CN107473294B - 一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺及处理系统，在本工艺中，一则，首先以外源气体加热的方式，对塔釜液进行加热处理得到气液混合物，而后对气液混合物进行分离得到气相和液相，并将气相压缩作为外源气体对塔釜液进行加热，通过将气相压缩，其温度和压力得到提升，热焓随之增加，将其作为对塔釜液进行加热处理的外源气体，回收了气相的潜热，提高了热效率，同时避免了前一蒸发器的顶蒸汽不能直接作为本蒸发器的热源使用，只能作为后一蒸发器或后几个蒸发器的热源使用的缺陷，简化了装置结构、降低了故障率、减小了装置占地面积、使之便于维修和养护。
Description
技术领域
本发明属于丙烯腈回收塔塔釜液的处理技术领域，具体涉及一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺及处理系统。
背景技术
烃类氨氧化制不饱和腈是石油化学工业的一个重要领域，其中，利用丙烯氨氧化法生产丙烯腈已经取得了重大突破。由于丙烯氨氧化法原料价廉易得、工艺流程简单和产品质量较好，因此该生产方法得到了广泛的工业化应用。
传统的丙烯氨氧化法的工艺流程为：(1)将来自丙烯、氨罐区的液态丙烯和液态氨进入丙烯、氨蒸发器，然后将气化后的丙烯和氨混合在一起并进入流化床反应器，来自空压机的工艺空气进入反应器底部，并经过空气分布板进入流化床反应器，由此丙烯、氨和空气会在流化床反应器中进行反应；(2)将生成的气体通过旋风分离器从反应器顶部排出并通过冷却器冷却，然后输送至急冷塔中，用急冷塔中喷洒的稀硫酸中和未反应的氨；(3)再将从急冷塔中排出的气体输送至吸收塔，在吸收塔中下降的水吸收逆流向上的反应气体中可溶解的产物，由此产物丙烯腈、副产物乙腈、HCN、丙烯醛及丙酮等溶于水中，其它不凝气体从塔顶排出，经焚烧后排入大气；(4)将吸收塔中的吸收液输送至精制回收塔，回收塔可将吸收液中的丙烯腈产物和副产物进一步分离，来获得高纯度的丙烯腈，其中，回收塔的塔顶馏出氢氰酸、丙烯腈与水的共沸物，而后将此共沸物输入至脱氰塔中来获得高纯度的丙烯腈，回收塔中部侧线采出粗乙腈水溶液，内含有少量丙烯腈、HCN以及低沸点杂质，需进一步精制或直接焚烧，回收塔塔釜液中含有一定量的丙烯腈、乙腈、HCN以及高低沸点有机杂质；(5)将回收塔塔釜液输送至四效蒸发系统，回收塔塔釜液首先进入一效蒸发器，在一效蒸发器中未蒸发的回收塔塔釜液送到二效蒸发器，在二效蒸发器中蒸发所需要的热量由一效蒸发器顶蒸汽来供给，从二效蒸发器出来的液体送到三效蒸发器中，二效蒸发器顶蒸汽用来沸腾三效蒸发器，四效蒸发器的进料是来自三效蒸发器的未气化的液体，四效蒸发器的热源是三效蒸发器顶蒸汽，在四效蒸发器中未气化的液体送至废液焚烧装置，四效蒸发器的顶蒸汽通过冷凝器；所有一至四效冷凝液收集后用泵送到氨汽提塔，通过汽提塔来回收回收塔塔釜液中含有的丙烯腈、乙腈、HCN以及低沸点有机杂质，然后将氨汽提塔塔釜液经生化处理系统处理后外排。
上述传统的丙烯氨氧化法实现了丙烯腈的高纯度制备，在丙烯腈回收塔釜液的处理工艺中，将回收塔塔釜液输送至多效蒸发器，通过多效蒸发器实现了釜液中的丙烯腈、乙腈、HCN以及低沸点有机杂质的回收处理。但由于在多效蒸发过程中，一方面，前一蒸发器的顶蒸汽不能直接作为本蒸发器的热源使用，只能作为后一蒸发器或后几个蒸发器的热源，使得传统的丙烯氨氧化法装置的结构较复杂、故障率高且不便于日常维护、占地面积较大；并且随着塔釜液的不断蒸发，后一蒸发器中的低沸点有机杂质的含量小于前一蒸发器中的低沸点有机杂质的含量，但由于后一蒸发器热源是前一蒸发器的顶蒸汽，随着工艺的不断延伸，其后一蒸发器的热源温度低于前一蒸发器的热源温度，在热源温度越来越低且蒸发器中的低沸点有机杂质的含量越来越少的情况下，四效蒸发器中的后三效蒸发器的蒸发作用越来越弱，甚至不能实现将低沸点有机杂质与塔釜液进行分离；另一方面，多效蒸发过程中首端蒸发器的热源需要源源不断的外部设备提供，因而能耗较大，热效率较低；此外，上述处理工艺中，氨汽提塔中的汽提是通过外部设备提供的蒸汽与氨汽提塔中的冷凝液间接传热实现，由于间接传热的热效率较低，若要使得釜液中的氰根含量小于5mg/L，必定需要消耗大量的外部蒸汽，这无疑进一步增大了整个处理工艺的能耗。
