14和第二蒸发器15蒸发除去其中的水分，之后进入结晶罐16降温结晶，降到一定温度后结晶液通过离心机离心，滤饼经过洗涤掉表面附着的少量甲酸钠后干燥包装即得季戊四醇产品，洗涤液回到热溶岗位，离心出的母液即是一次母液，通过沉降过滤，滤液回到循环岗位，滤饼去双季岗位，第一蒸发器14和第二蒸发器15蒸发出来的水分分别通过第一蒸发器14的汽相冷凝液出口和第二蒸发器15的汽相冷凝液出口进入液封槽，之后排入排污总管；脱醛塔13塔顶得到的为含有甲醇的稀甲醛蒸气，即脱醛塔13塔顶二次蒸汽，脱醛塔13塔顶二次蒸汽出口通过二次蒸汽输送管道分别与脱醇塔再沸器10的蒸汽入口、蒸发器18的蒸汽入口、缩合液预脱醛塔8的蒸汽入口、预热板冷4的蒸汽入口连接，即脱醛塔13塔顶的二次蒸汽一部分用于脱醇塔9的加热，一部分用于蒸发器18加热，一部分用于缩合液预脱醛塔8加热，还有一部分用于预热板冷4的加热，充分利用脱醛塔13顶部二次蒸汽，降低蒸汽消耗，脱醇塔再沸器10二次蒸汽冷凝液出口、蒸发器18二次蒸汽冷凝液出口、缩合液预脱醛塔8二次蒸汽冷凝液出口、预热板冷4二次蒸汽冷凝液出口均与含醇稀甲醛槽17连接，脱醛塔13塔顶出来的所有二次蒸汽冷凝后进入含醇稀甲醛槽17进行收集；含醇稀甲醛槽17中的含醇稀甲醛需要进脱醇塔9进行醇醛分离，在进脱醇塔9前，先进入含醇稀甲醛换热器7进行热交换，利用其含热量加热季戊四醇缩合液，然后再通过脱醇塔9的物料进口进入脱醇塔9，在脱醇塔9塔底得到稀甲醛溶液，在脱醇塔9塔顶回收得到浓甲醇，脱醇塔9的塔顶液出口通过管道与脱醇塔气相换热器5连接，脱醇塔9的塔顶液以甲醇气体为主，冷凝放热量大，进入脱醇塔气相换热器5与季戊四醇缩合液进行热交换，之后送入甲醇装置，脱醇塔9的塔底液出口与稀甲醛换热器6连接，脱醇塔9塔底得到的稀甲醛溶液进入稀甲醛换热器6与季戊四醇缩合液进行热交换，冷凝得到的稀甲醛进入稀甲醛槽供缩合用。脱醛塔再沸器12的蒸汽冷凝液出口与闪蒸罐11连接，闪蒸罐11的闪蒸汽出口与脱醇塔再沸器10连接。脱醛塔再沸器12的蒸汽冷凝液到闪蒸罐11中进行闪蒸得到闪蒸汽，闪蒸汽送入脱醇塔再沸器10，用于脱醇塔9加热，产生的热水用于给清液预热，一方面利用较低温度热量，同时降低蒸汽消耗。

采用本实施例提供的季戊四醇节能生产方法，以年产3万吨季戊四醇装置为例，脱醛塔进料42t/h，可以节约蒸汽23.1+2.4+2.075＝27.575t/h，全年生产按8000小时计算，合计22.06万吨/年，折合标煤22.06×0.095＝2.0957万吨/年。

可选的，季戊四醇节能生产方法还包括步骤：甲醛生产装置、乙醛生产装置、甲醇装置的蒸汽冷凝液全部收集入蒸汽冷凝液储罐，用于甲醛废热锅炉、尾汽锅炉的补充水来生产蒸汽。甲醛生产装置、乙醛生产装置、甲醇装置的蒸汽冷凝液全部回收，作为甲醛废热锅炉和尾汽锅炉的补充水来生产蒸汽，形成闭路循环，节约热量。

