CN108218657A - 一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，包括以下步骤：(1)：将含乙腈和碳四烃的水相进料物流送去乙腈回收塔进料罐，气液分离；(2)：所得乙腈回收塔进料罐罐底液相加压并升温后进入乙腈回收塔中部；(3)：乙腈回收塔中，塔顶采出塔顶液相和塔顶气相，其中，塔顶液相作为乙腈回收产品输出，塔顶气相会同乙腈回收塔进料罐罐顶气相一起进入尾气水洗塔底部，并经水洗回收乙腈后，得到富含碳四烃的水洗塔塔顶气相回收；(4)：乙腈回收塔塔釜液相经冷却后部分送到尾气水洗塔顶部作为洗水循环利用。与现有技术相比，本发明可有效回收低压下的碳四烃类，大大减少碳四烃和乙腈损失，具有显著的经济效益。

Description

一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法
技术领域
本发明涉及化工产品分离技术领域，尤其是涉及一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法。
背景技术
丁二烯是重要的石油化工基础原料，用来生产合成橡胶、合成树脂、己二腈、己二胺、尼龙66、环丁砜、1,4-丁二醇等。丁二烯的生产方法有碳四馏份分离和合成法(包括丁烷脱氢、丁烯脱氢、丁烯氧化脱氢等)两种。世界各国丁二烯几乎全部直接来自烃类裂解制乙烯时的生产碳四馏分。目前世界范围内采用抽提工艺将乙烯裂解碳四中丁二烯抽提得到丁二烯产品，主要的抽提工艺有以N-甲基吡咯烷酮为萃取溶剂的NMP工艺，有以乙腈为萃取溶剂的乙腈工艺。其中乙腈法丁二烯抽提工艺在在国内占主导。乙腈法工艺有其自身的特点，也有其不足之处。如乙腈回收塔部分乙腈和碳四损失较大。减少碳四和乙腈损失对增加丁二烯抽提装置提高效益有较大好处。
图1是一种目前广泛采用的乙腈回收工艺，其整个回收系统由乙腈回收塔进料罐V-1、乙腈回收塔T-1、进/出料换热器E-1、洗水冷却器E-4等组成。其具体工艺过程为：乙腈回收塔进料罐V-1的水相进料物流S1通常由来自丁烷水洗塔、丁烯水洗塔、炔烃回收塔塔釜的洗水以及萃取塔、解吸塔回流罐水包内的水，这些水中含有乙腈、碳四烃类等。乙腈回收塔进料罐V-1在常压下操作，这些水中的碳四烃类在常压下解吸出来，被排放火炬系统。乙腈回收塔进料罐罐底液相S2经罐底泵加压，并经进/出料换热器E-1与乙腈回收塔T-1塔釜水换热后作为回收塔进料S3送往乙腈回收塔T-1。在乙腈回收塔T-1中，碳四烃、乙腈等从塔顶采出，塔顶回流罐中仍然有碳四气相从罐顶采出送往火炬。同时，乙腈回收塔进料罐V-1和乙腈回收塔T-1塔顶采出的碳四气体中携带部分乙腈一起排往火炬。
通过研究分析，发现传统的乙腈回收工艺存在以下不足：
工艺物料损失较高，主要体现在碳四烃损失和乙腈损失。乙腈回收塔进料罐罐顶气和乙腈回收塔塔顶排放气中不仅含有碳四烃，碳四烃中也含有部分乙腈。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，包括以下步骤：
(1)：将含乙腈和碳四烃的水相进料物流送去乙腈回收塔进料罐，气液分离；
(2)：所得乙腈回收塔进料罐罐底液相加压并升温后进入乙腈回收塔中部；
(3)：乙腈回收塔中，塔顶采出富含乙腈的回收塔塔顶液相和富含碳四烃类的回收塔塔顶气相，其中，乙腈回收塔顶液相作为乙腈回收产品输出，乙腈回收塔顶气相会同乙腈回收塔进料罐罐顶气相一起进入尾气水洗塔底部，并经水洗回收乙腈后，得到富含碳四烃的水洗塔塔顶气相回收；
(4)：乙腈回收塔塔釜液相经冷却后部分送到尾气水洗塔顶部作为洗水循环利用。
优选的，步骤(1)中的含乙腈和碳四烃的水相进料物流来自丁二烯抽提装置中的水洗塔釜出料。
优选的，进入乙腈回收塔中部的乙腈回收塔进料罐罐底液相与乙腈回收塔塔釜液相在乙腈回收塔进/出料换热器处实现换热。
优选的，所述的尾气水洗塔的操作压力为10kPaG～100kPaG，操作温度为303.15K～323.15K。
更优选的，所述的尾气水洗塔的操作压力为20kPaG～50kPaG，操作温度为313.15K～318.15K。