因此，如何对现有的丙烯腈回收塔釜液的处理工艺进行改进以简化装置结构、减少装置占地面积、减少能耗、提高热效率，这对于本领域技术人员而言是一个亟待解决的技术难题。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有的丙烯腈回收塔釜液的处理工艺中，装置结构复杂、故障率高且不便于日常维护、占地面积大、能耗高、热效率低的缺陷，进而提供一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺及处理系统。
为此，本申请采取的技术方案为，
一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，包括，
(1)以外源气体加热的方式，对塔釜液进行加热处理得到气液混合物；
(2)对所述气液混合物进行分离得到气相和液相，所述气相经压缩作为所述步骤(1)的热源，所述液相一部分返回步骤(1)中进行加热处理，剩余部分外排；
(3)所述步骤(1)中的外源气体对所述塔釜液进行加热处理后转化为液体，所述液体一部分外排至急冷塔，剩余部分与丙烯腈吸收塔尾气进行逆相接触，而后将逆相接触后得到的轻组分气体进行焚烧处理，将逆相接触后得到的重组分液体进行生化处理。
在对塔釜液进行加热处理前，还包括采用所述步骤(3)中的液体对塔釜液进行预热的步骤。
步骤(2)中，所述返回步骤(1)中进行加热处理的液相与外排的液相的质量比为(5～20)：1；步骤(3)中，外排至急冷塔中的液体和与吸收塔尾气进行逆相接触的液体的质量比为(0.45～0.65)：1。
所述塔釜液进行预热后的温度为60～119℃，压力为50～250kPa。
步骤(2)中，对所述气液混合物进行分离得到的气相的温度为101～150℃，压力为100～400kPa；步骤(2)中，分离得到的气相经压缩后的温度130～200℃，压力为120～500kPa。
步骤(3)中，所述液体的温度为110～150℃，压力为150～400kPa。
一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，包括：
换热器(1)，其顶部设置釜液进口，底部设置釜液出口，所述换热器(1)用于将釜液进行换热升温；
MVR蒸发器(2)，其液体进口连接所述换热器(1)底部的釜液出口，液体出口连接气液分离器(3)；
所述气液分离器(3)的液体出口连接废液输出主路，所述废液输出主路的出口端分别连接废液存储支路和废液循环支路，所述废液存储支路的出口端连接废液槽(4)，所述废液循环支路的出口端通过废液循环回路与MVR蒸发器(2)的液体进口相连；
压缩机(5)，其入口连接气液分离器(3)的气体出口，出口连接MVR蒸发器(2)加热介质进口，所述MVR蒸发器(2)加热介质出口连接换热器(1)加热介质入口；
凝液设备(6)，其入口连接换热器(1)加热介质出口，出口连接冷凝液体处理装置。
所述冷凝液体处理装置包括与凝液设备(6)出口连接的冷凝液体输出主路，所述冷凝液体输出主路的出口端分别连接冷凝液体处理支路和冷凝液体循环支路，所述冷凝液体处理支路的出口端连接汽提塔(7)，所述汽提塔(7)的气体出口连接气体焚烧装置(8)，所述汽提塔(7)的液体出口连接生化处理装置(9)，所述冷凝液体循环支路的出口端连接丙烯腈急冷塔(10)。
在所述废液循环回路上设置有为废液回流提供动力的回流泵(11)。
所述气体焚烧装置(8)为催化焚烧装置或热力焚烧装置。
所述凝液设备(6)为凝液泵。
在所述汽提塔(7)的底部还设置有汽提气输入口，所述汽提气输入口与丙烯腈吸收塔(12)尾气出口连接，所述汽提气与冷凝液体直接接触传热。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，在本工艺中，一则，首先以外源气体加热的方式，对塔釜液进行加热处理得到气液混合物，而后对气液混合物进行分离得到气相和液相，并将气相压缩作为外源气体对塔釜液进行加热，通过将气相压缩，其温度和压力得到提升，热焓随之增加，将其作为对塔釜液进行加热处理的外源气体，实现了回收塔塔釜液的处理工艺中气相的充分利用，回收了气相的潜热，提高了热效率，同时避免了前一蒸发器的顶蒸汽不能直接作为本蒸发器的热源使用，只能作为后一蒸发器或后几个蒸发器的热源使用的缺陷，简化了装置结构、降低了故障率、减小了装置占地面积、使之便于维修和养护；二则，本工艺中，除开车启动外，整个工艺无需外部设备提供热源，减少了能耗；三则，与丙烯腈吸收塔尾气进行逆相接触后得到的重组分液体中的氰根含量小于5mg/L，可直接进行生化处理。