季戊四醇节能生产方法还包括步骤：燃煤锅炉采用热电联产模式。燃煤锅炉产生的中压蒸汽通过热电联产发电，充分利用有压蒸汽潜能，从而使各项能耗显著降低。

燃煤锅炉采用流化床工艺。有效降低了锅炉渣的残碳量。

季戊四醇节能生产方法还包括步骤：循环冷却水凉水塔均采用喷雾式凉水塔，取消填料，可有效降低阻力，节约电力能源。

Claims (8)

1.一种季戊四醇节能生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

在缩合反应釜中反应生成的季戊四醇缩合液送入缩合液槽，然后经微孔过滤器过滤，并通过预热板冷预热，然后依次经脱醇塔气相换热器、稀甲醛换热器和含醇稀甲醛换热器加热，之后进入缩合液预脱醛塔进行预脱醛，之后进入脱醛塔进行脱醛，脱醛塔的塔底液为含甲酸钠的季戊四醇溶液，所述脱醛塔的塔底液再经过蒸发器蒸发除去其中的水分，之后进入结晶罐降温结晶；

脱醛塔塔顶得到的为含有甲醇的稀甲醛蒸气，即脱醛塔塔顶二次蒸汽，所述脱醛塔塔顶二次蒸汽分别送入脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔、预热板冷，用于脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔、预热板冷的加热，经脱醇塔、蒸发器、缩合液预脱醛塔、预热板冷分别冷凝后得到的脱醛塔塔顶二次蒸汽冷凝液全部进入含醇稀甲醛槽进行收集；

所述含醇稀甲醛槽中的含醇稀甲醛送入含醇稀甲醛换热器与所述季戊四醇缩合液热交换，之后进入脱醇塔进行醇醛分离，在脱醇塔塔底得到稀甲醛溶液，在脱醇塔塔顶回收得到浓甲醇，脱醇塔的塔顶液送入脱醇塔气相换热器与所述季戊四醇缩合液热交换，之后送入甲醇装置，脱醇塔的塔底液送入稀甲醛换热器与所述季戊四醇缩合液进行热交换，冷凝得到的稀甲醛进入稀甲醛槽供缩合用；

所述脱醇塔为压力容器，脱醇塔的工作压力为0.3MPa；

所述脱醛塔底部液相温度为125～135℃，脱醛塔塔顶部气相温度为120～130℃。

2.根据权利要求1所述的季戊四醇节能生产方法，其特征在于，所述脱醛塔的再沸器的蒸汽冷凝液送入闪蒸罐进行闪蒸得到闪蒸汽，所述闪蒸汽送入脱醇塔再沸器，用于脱醇塔加热。

3.根据权利要求2所述的季戊四醇节能生产方法，其特征在于，所述蒸发器包括依次串设的第一蒸发器和第二蒸发器，所述脱醛塔塔顶二次蒸汽送入第二蒸发器，用于加热第二蒸发器，经第二蒸发器冷凝后得到的脱醛塔塔顶二次蒸汽冷凝液进入含醇稀甲醛槽进行收集。

4.根据权利要求3所述的季戊四醇节能生产方法，其特征在于，第一蒸发器和第二蒸发器蒸发出来的水分分别通过第一蒸发器的汽相冷凝液出口和第二蒸发器的汽相冷凝液出口进入液封槽，之后排入排污总管。

5.根据权利要求4所述的季戊四醇节能生产方法，其特征在于，所述季戊四醇节能生产方法还包括步骤：甲醛生产装置、乙醛生产装置、甲醇装置的蒸汽冷凝液全部收集入蒸汽冷凝液储罐，用于甲醛废热锅炉、尾汽锅炉的补充水来生产蒸汽。

6.根据权利要求5所述的季戊四醇节能生产方法，其特征在于，所述季戊四醇节能生产方法还包括步骤：燃煤锅炉采用热电联产模式。

7.根据权利要求6所述的季戊四醇节能生产方法，其特征在于，所述燃煤锅炉采用流化床工艺。

8.根据权利要求7所述的季戊四醇节能生产方法，其特征在于，所述季戊四醇节能生产方法还包括步骤：循环冷却水凉水塔均采用喷雾式凉水塔。