CN106746118A - 一种利用废水热能回收醇酮的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用废水热能回收酮醇的系统及方法，萃取塔的塔顶入口与含有酮醇的工艺冷凝水的进水管道连通，萃取塔的塔顶出口与所述烷蒸馏塔的中部入口连通，烷蒸馏塔的物料出口与所述萃取塔的塔釜入口连通；废水汽提塔的塔顶出口与所述废水冷凝器的热介质入口连通，废水冷凝器的热介质出口与醇酮收集装置连通，废水汽提塔的塔釜出口与所述废水换热器的热介质入口连通，废水换热器的热介质出口与所述废水冷却器的热介质入口连通，废水换热器的冷介质入口与所述萃取塔的塔釜出口连通，废水换热器的冷介质出口与所述废水汽提塔的塔顶入口连通；所述废水冷却器的热介质出口与废水输送管道连通。

Description

一种利用废水热能回收醇酮的系统及方法

技术领域

本发明属于环己酮精制技术领域，具体涉及一种利用废水热能回收醇酮的系统及方法。

技术背景

环己酮精制过程中产生的工艺冷凝液中含有醇酮等有机物，醇酮回收单元是利用萃取剂环己烷萃取回收精制单元水封槽里面的醇酮等有机物，环己烷循环利用，而萃取之后的含有少量醇酮有机物的工艺冷凝液经过废水汽提塔汽提后，有机物回收至系统，合格的高温度废水经冷却至合格温度后送出装置进行无害化处理。

但是现有的醇酮回收单元难以对工艺冷凝液中的醇酮等有机物进行较为彻底地回收，废水汽提塔塔釜中排放的废水中还是含有醇酮等有机物，提高了废水处理的成本，且造成了醇酮等资源的浪费。同时，废水汽提塔塔釜排放的废水温度较高，需要冷却至50～55℃，才能排往污水处理系统，废水的冷却热需要大量冷却循环水完成，也造成了能源的浪费。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种利用废水热能回收酮醇的系统及方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种利用废水热能回收酮醇的系统，包括萃取塔、废水换热器、废水冷却器、废水冷凝器、废水汽提塔和烷蒸馏塔，

其中，萃取塔的塔顶入口与含有酮醇的工艺冷凝水的进水管道连通，萃取塔的塔顶出口与所述烷蒸馏塔的中部入口连通，烷蒸馏塔的物料出口与所述萃取塔的塔釜入口连通；

废水汽提塔的塔顶出口与所述废水冷凝器的热介质入口连通，废水冷凝器的热介质出口与醇酮收集装置连通，废水汽提塔的塔釜出口与所述废水换热器的热介质入口连通，废水换热器的热介质出口与所述废水冷却器的热介质入口连通，废水换热器的冷介质入口与所述萃取塔的塔釜出口连通，废水换热器的冷介质出口与所述废水汽提塔的塔顶入口连通；

所述废水冷却器的热介质出口与废水输送管道连通。

在萃取塔中，环己烷对工艺冷凝水中的醇酮进行萃取，得到的气相为环己烷与醇酮等有机物的混合物，该混合物进入烷蒸馏塔中进行蒸馏，将分离得到的环己烷循环利用，将其中的醇酮等有机物进行收集。

萃取塔的塔釜出料是含有少量醇酮的废水，该部分废水进入废水汽提塔中进行汽提。由于萃取塔塔釜的温度为37℃左右，而废水汽提塔的塔顶温度为102℃左右，进料废水与废水汽提塔塔顶的温差较大。汽提过程是将废水加热至一定温度，进而使废水中的醇酮等有机物挥发，达到汽提回收的目的。而当两者的温差较大时，在汽提塔中需要经过较长时间的加热才能将废水加热到设定的温度，而在该过程中，废水已经快落至废水汽提塔的塔釜，降低了有效的汽提时间，导致废水汽提塔中排出的废水中依旧会含有少量的醇酮等有机物。