2.本发明提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，在对塔釜液进行加热处理前，还包括采用步骤(3)中的液体对塔釜液进行预热的步骤，这样既提升了丙烯腈釜液的温度，还能再次利用液体中的热量，提高了热效率。
3.本发明提供的丙烯腈回收塔釜液的处理工艺，步骤(2)中，通过控制返回步骤(1)中进行加热处理的液相与外排的液相的质量比为(5～20)：1，由此即可保证整个工艺的顺利进行，还能充分利用外排的液相的热量，提高了热效率。
4.本发明提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，在汽提塔的底部设置有汽提气输入口，汽提气输入口与丙烯腈吸收塔气体出口连接，由此可利用丙烯腈吸收塔尾气作为汽提气，从而避免了外部蒸汽热源的输入，节省了能耗；再加之丙烯腈吸收塔出口气体与汽提塔中的冷凝液体直接接触，与传统工艺中的间接换热相比，减小了热阻，提高了传热传质效率，同时还能使得与汽提气接触进行汽提后的液相中的氰根含量小于5mg/L，可直接进行生化处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例4提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统；
其中，附图标记如下所示：
1-换热器；2-MVR蒸发器；3-气液分离器；4-废液槽；5-压缩机；6-凝液设备；7-汽提塔；8-气体焚烧装置；9-生化处理装置；10-丙烯腈急冷塔；11-回流泵；12-丙烯腈吸收塔。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，包括如下步骤，
(1)以外源气体加热的方式，对塔釜液进行加热处理得到气液混合物；
(2)对步骤(1)中的气液混合物进行分离得到气相和液相，所得气相的温度为125℃，压力为245kPa，而后将所得气相经压缩作为步骤(1)的热源，压缩后气相的温度165℃，压力为310kPa，所得液相一部分返回步骤(1)中进行加热处理，剩余部分外排，其中，返回步骤(1)中进行加热处理的液相与外排的液相的质量比为10:1；
(3)步骤(1)中的外源气体对塔釜液进行加热处理后转化为液体，而后采用该液体对塔釜液进行预热，塔釜液进行预热后的温度为90℃，压力为150kPa，而后将预热后的塔釜液进行步骤(1)的加热处理，外源气体对塔釜液进行加热处理后转化为液体的温度为130℃，压力为270kPa，而后将液体的一部分外排至急冷塔，剩余部分与丙烯腈吸收塔尾气进行逆相接触，再将逆相接触后得到的轻组分气体进行焚烧处理，将逆相接触后得到的重组分液体进行生化处理，其中，外排至急冷塔中的液体和与吸收塔尾气进行逆相接触的液体的质量比为0.5:1。
实施例2
本实施例提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，包括如下步骤，
(1)以外源气体加热的方式，对塔釜液进行加热处理得到气液混合物；
(2)对步骤(1)中的气液混合物进行分离得到气相和液相，所得气相的温度为101℃，压力为100kPa，而后将所得气相经压缩作为步骤(1)的热源，压缩后气相的温度130℃，压力为120kPa，所得液相一部分返回步骤(1)中进行加热处理，剩余部分外排，其中，返回步骤(1)中进行加热处理的液相与外排的液相的质量比为5:1；
(3)步骤(1)中的外源气体对塔釜液进行加热处理后转化为液体，而后采用该液体对塔釜液进行预热，塔釜液进行预热后的温度为60℃，压力为50kPa，而后将预热后的塔釜液进行步骤(1)的加热处理，外源气体对塔釜液进行加热处理后转化为液体的温度为110℃，压力为150kPa，而后将液体的一部分外排至急冷塔，剩余部分与丙烯腈吸收塔尾气进行逆相接触，再将逆相接触后得到的轻组分气体进行焚烧处理，将逆相接触后得到的重组分液体进行生化处理，其中，外排至急冷塔中的液体和与吸收塔尾气进行逆相接触的液体的质量比为0.65:1。
实施例3
