CN107670323A - 丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明主要应用于丙烯腈装置硫铵回收节能技术工艺，特别涉及一种丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺及装置，其装置包括通过管道依次连接的稀硫铵储罐、预热器、结晶器、加热器及凝水罐，稀硫铵储罐与预热器之间设置稀硫铵进料泵，结晶器顶部出口与加热器之间设置压缩机，结晶器底部出口通过料浆输送泵连通稠厚器，加热器的顶部连通结晶器的上部，加热器的底部通过循环泵连通加热器的下部，加热器与结晶器通过循环泵形成强制循环，凝水罐顶部设置出气口，底部通过凝水输送泵连通丙烯腈装置，稠厚器出口连通离心机，离心机包括液体出口和固体出口，固体出口连通成套包装设备。本发明节省蒸汽、节省循环水及硫铵溶液中高聚物分离彻底。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺及装置，主要应用于丙烯腈装置硫铵回收节能技术工艺。
背景技术
目前世界上丙烯腈的生产方法主要环氧乙烷-氢氰酸(3-羟基丙烯脱水)法、乙炔-氢氰酸法、丙烯氨氧化法三种。环氧乙烷-氢氰酸法制得的丙烯腈纯度较高，但原料环氧乙烷价格昂贵，合成工艺复杂，因此在乙炔-氢氰酸法问世后，即被淘汰。乙炔-氢氰酸法有气相法和液相法两种，后者优于前者，并获工业应用。此法比环氧乙烷-氢氰酸法简单，成本较低，但乙炔的原料电石需消耗大量的电能，因此受电力资源和环保的限制。丙烯、氨氧化法具有原料易得、产品成本低、工艺过程简单、基建投资省等优点、故迅速取代了其他传统方法，目前世界上的丙烯腈装置普遍采用丙烯、氨氧化法。丙烯、氨氧化法生产丙烯腈的同时，副产氢氰酸、乙腈和硫铵。其中，丙烯腈装置上游副产20％左右浓度的硫铵溶液，通常采用蒸发结晶技术，副产硫铵化肥。丙烯腈装置的硫铵单元，最早采用单效蒸发结晶技术生产硫铵化肥。后来发展到两效蒸发结晶技术，两效蒸发结晶技术比单效蒸发结晶技术能耗大大降低。但是需要蒸汽作为热源，消耗大量蒸汽。操作费用依旧高，节能效果不明显。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种操作费用显著降低，节能方面有重大突破，同时，从硫铵液中分离出的高聚物不携带硫铵，使得丙烯腈装置废水焚烧炉在焚烧高聚物时更加环保，更好保护环境的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺及装置。
本发明所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺，其特征在于以下步骤：
1)稀硫铵液进入稀硫铵储罐，经稀硫铵进料泵送至预热器中预热；
2)预热后的硫铵溶液进入结晶器，结晶器顶生成的蒸汽，经压缩机加压加温后作为热源供给加热器，加热器的凝液送至凝水罐，凝水罐气相经排空冷凝器冷凝后不凝气去放空气洗涤器，冷凝液经凝水输送泵送至丙烯腈装置回用，或作为冲洗水送至各用户进行冲洗；
3)硫铵溶液经循环泵强制循环，硫铵溶液送入加热器加热后返回结晶器，在结晶器中分离出汽化的水蒸气，生成蒸汽去压缩机，被压缩后作为热源利用；
4)结晶器底部料浆由料浆输送泵送入稠厚器冷却结晶后，自流入离心机，经高速离心分离，分离出固体硫铵去成套包装设备，经成套包装设备后得到袋装硫铵产品。
所述的步骤4)中稠厚器顶部溢流出的母液和离心机分离出的母液自流入母液罐，用饱和液进料泵打回加热器中再蒸发结晶。
稀硫铵来自丙烯腈装置。