优选的，尾气水洗塔塔顶采出的水洗塔塔顶气相中，碳四烃组分的质量百分比浓度为70.0～99.9wt％。更优选的，尾气水洗塔塔顶采出的水洗塔塔顶气相中，碳四烃组分的质量百分比浓度为90.0～99.9wt％。可以通过提高塔的操作压力或增加洗水量来提高塔顶采出气相中碳四的纯度。
优选的，所述的尾气水洗塔设置在乙腈回收塔进料罐上方，其底部与乙腈回收塔进料罐罐顶连通。
本发明通过在乙腈回收塔进料罐罐顶设置尾气水洗塔，来自乙腈回收塔釜的洗水与乙腈回收塔进料罐罐顶气和乙腈回收塔塔顶排放气在尾气水洗塔中逆流接触，碳四烃中的乙腈随洗水排至乙腈回收塔进料罐中，在乙腈回收塔中得到回收。尾气水洗塔塔顶气相则返回生成气压缩机或者裂解气压缩机，根据该丁二烯抽提装置为丁烯氧化脱氢或石脑油裂解配套。
与传统乙腈回收塔工艺相比，本发明采用尾气水洗塔工艺，首先，通过将尾气中乙腈用洗水洗去，从而尾气可以返回上游压缩机段间，其次，回收了丁二烯抽提装置水洗塔釜洗水中的溶解的碳四烃，从而降低了碳四烃的损失，降低了物耗；避免碳四烃排去火炬中燃烧，降低了碳排放，对环保有利，总的来说，是降低了操作成本。
附图说明
图1为现有的乙腈回收塔工艺的流程示意图；
图2为本发明的尾气回收方法的流程示意图；
图中，T-1为乙腈回收塔，T-2为尾气水洗塔，E-1乙腈回收塔进/出料换热器，E-2为乙腈回收塔冷凝器，E-3为乙腈回收塔再沸器，E-4为乙腈回收塔釜洗水冷却器，V-1为乙腈回收塔进料罐。
具体实施方式
下面结合附图2所示的乙腈法丁二烯抽提工艺尾气回收方法，对本发明做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
本发明以10万吨/年丁二烯抽提的流程模拟计算结果为例进行叙述。
计算基础参数说明：
乙腈回收塔釜水中乙腈含量≤50ppm。
年操作时间8000小时；
水相进料物流S1进料量为45.40吨/小时，组成见表1；
表1S1进料条件
乙腈回收塔进料罐V-1操作压力30kPaG，操作温度314.6K；
乙腈回收塔T-1塔顶操作压力41kPaG，塔顶温度358.9K，塔釜温度390.3K；
尾气水洗塔T-2操作压力25kPaG，塔顶温度315.6K；
水相进料物流S1(314.6K，50kPaG)送去乙腈回收塔进料罐V-1，解吸出来的不凝气从罐顶送去尾气水洗塔T-2内，乙腈回收塔进料罐罐底液相S2(45544.1kg/h)经乙腈回收塔进/出料换热器E-1换热升温后送去乙腈回收塔T-1中部。
在乙腈回收塔T-1中，溶解在水中的碳四烃和乙腈从塔顶采出，并经乙腈回收塔冷凝器E-2冷凝后采出，回收塔塔顶气相S10(70kg/h，315.4K)以碳四为主，以及回收塔塔顶液相S4(767.8kg/h，390.3K)以乙腈为主。乙腈回收塔塔釜液相S5分别经乙腈回收塔进/出料换热器E-1(初步冷却得到初冷物流S6)和乙腈回收塔釜洗水冷却器E-4冷却后，得到洗水物流S7，少量洗水物流股S9送去尾气水洗塔T-2循环利用，部分洗水物流股S8送去丁二烯装置水洗塔，多出的部分送去界区。乙腈回收塔冷凝器E-2采用循环冷却水冷却，乙腈回收塔再沸器E-3采用低压蒸汽作热源。
回收塔塔顶气相S10与乙腈回收塔进料罐V-1罐顶解吸的不凝气一起进入尾气水洗塔T-2内，并与从塔顶送入的少量洗水物流股S9逆流接触，被回收掉其中乙腈后，生成富含碳四烃的水洗塔塔顶气相S11回收。
物料平衡见下表2。
表2
从上述物料平衡表2中可以看出，对于规模为10万吨/年的丁二烯抽提装置，按年操作时间8000h计，本发明比传统的回收工艺每年可以多回收碳四1772t/a，挽回乙腈损失约80t/h，减少了碳排放，对环保有利，效益可观。
实施例2
与实施例1所述工艺流程相比，绝大部分一致，除了本实施例中控制尾气水洗塔T-2操作压力10kPaG左右，操作温度303.15K，塔顶碳四纯度为97.8％。
对于规模为10万吨/年的丁二烯抽提装置，按年操作时间8000h计，本发明比传统的回收工艺每年可以多回收碳四1776t/a，挽回乙腈损失约82t/h，减少了碳排放，对环保有利，效益可观。
实施例3
与实施例1所述工艺流程相比，绝大部分一致，除了本实施例中控制尾气水洗塔T-2操作压力100kPaG左右，操作温度323.15K，塔顶碳四纯度为98.0％。
