CN109550359A - 一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法,将羰基合成法合成丁醇工艺中汽提后的丁醛分为两部分,一部分汽提后的丁醛作为羰基合成产生的驰放气的一次吸收剂,一次吸收剂和循环吸收剂混合成总吸收剂,总吸收剂经过冷却后与驰放气一同通入吸收塔,总吸收剂吸附驰放气中的丙烯和丙烷,再将吸附丙烯和丙烷的总吸收剂通入解吸塔,将丙烯和丙烷从总吸收剂中分离,一部分分离后的总吸收剂作为循环吸收剂,另一部分分离后的总吸收剂与另一部分汽提后的丁醛合并作为氢气加成制备丁醇的原料,其中,吸收塔的塔顶温度为10~28℃,吸收塔的塔顶的压力为1.15~1.2MPa。
Description
技术领域
本发明属于丁醇合成技术领域,涉及丁醇合成工艺中产生的驰放气的处理,具体涉及一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法。
背景技术
羰基合成法是合成丁醇的一种方法,其原理是丙烯和一氧化碳进行羰基反应,产生正丁醛产品和异丁醛副产品,然后再通过加氢反应生产丁醇。在羰基反应过程中,反应系统气相循环回来随着时间的积累,驰放气从反应系统送走,该驰放气中含有较多丙烷和丙烯等有用气体。随着国家对环境保护严格要求,从保护环境的角度出发,需要减少驰放气的排放,保证生产装置的系统稳定和安全,使驰放气操作尽可能不影响装置自身及周边的正常生产运行,保护周边生态环境。然而驰放气的燃烧会出现燃烧产物残留物,会对周边的环境造成严重的空气污染,同时还会对周边造成一定的热辐射。
对于采用羰基合成法合成丁醇的工艺的过程为:羰基合成→汽提→精馏→氢气加成,对于羰基合成产生的驰放气的回收工艺,采用吸收剂对驰放气中的丙烷丙烯进行吸附,然后通过解吸分离吸收剂和丙烷丙烯。
中国专利CN200810114409.0公开了一种无二次污染的有机废气处理方法,包括吸附和脱附过程、回收利用过程,其特征是回收利用过程中包括了气体循环回收过程和脱附混合气冷凝得到的有机液体和分层水循环回收过程。该方法采用吸附剂进行吸附,然后再进行脱附处理。在有机化工园区内各个装置中排放的有机物质种类繁多,并且有机物质在混合过程中发生了反应形成了新的有机物质。因此在吸附和脱附过程中选择的吸附剂和脱附剂种类较多,且每种有机物质不是都具有吸附能力和脱附能力极强的物质。还有有些有机物质在火炬管线中流动过程中发生了化学反应,吸附剂会无法完全吸附。那么很容易出现水蒸气COD超标,造成设备的腐蚀。同时该方法为多级吸附和脱附、精馏,因此操作比较困难,并且如果生产装置出现不稳定排放量超过该装置中的吸附剂量的情况下极易出现生产事故。
中国专利CN201110064514.X公开了一种新型的废气净化装置,包括过滤器和吸附装置,过滤器上设有有机废气进口,过滤器出口处通过吸附管道与吸附装置连接,吸附装置包括吸附床Ⅰ和吸附床Ⅱ,吸附床Ⅰ和吸附床Ⅱ的前端通过脱附管道与冷凝器一端连接,吸附床Ⅰ和吸附床Ⅱ的末端通过吸附管道与吸附风机连接,吸附床Ⅰ和吸附床Ⅱ的后端通过脱附管道连通后与水蒸气进口管道连接,水蒸气进口管道处设有干燥风机,冷凝器另一端与分离器连接,分离器上设有有机物出口和水出口。该方法采用排除的水依靠分层器进行分离后将水进行排除,而油水分离出来的水中的COD超标,需要进行二次再处理,这样给环保造成很大的影响,并且经过多次吸附处理后存在水中的有机物具有严重的恶臭味道。
发明内容
本发明针对的羰基合成产生的驰放气的回收工艺是利用混合丁醛作为吸附剂的工艺。虽然该工艺能够解决安全生产和恶臭污染环境的问题,但是需要严格控制混合丁醛的摩尔比,实现对丙烯丙烷的完全吸收。同时,在吸收剂循环使用多次后导致吸收剂配比发生改变,从而影响对驰放气中丙烯丙烷的吸收效率。
为了解决现有技术的不足,本发明的目的之一是提供一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法,该方法无需考虑混合丁醛的摩尔比,对丙烯,尤其是丙烷的吸收效率较高。
为了实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法,将羰基合成法合成丁醇工艺中汽提后的丁醛分为两部分,一部分汽提后的丁醛作为羰基合成产生的驰放气的一次吸收剂,一次吸收剂和循环吸收剂混合成总吸收剂,总吸收剂经过冷却后与驰放气一同通入吸收塔,总吸收剂吸附驰放气中的丙烯和丙烷,再将吸附丙烯和丙烷的总吸收剂通入解吸塔,将丙烯和丙烷从总吸收剂中分离,一部分分离后的总吸收剂作为循环吸收剂,另一部分分离后的总吸收剂与另一部分汽提后的丁醛合并作为氢气加成制备丁醇的原料,其中,吸收塔的塔顶温度为10~28℃,吸收塔的塔顶的压力为1.15~1.2MPa。