而废水汽提塔的塔釜处温度为102～106℃，而塔釜排出的废水需要冷却至50～55℃，才能输送至废水处理系统，所以需要利用大量的循环冷凝水对高温度废水进行冷却，浪费了能量。

所述废水换热器将废水汽提塔塔釜流出的废水对萃取塔塔釜流出的含有少量醇酮的废水进行换热，提高废水汽提塔废水进料的温度，进而增加了参与汽提的有效时间，大大降低了废水汽提塔出料废水中的醇酮含量。同时降低了废水汽提塔塔釜的出料废水的温度，节约了冷却循环水的用量，并降低了醇酮等有机物的浪费，降低了废水处理的成本。

优选的，所述利用废水热能回收酮醇的系统，还包括预热器，所述废水汽提塔的塔顶出口与所述预热器的热介质通道入口连通，预热器的热介质通道出口与所述废水冷凝器的热介质通道入口连通；预热器的冷介质入口与所述萃取塔的塔顶出口连通，预热器的冷介质出口与所述烷蒸馏塔的入口连通。

由于废水汽提塔的塔顶温度为102℃左右，温度较高，需要对塔顶出料(水蒸汽与酮醇等有机物的混合物)进行降温后分离，才能对酮醇等有机物进行回收。但是塔顶出料的温度较高，要对其冷却到设定温度需要的冷却循环水的量较大，有较大的能量损失。

萃取塔塔顶出料的温度为38℃左右，而烷蒸馏塔的中温度为60℃，烷蒸馏塔的进料与烷蒸馏塔内部的温差较大，需要消耗较长时间将进料加热至设定温度，进而降低了蒸馏的有效时间，降低了环己烷的蒸馏效率。而且，烷蒸馏塔中的热量需要蒸汽通过烷蒸馏塔再沸器供给，提高了蒸汽的使用量，增大了能量的消耗，造成了能量的浪费。

废水汽提塔的塔顶出料通过预热器对萃取塔的塔顶出料进行加热，提高了烷蒸馏塔的进料温度，提高了蒸馏效率，同时降低了能量的消耗。并对废水汽提塔的塔顶出料温度进行冷却，降低了循环冷却水的使用量，降低了能耗。

优选的，所述预热器与烷蒸馏塔之间设置有分离器，分离器与预热器的冷介质出口连通。

分离器对预热器加热后的萃取塔塔顶出料进行气热分离，分离后得到的气相和液相分别通入烷蒸馏塔中，可以减轻烷蒸馏塔的负荷，减少再沸器蒸汽的供给，降低塔精馏段的高度，并且有利于提高塔顶物料的纯度，使进料温度略高于烷蒸馏塔中的温度，充分利用了进料的潜热(指单位质量的物质在等温等压情况下，从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量)和显热(指当此热量加入或移去后，会导致物质温度的变化，而不发生相变，物质的摩尔量、摩尔热容和温差三者的乘积为显热)，减少了烷蒸馏塔中蒸汽的供给，降低了能耗。

优选的，所述废水冷凝器的热介质通道出口与汽提分离器连通。

汽提分离器可以将油水分离，可以将分离后的水相重新进行萃取、汽提，回收其中的酮醇等有机物，分离后的酮醇等有机物则可以回收，进行其他方面的利用，防止了能源的浪费以及对环境的污染。

优选的，所述利用废水热能回收酮醇的系统还包括水封槽，水封槽分别与所述萃取塔、汽提分离器和工艺冷凝水的进水管道连通。

水封槽收集进水管道来的工艺冷凝水和汽提分离器分离后的水相，将这部分水打入萃取塔中进行进一步的萃取。

优选的，所述烷蒸馏塔的下端设置有烷蒸馏再沸器。

烷蒸馏再沸器可以对烷蒸馏塔中的液相进行加热、蒸馏，保证了烷蒸馏的正常进行。

优选的，所述废水汽提塔的下端设置有废水汽提塔再沸器。

一种利用废水热能回收酮醇的方法，包括如下步骤：

环己酮生产过程中产生的含有酮醇有机物的工艺冷凝水经过萃取后，液相进行汽提，汽提后的液相对萃取后的液相进行加热，使进入汽提工序的液相温度升高，使通往废水处理工序的液相温度降低。