所述的结晶器中部抽出聚合物，并携带硫铵液，硫铵液被饱和液泵送至聚合物分离罐，分离出的聚合物去聚合物缓冲罐，搅拌后经聚合物输送泵送去废水焚烧；聚合物分离罐中分离出的硫铵溶液进入母液缓冲罐，经母液进料泵输送到加热器继续蒸发结晶。
所述的稀硫铵液在预热器中预热到合适温度。
本发明所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能装置，包括通过管道依次连接的稀硫铵储罐、预热器、结晶器、加热器及凝水罐，稀硫铵储罐与预热器之间设置稀硫铵进料泵，结晶器顶部出口与加热器之间设置压缩机，结晶器底部出口通过料浆输送泵连通稠厚器，加热器的顶部连通结晶器的上部，加热器的底部通过循环泵连通加热器的下部，加热器与结晶器通过循环泵形成强制循环，凝水罐顶部设置出气口，底部通过凝水输送泵连通丙烯腈装置，稠厚器出口连通离心机，离心机包括液体出口和固体出口，固体出口连通成套包装设备。
所述的稠厚器顶部设置溢流口，溢流口连通母液罐，离心机的液体出口连通母液罐，母液罐通过饱和液进料泵连通加热器的底部。
所述的结晶器中部设置聚合物出口，聚合物出口通过饱和液泵连通聚合物分离罐，聚合物分离罐底部分别设置聚合物出口和硫铵溶液出口，聚合物出口连通聚合物缓冲罐，聚合物缓冲罐底部通过聚合物输送泵连通废水焚烧炉，硫铵溶液出口连通母液缓冲罐，母液缓冲罐通过母液进料泵连通加热器的底部。
结晶器中部有特殊的结构——“腋窝结构”，聚合物等有机物由于比重小，会聚集在“腋窝结构”处，在360°的一圈范围均匀开6个接口，6个接口抽出聚合物等有机物，并携带大量的硫铵液。6个接管汇合为一条管道去饱和液泵送至聚合物分离罐，聚合物分离罐采用公司专利“丙烯腈装置高效分层分离器”技术，可以彻底把聚合物和硫铵液分开，阻止硫铵液去焚烧炉，减少硫化物的排放。
稀硫铵液通过预热器进行预热，预热后的溶液送到结晶器中。在开车初期，需要外部提供中压蒸汽作为热源。中压蒸汽去加热器，加热硫铵溶液，汽化的水蒸汽从结晶器顶排出，水蒸汽经压缩机压缩后其压力、温度都有升高，压缩后的蒸汽作为加热器的热源加热浓缩硫铵液。蒸汽在加热器中被冷凝，凝液作为急冷水去丙烯腈装置回用；结晶器内溶液用泵强制循环，经加热器后返回结晶器内，硫酸铵在加热器内与压缩后的蒸汽换热，获得所需要的热量达到蒸发浓缩的目的，同时蒸汽被冷凝。正常生产时不需要中压蒸汽为热源，因此可以节约蒸汽和循环水。
硫铵液中少量的聚合物，微量的丙烯腈、乙腈和氢氰酸在结晶器外层的顶部聚集，并分离出来。分离出的聚合物溶液仍含有部分硫铵溶液，将其送入聚合物分离罐分离，聚合物自分离器上部溢流至聚合物缓冲罐，在聚合物缓冲罐中加入一定量的急冷水(从硫铵液中蒸出的水)稀释后送去焚烧；自分离器底部分离出的硫铵溶液送回加热器中继续蒸发结晶；
提浓后的硫铵液输送到稠厚器继续增浓后，经离心机脱水得到产品固体硫酸铵颗粒；硫铵产品送入成套包装机包装后送至仓库。
本发明的有益效果是：
1、节省蒸汽：只在硫铵单元开车时需要少量蒸汽，作为单元启动热源。正常生产时仅仅需要外来少量蒸汽。正常生产时，硫铵溶液蒸发的蒸汽通过压缩机压缩，来提高蒸汽的压力和温度，提高压力和温度的蒸汽作为热源，来蒸发硫铵溶液。
2、节省循环水：普通的硫铵回收技术是采用单效或两效蒸发结晶技术，需要循环水作为冷源，来冷凝从硫铵液中蒸发出的蒸汽。本工艺把硫铵液中蒸发出的蒸汽经过压缩，提高其温度和压力，又作为热源来蒸发硫铵溶液，其本身变为冷凝液，不需要循环水来冷凝。