本实施例提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，包括如下步骤，
(1)以外源气体加热的方式，对塔釜液进行加热处理得到气液混合物；
(2)对步骤(1)中的气液混合物进行分离得到气相和液相，所得气相的温度为150℃，压力为400kPa，而后将所得气相经压缩作为步骤(1)的热源，压缩后气相的温度200℃，压力为500kPa，所得液相一部分返回步骤(1)中进行加热处理，剩余部分外排，其中，返回步骤(1)中进行加热处理的液相与外排的液相的质量比为20:1；
(3)步骤(1)中的外源气体对塔釜液进行加热处理后转化为液体，而后采用该液体对塔釜液进行预热，塔釜液进行预热后的温度为119℃，压力为250kPa，而后将预热后的塔釜液进行步骤(1)的加热处理，外源气体对塔釜液进行加热处理后转化为液体的温度为150℃，压力为400kPa，而后将液体的一部分外排至急冷塔，剩余部分与丙烯腈吸收塔尾气进行逆相接触，再将逆相接触后得到的轻组分气体进行焚烧处理，将逆相接触后得到的重组分液体进行生化处理，其中，外排至急冷塔中的液体和与吸收塔尾气进行逆相接触的液体的质量比为0.45:1。
实施例4
本实施例提供的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，包括：
换热器1，其顶部设置釜液进口，底部设置釜液出口，所述换热器1用于将釜液进行换热升温；
MVR蒸发器2，其液体进口连接所述换热器1底部的釜液出口，液体出口连接气液分离器3，气液分离器3可对MVR蒸发器2内气液混合物进行分离并得到气相和液相，将所得液相从气液分离器3的液体出口输入至废液输出主路，所述废液输出主路的出口端分别连接废液存储支路和废液循环支路，所述废液存储支路的出口端连接废液槽4，所述废液循环支路的出口端通过废液循环回路与MVR蒸发器2的液体进口相连，将这部分液相作为进行加热处理的液相，在废液循环回路上设置有为废液回流提供动力的回流泵11；
压缩机5，气液分离器3对MVR蒸发器2内气液混合物进行分离后得到的气相输入至压缩机5的入口，压缩机5的出口连接MVR蒸发器2加热介质进口，并将压缩后的气相作为MVR蒸发器2的热源，对塔釜液进行加热处理，通过将气相压缩，其温度和压力得到提升，热焓随之增加，将其作为对塔釜液进行加热处理的外源气体，实现了回收塔塔釜液的处理工艺中气相的充分利用，回收了气相的潜热，提高了热效率，同时避免了前一蒸发器的顶蒸汽不能直接作为本蒸发器的热源使用，只能作为后一蒸发器或后几个蒸发器的热源使用的缺陷，简化了装置结构、降低了故障率、减小了装置占地面积、使之便于维修和养护；MVR蒸发器2加热介质出口连接换热器1加热介质入口，这样可将进行加热处理后得到的冷却气进一步对塔釜液进行预热，既提升了塔釜液的温度，还能再次利用冷却气的潜热，提高了热效率，再将进行预热后的冷却气冷凝转化为液体，输入至凝液设备6，该凝液设备6的液体出口连接冷凝液体处理装置，在本实施例中，根据需要，选择凝液设备6为凝液泵；
该冷凝液体处理装置包括与凝液设备6出口连接的冷凝液体输出主路，所述冷凝液体输出主路的出口端分别连接冷凝液体处理支路和冷凝液体循环支路，所述冷凝液体处理支路的出口端连接汽提塔7，汽提塔7的底部设置有汽提气输入口，所述汽提气输入口与丙烯腈吸收塔12尾气出口连接，所述汽提气与冷凝液体直接接触传热，将进行汽提后的气体输送至气体焚烧装置8，在本实施例中，根据需要，选择催化焚烧装置，在其他实施例中，也可以选择热力焚烧装置；将进行汽提后的液体输送至生化处理装置9，所述冷凝液体循环支路的出口端连接丙烯腈急冷塔10。在汽提塔的底部设置有汽提气输入口，汽提气输入口与丙烯腈吸收塔气体出口连接，由此可利用丙烯腈吸收塔尾气作为汽提气，从而避免了外部蒸汽热源的输入，节省了能耗；再加之丙烯腈吸收塔出口气体与汽提塔中的冷凝液体直接接触，与传统工艺中的间接换热相比，减小了热阻，提高了传热传质效率，同时还能使得与汽提气接触进行汽提后的液相中的氰根含量小于5mg/L，可直接进行生化处理。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，其特征在于，包括，
(1)以外源气体加热的方式，对塔釜液进行加热处理得到气液混合物；
(2)对所述气液混合物进行分离得到气相和液相，所述气相经压缩作为所述步骤(1)的热源，所述液相一部分返回步骤(1)中进行加热处理，剩余部分外排；