优选的，上述方法还包括如下步骤：汽提工序排出的气相对萃取工序排出的气相进行加热的步骤。

优选的，上述方法还包括对萃取工序加热得到的气液混合物进行分离的步骤。

本发明的有益效果为：

废水汽提塔塔顶的工作温度为102℃，塔顶冷凝器前增加烷蒸馏塔进料预热器后，废水汽提塔塔顶排出气相冷却过程为两级换热，同时对萃取塔塔顶的排出物料进行了加热，提高了烷蒸馏器的进料温度，充分利用了系统内的能量，节省了外加能源的利用。

有效回收废水汽提塔塔釜介质冷却过程这部分热量。废水汽提塔塔釜温度控制在102～106℃，废水汽提塔塔釜废水经废水泵送至废水冷却器5冷却至50～55℃，排往界区外。废水冷却器前设置有废水换热器，调整负荷加大。萃取塔塔釜38℃含有少量醇酮烷的工艺水经萃取塔釜泵送到废水汽提塔塔顶，同时废水换热器可以将管程的工艺水与废水汽提塔塔釜的废水进行换热，提高了废水汽提塔的进料温度，缩小了进料与废水汽提塔塔顶温差，节约了对废水汽提塔对含油废水进行加热和对合格废水进行冷却的能源，并且对于装置负荷的调整提供了保障。

附图说明

图1为本发明的系统流程图。

其中，1、水封槽，2、水封槽泵，3、萃取塔，4、萃取塔釜泵，5、废水冷却器，6、废水汽提塔，7、废水泵，8、废水冷凝器，9、烷蒸馏塔，10、废水汽提塔再沸器，11、汽提分离器，12、烷蒸馏再沸器，13、废水换热器，14、烷蒸馏塔进料预热器，15、烷蒸馏塔进料预热器分离器。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的方案作进一步说明。

如图1所示，一种利用废水热能回收酮醇的系统，萃取塔3的塔顶入口与含有酮醇的工艺冷凝水的进水管道连通，废水汽提塔6的塔顶出口与烷蒸馏塔进料预热器14的热介质通道入口连通，烷蒸馏塔进料预热器14的热介质通道出口与废水冷凝器8的热介质通道入口连通；烷蒸馏塔进料预热器14的冷介质入口与萃取塔3的塔顶出口连通，烷蒸馏塔进料预热器14的冷介质出口与烷蒸馏塔进料预热器分离器15的进口连通，烷蒸馏塔进料预热器分离器15的气相和液相出口分别与烷蒸馏塔9的入口连通。

废水汽提塔6的塔顶出口与所述废水冷凝器8的热介质入口连通，废水冷凝器8的热介质出口与醇酮收集装置连通，废水汽提塔6的塔釜出口与废水换热器13的热介质入口连通，废水换热器13的热介质出口与废水冷却器5的热介质入口连通，废水换热器5的冷介质入口与萃取塔3的塔釜出口连通，废水换热器13的冷介质出口与废水汽提塔6的塔顶入口连通；废水冷却器5的热介质出口与废水输送管道连通，将降温后的废水输送至污水处理工序。