3、硫铵溶液中高聚物分离彻底：丙烯腈装置上游副产20％左右浓度的硫铵溶液中有少量的高聚物，这些高聚物需要分离出来。分离出来的好处是：一是对硫铵品质有提高；二是可以去丙烯腈装置的废水焚烧炉作为燃料，可以节能。以前的高聚物分离总是不彻底，携带一些硫铵溶液，这样当焚烧高聚物时，携带的硫铵一起焚烧，产生二氧化硫(SO2)，给烟气的处理带来麻烦。本硫铵回收节能技术，可以彻底分离硫铵溶液中的高聚物(包括丙烯腈等有机物)。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、预热器；2、结晶器；3、压缩机；4、循环泵；5、加热器；6、凝水罐；7、聚合物分离罐；8、聚合物缓冲罐；9、稠厚器；10、离心机；11、母液罐；12、成套包装设备；13、废水焚烧炉；14、饱和液进料泵；15、聚合物输送泵；16、母液缓冲罐；17、母液进料泵；18、凝水输送泵；19、饱和液泵；20、料浆输送泵；21、丙烯腈装置；22、稀硫铵进料泵；23、稀硫铵储罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
如图1所示，本发明所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺，在于以下步骤：
1)自外界来的稀硫铵液进入稀硫铵储罐23，经稀硫铵进料泵22送至预热器1中预热到合适温度；
2)预热后的硫铵溶液进入结晶器2，结晶器2顶生成的蒸汽，经压缩机3加压加温后作为热源供给加热器5，加热器5的凝液送至凝水罐6，凝水罐6气相经排空冷凝器冷凝后不凝气去放空气洗涤器，冷凝液经凝水输送泵18送至丙烯腈装置21回用，或作为冲洗水送至各用户进行冲洗；
3)硫铵溶液经循环泵4强制循环，硫铵溶液送入加热器5加热后返回结晶器2，在结晶器2中分离出汽化的水蒸气，生成蒸汽去压缩机3，被压缩后作为热源利用；
4)结晶器2底部料浆由料浆输送泵20送入稠厚器9冷却结晶后，自流入离心机10，经高速离心分离，分离出固体硫铵去成套包装设备12，经成套包装设备12后得到袋装硫铵产品。
所述的步骤4)中稠厚器9顶部溢流出的母液和离心机10分离出的母液自流入母液罐11，用饱和液进料泵14打回加热器5中再蒸发结晶。
所述的结晶器2中部抽出聚合物，并携带硫铵液，硫铵液被饱和液泵19送至聚合物分离罐7，分离出的聚合物去聚合物缓冲罐8，搅拌后经聚合物输送泵15送去废水焚烧；聚合物分离罐7中分离出的硫铵溶液进入母液缓冲罐16，经母液进料泵17输送到加热器5继续蒸发结晶。
本发明所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能装置，包括通过管道依次连接的稀硫铵储罐23、预热器1、结晶器2、加热器5及凝水罐6，稀硫铵储罐23与预热器1之间设置稀硫铵进料泵22，结晶器2顶部出口与加热器5之间设置压缩机3，结晶器2底部出口通过料浆输送泵20连通稠厚器9，加热器5的顶部连通结晶器2的上部，加热器5的底部通过循环泵4连通加热器5的下部，加热器5与结晶器2通过循环泵4形成强制循环，凝水罐6顶部设置出气口，底部通过凝水输送泵18连通丙烯腈装置21，稠厚器9出口连通离心机10，离心机10包括液体出口和固体出口，固体出口连通成套包装设备12。稠厚器9顶部设置溢流口，溢流口连通母液罐11，离心机10的液体出口连通母液罐11，母液罐11通过饱和液进料泵14连通加热器5的底部。结晶器2中部设置聚合物出口，聚合物出口通过饱和液泵19连通聚合物分离罐7，聚合物分离罐7底部分别设置聚合物出口和硫铵溶液出口，聚合物出口连通聚合物缓冲罐8，聚合物缓冲罐8底部通过聚合物输送泵15连通废水焚烧炉13，硫铵溶液出口连通母液缓冲罐16，母液缓冲罐16通过母液进料泵17连通加热器5的底部。
Claims (6)