对于规模为10万吨/年的丁二烯抽提装置，按年操作时间8000h计，本发明比传统的回收工艺每年可以多回收碳四1778t/a，挽回乙腈损失约83t/h，减少了碳排放，对环保有利，效益可观。
实施例4
与实施例1所述工艺流程相比，绝大部分一致，除了本实施例中控制尾气水洗塔T-2操作压力20kPaG左右，操作温度313.15K，塔顶碳四纯度98.5％。
对于规模为10万吨/年的丁二烯抽提装置，按年操作时间8000h计，本发明比传统的回收工艺每年可以多回收碳四1781t/a，挽回乙腈损失约84t/h，减少了碳排放，对环保有利，效益可观。
实施例5
与实施例1所述工艺流程相比，绝大部分一致，除了本实施例中控制尾气水洗塔T-2操作压力50kPaG左右，操作温度318.15K，塔顶碳四纯度98.8％。
对于规模为10万吨/年的丁二烯抽提装置，按年操作时间8000h计，本发明比传统的回收工艺每年可以多回收碳四1784t/a，挽回乙腈损失约86t/h，减少了碳排放，对环保有利，效益可观。
本发明提供了一种乙腈法丁二烯抽提工艺尾气回收工艺，具有显著的经济效益。结合实施例加以具体说明，相关领域的人员完全可以根据本发明提供的方法进行适当改动或变更与组合，来实现该技术。需要特别说明的是，所有这些通过对本发明提供的工艺流程进行相类似的改动或变更与重新组合，对本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为在本发明的精神、范围和内容中。

Claims (8)

1.一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)：将含乙腈和碳四烃的水相进料物流送去乙腈回收塔进料罐，气液分离；
(2)：所得乙腈回收塔进料罐罐底液相加压并升温后进入乙腈回收塔中部；
(3)：乙腈回收塔中，塔顶采出富含乙腈的回收塔塔顶液相和富含碳四烃类的回收塔塔顶气相，其中，乙腈回收塔顶液相作为乙腈回收产品输出，乙腈回收塔顶气相会同乙腈回收塔进料罐罐顶气相一起进入尾气水洗塔底部，并经水洗回收乙腈后，得到富含碳四烃的水洗塔塔顶气相回收；
(4)：乙腈回收塔塔釜液相经冷却后部分送到尾气水洗塔顶部作为洗水循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，步骤(1)中的含乙腈和碳四烃的水相进料物流来自丁二烯抽提装置中的水洗塔釜出料。
3.根据权利要求1所述的一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，进入乙腈回收塔中部的乙腈回收塔进料罐罐底液相与乙腈回收塔塔釜液相在乙腈回收塔进/出料换热器处实现换热。
4.根据权利要求1所述的一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，所述的尾气水洗塔的操作压力为10kPaG～100kPaG，操作温度为303.15K～323.15K。
5.根据权利要求4所述的一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，所述的尾气水洗塔的操作压力为20kPaG～50kPaG，操作温度为313.15K～318.15K。
6.根据权利要求1或4或5所述的一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，尾气水洗塔塔顶采出的水洗塔塔顶气相中，碳四烃组分的质量百分比浓度为70.0～99.9wt％。
7.根据权利要求6所述的一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，尾气水洗塔塔顶采出的水洗塔塔顶气相中，碳四烃组分的质量百分比浓度为90.0～99.9wt％。
8.根据权利要求1所述的一种乙腈法丁二烯抽提工艺中的尾气回收方法，其特征在于，所述的尾气水洗塔设置在乙腈回收塔进料罐上方，其底部与乙腈回收塔进料罐罐顶连通。
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