烷蒸馏塔回流泵将环己烷送到萃取塔3的塔釜，将含有醇酮等有机物的工艺冷凝液输送到水封槽1中进行储存，并利用水封槽泵2将水封槽1中的工艺冷凝水输送到萃取塔3的塔顶，使用环己烷对工艺冷凝水中的醇酮等有机物进行萃取。萃取塔3的塔釜流出液中含有少量醇酮烷，塔釜流出液经萃取塔釜泵4送到废水汽提塔6的塔顶，塔顶流出的含有机物的气相(102℃左右)输送到烷蒸馏塔进料预热器14中，与萃取塔3塔顶38℃产物进行换热，废水汽提塔6塔顶的流出气相得到了降温，萃取塔3塔顶的流出产物得到了升温。经过降温的废水汽提塔6塔顶的流出气相进入废水冷凝器8进行进一步降温，冷却至38～45℃后，流入汽提分离器11进行分层，有机物回收至系统，废水自流至水封槽1，不凝气相通往火炬系统。经过加热后的萃取塔3塔顶流出物的温度达到83℃，产生的气相和液相在烷蒸馏塔进料预热器分离器15分离后，分两股分别进入烷蒸馏塔9中，进料温度略高于烷蒸馏塔9内温度，烷蒸馏塔9充分利用进口物料的潜热及显热，大大减少了烷蒸馏塔9中蒸汽的供给，节省了蒸汽的用量。萃取剂环己烷83℃从烷蒸馏塔9塔顶蒸出，经烷蒸馏塔冷凝器冷凝冷却后流入烷蒸馏塔回流槽内，通过烷蒸馏塔回流泵送至萃取塔3循环使用，塔顶操作压力为10KPa(表压)，烷蒸馏塔9釜温控制在160～167℃，烷蒸馏塔9的温度通过烷蒸馏塔再沸器12提供。

废水汽提塔6的塔釜流出液为合格废水，合格废水的温度为102～106℃，合格废水在废水换热器13中与萃取塔3的塔釜流出液进行换热，既降低了废水汽提塔6塔釜的废水温度，又提高了废水汽提塔6的进料温度，使进料温度达到90℃左右，减小了进口温度与设备内温度差，减少了设备6蒸汽的供给，节省了蒸汽的用量。废水汽提塔6的塔釜流出液进一步流入废水冷却器5进行冷却，冷却至50～55℃后，将废水排往污水处理系统，进行废水处理。合格废水的冷却过程大大节约了循环水的使用量，节约了能源。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用废水热能回收酮醇的系统，其特征在于：包括萃取塔、废水换热器、废水冷却器、废水冷凝器、废水汽提塔和烷蒸馏塔，

其中，萃取塔的塔顶入口与含有酮醇的工艺冷凝水的进水管道连通，萃取塔的塔顶出口与所述烷蒸馏塔的中部入口连通，烷蒸馏塔的物料出口与所述萃取塔的塔釜入口连通；

废水汽提塔的塔顶出口与所述废水冷凝器的热介质入口连通，废水冷凝器的热介质出口与醇酮收集装置连通，废水汽提塔的塔釜出口与所述废水换热器的热介质入口连通，废水换热器的热介质出口与所述废水冷却器的热介质入口连通，废水换热器的冷介质入口与所述萃取塔的塔釜出口连通，废水换热器的冷介质出口与所述废水汽提塔的塔顶入口连通；

所述废水冷却器的热介质出口与废水输送管道连通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括预热器，所述废水汽提塔的塔顶出口与所述预热器的热介质通道入口连通，预热器的热介质通道出口与所述废水冷凝器的热介质通道入口连通；预热器的冷介质入口与所述萃取塔的塔顶出口连通，预热器的冷介质出口与所述烷蒸馏塔的入口连通。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述预热器与烷蒸馏塔之间设置有分离器，分离器与预热器的冷介质出口连通。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述废水冷凝器的热介质通道出口与汽提分离器连通。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述利用废水热能回收酮醇的系统还包括水封槽，水封槽分别与所述萃取塔、汽提分离器和工艺冷凝水的进水管道连通。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述烷蒸馏塔的下端设置有烷蒸馏再沸器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述废水汽提塔的下端设置有废水汽提塔再沸器。

8.一种利用废水热能回收酮醇的方法，其特征在于：包括如下步骤：

环己酮生产过程中产生的含有酮醇有机物的工艺冷凝水经过萃取后，液相进行汽提，汽提后的液相对萃取后的液相进行加热，使进入汽提工序的液相温度升高，使通往废水处理工序的液相温度降低。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：还包括利用汽提工序排出的气相对萃取工序排出的气相进行加热的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：还包括对萃取工序加热得到的气液混合物进行分离的步骤。