(3)所述步骤(1)中的外源气体对所述塔釜液进行加热处理后转化为液体，所述液体一部分外排至急冷塔，剩余部分与丙烯腈吸收塔尾气进行逆相接触，而后将逆相接触后得到的轻组分气体进行焚烧处理，将逆相接触后得到的重组分液体进行生化处理。
2.根据权利要求1所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，其特征在于，在对塔釜液进行加热处理前，还包括采用所述步骤(3)中的液体对塔釜液进行预热的步骤。
3.根据权利要求1所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述返回步骤(1)中进行加热处理的液相与外排的液相的质量比为(5～20)：1；步骤(3)中，外排至急冷塔中的液体和与吸收塔尾气进行逆相接触的液体的质量比为(0.45～0.65)：1。
4.根据权利要求2所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，其特征在于，所述塔釜液进行预热后的温度为60～119℃，压力为50～250kPa。
5.根据权利要求1-4任一项所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，对所述气液混合物进行分离得到的气相的温度为101～150℃，压力为100～400kPa；
步骤(2)中，分离得到的气相经压缩后的温度130～200℃，压力为120～500kPa。
6.根据权利要求1-4任一项所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述液体的温度为110～150℃，压力为150～400kPa。
7.一种丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，其特征在于，包括：
换热器(1)，其顶部设置釜液进口，底部设置釜液出口，所述换热器(1)用于将釜液进行换热升温；
MVR蒸发器(2)，其液体进口连接所述换热器(1)底部的釜液出口，液体出口连接气液分离器(3)；
所述气液分离器(3)的液体出口连接废液输出主路，所述废液输出主路的出口端分别连接废液存储支路和废液循环支路，所述废液存储支路的出口端连接废液槽(4)，所述废液循环支路的出口端通过废液循环回路与MVR蒸发器(2)的液体进口相连；
压缩机(5)，其入口连接气液分离器(3)的气体出口，出口连接MVR蒸发器(2)加热介质进口，所述MVR蒸发器(2)加热介质出口连接换热器(1)加热介质入口；
凝液设备(6)，其入口连接换热器(1)加热介质出口，出口连接冷凝液体处理装置。
8.根据权利要求7所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，其特征在于，所述冷凝液体处理装置包括与凝液设备(6)出口连接的冷凝液体输出主路，所述冷凝液体输出主路的出口端分别连接冷凝液体处理支路和冷凝液体循环支路，所述冷凝液体处理支路的出口端连接汽提塔(7)，所述汽提塔(7)的气体出口连接气体焚烧装置(8)，所述汽提塔(7)的液体出口连接生化处理装置(9)，所述冷凝液体循环支路的出口端连接丙烯腈急冷塔(10)。
9.根据权利要求8所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，其特征在于，在所述废液循环回路上设置有为废液回流提供动力的回流泵(11)。
10.根据权利要求8或9所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，其特征在于，所述气体焚烧装置(8)为催化焚烧装置或热力焚烧装置。
11.根据权利要求10所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，其特征在于，所述凝液设备(6)为凝液泵。
12.根据权利要求11所述的丙烯腈回收塔塔釜液的处理系统，其特征在于，在所述汽提塔(7)的底部还设置有汽提气输入口，所述汽提气输入口与丙烯腈吸收塔(12)尾气出口连接，所述汽提气与冷凝液体直接接触传热。
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