1.一种丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺，其特征在于以下步骤：
1)稀硫铵液进入稀硫铵储罐(23)，经稀硫铵进料泵(22)送至预热器(1)中预热；
2)预热后的硫铵溶液进入结晶器(2)，结晶器(2)顶生成的蒸汽，经压缩机(3)加压加温后作为热源供给加热器(5)，加热器(5)的凝液送至凝水罐(6)，凝水罐(6)气相经排空冷凝器冷凝后不凝气去放空气洗涤器，冷凝液经凝水输送泵(18)送至丙烯腈装置(21)回用，或作为冲洗水送至各用户进行冲洗；
3)硫铵溶液经循环泵(4)强制循环，硫铵溶液送入加热器(5)加热后返回结晶器(2)，在结晶器(2)中分离出汽化的水蒸气，生成蒸汽去压缩机(3)，被压缩后作为热源利用；
4)结晶器(2)底部料浆由料浆输送泵(20)送入稠厚器(9)冷却结晶后，自流入离心机(10)，经高速离心分离，分离出固体硫铵去成套包装设备(12)，经成套包装设备(12)后得到袋装硫铵产品。
2.根据权利要求1所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺，其特征在于：步骤4)中稠厚器(9)顶部溢流出的母液和离心机(10)分离出的母液自流入母液罐(11)，用饱和液进料泵(14)打回加热器(5)中再蒸发结晶。
3.根据权利要求1所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能工艺，其特征在于：结晶器(2)中部抽出聚合物，并携带硫铵液，硫铵液被饱和液泵(19)送至聚合物分离罐(7)，分离出的聚合物去聚合物缓冲罐(8)，搅拌后经聚合物输送泵(15)送去废水焚烧；聚合物分离罐(7)中分离出的硫铵溶液进入母液缓冲罐(16)，经母液进料泵(17)输送到加热器(5)继续蒸发结晶。
4.一种丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的稀硫铵储罐(23)、预热器(1)、结晶器(2)、加热器(5)及凝水罐(6)，稀硫铵储罐(23)与预热器(1)之间设置稀硫铵进料泵(22)，结晶器(2)顶部出口与加热器(5)之间设置压缩机(3)，结晶器(2)底部出口通过料浆输送泵(20)连通稠厚器(9)，加热器(5)的顶部连通结晶器(2)的上部，加热器(5)的底部通过循环泵(4)连通加热器(5)的下部，加热器(5)与结晶器(2)通过循环泵(4)形成强制循环，凝水罐(6)顶部设置出气口，底部通过凝水输送泵(18)连通丙烯腈装置(21)，稠厚器(9)出口连通离心机(10)，离心机(10)包括液体出口和固体出口，固体出口连通成套包装设备(12)。
5.根据权利要求4所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能装置，其特征在于：稠厚器(9)顶部设置溢流口，溢流口连通母液罐(11)，离心机(10)的液体出口连通母液罐(11)，母液罐(11)通过饱和液进料泵(14)连通加热器(5)的底部。
6.根据权利要求4所述的丙烯腈生产中硫铵结晶回收节能装置，其特征在于：结晶器(2)中部设置聚合物出口，聚合物出口通过饱和液泵(19)连通聚合物分离罐(7)，聚合物分离罐(7)底部分别设置聚合物出口和硫铵溶液出口，聚合物出口连通聚合物缓冲罐(8)，聚合物缓冲罐(8)底部通过聚合物输送泵(15)连通废水焚烧炉(13)，硫铵溶液出口连通母液缓冲罐(16)，母液缓冲罐(16)通过母液进料泵(17)连通加热器(5)的底部。
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