本发明利用羰基合成法合成丁醇工艺中汽提后的丁醛作为回收驰放气的一次吸收剂,能够连续为吸收塔提供吸收剂,实现驰放气的连续处理。同时,一次吸收剂为羰基合成法合成丁醇工艺中汽提后的丁醛,该丁醛能够为循环吸收剂连续补充新鲜的吸收剂,从而避免了循环使用中吸收剂中摩尔比的改变对丙烯和丙烷吸收的影响。第三,汽提后的丁醛作为一次吸收剂与循环吸收剂混合后能够降低循环吸收剂的温度,从而降低冷却循环吸收剂的冷却水的使用量,降低了成本。第四,吸收剂从塔底进入,从塔顶采出,即塔顶温度作为吸附过程实际的操作温度,本发明以羰基合成法合成丁醇工艺中汽提后的丁醛作为吸收剂,采用塔顶温度10~28℃、塔顶压力1.15~1.2MPa的工艺参数对驰放气进行吸收,能够有效控制吸附剂对丙烷的吸收效率在97~99%。第五,本发明直接采用生产的丁醛作为吸收剂,无需添加其他的成分,降低生产成本。
本发明的目的之二是提供一种实现上述利用方法的回收系统,由丁醇合成系统、吸收塔、冷却器、解吸塔组成,丁醇合成系统包括依次连接的羰基合成反应装置、汽提塔、精馏塔和氢气合成反应装置,羰基合成反应装置的气相出口连接吸收塔的气相进口,汽提塔底部的丁醛出口连接冷却器物料进口,冷却器物料出口连接吸收塔的上部吸收剂进口,吸收塔底部的吸收剂出口连接解吸塔进口,解吸塔的塔底出口同时连接冷却器物料进口和精馏塔进口。
本发明的有益效果为:
(1).本发明缩短了吸收剂的停留时间,降低了吸收剂的缩(聚)合几率,提高了吸收效果,实现了驰放气中丙烯/丙烷的100%回收利用。
(2).本发明的吸收剂来源于反应系统,吸收剂可连续生成并连续提供使用,有效利用丙烯回收量,回收节约丙烯成本1吨/天*8500元/吨*30=255000元;
(3).本方法再生后的吸收剂可作为丁醇的原料二次使用,解决再生后的吸收剂直排废液贮槽。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明系统的结构示意图;
其中,1.汽提塔,2.吸收塔,3.解吸塔,4.精馏塔,5.冷却器。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本申请所述汽提后的丁醛是指汽提塔直接采出的丁醇。
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在混合丁醛作为吸收剂重复利用导致摩尔比不稳定等不足,为了解决如上的技术问题,本申请提出了一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法。
本申请的一种典型的实施方式,提供了一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法,将羰基合成法合成丁醇工艺中汽提后的丁醛分为两部分,一部分汽提后的丁醛作为羰基合成产生的驰放气的一次吸收剂,一次吸收剂和循环吸收剂混合成总吸收剂,总吸收剂经过冷却后与驰放气一同通入吸收塔,总吸收剂吸附驰放气中的丙烯和丙烷,再将吸附丙烯和丙烷的总吸收剂通入解吸塔,将丙烯和丙烷从总吸收剂中分离,一部分分离后的总吸收剂作为循环吸收剂,另一部分分离后的总吸收剂与另一部分汽提后的丁醛合并作为氢气加成制备丁醇的原料,其中,吸收塔的塔顶温度为10~28℃,吸收塔的塔顶的压力为1.15~1.2MPa。
另外,由于丁醇生产过程中,汽提塔与精馏塔之间通常需要设置稳定塔,以保证精馏塔的稳定运行。由于汽提塔采出的丁醛与稳定塔的丁醛成分相同,所以除了本申请汽提塔底部采出的丁醛可以作为一次吸收剂,稳定塔内的丁醛也可以作为一次吸收剂。然而在实际运行过程中发现,如果利用稳定塔内的丁醛,为了不影响后续精馏塔的运行,需要增添储料槽,将稳定塔内的丁醛输送至储料槽,然后由储料槽为吸收塔提供丁醛,由于储料槽的缓冲,考虑普通泵体无法长时间连续运行,因而必须采用间歇式加料的方式。然而采用间歇式加料的方式,必然导致丁醛的停留时间增加,从而使得吸收剂的缩(聚)合几率增加。所以本申请利用汽提后的丁醛,能够缩短停留时间,降低缩(聚)合几率。
优选的,解吸的条件为:压力0.50~0.68MPa,温度130~190℃(吸收塔塔釜的温度)。其中,丙烯的解吸受外界温度影响较大,为了将保证丙烯从总吸收剂解吸出来的更稳定,需要保持解吸塔的塔釜温度与外界温度的温度差维持稳定,即外界温度较高时,解吸塔的塔釜温度调高,外界稳定较低时,解吸塔的塔釜温度调低。解吸塔塔顶的温度为8~20℃。
优选的,羰基合成产生的驰放气包括羰基合成工序直接排放的气体和汽提后产生的气体。
由于驰放气排放不稳定,可能存在吸收剂量的需求不同的情况,为了是吸收塔稳定运行,优选的,另一部分汽提后的丁醛经过稳定后分为两部分,一部分稳定后的丁醛经过缓冲后进入吸收塔。保证吸收塔的稳定运行,另一部分稳定后的丁醛。
优选的,解吸后的气体进行丙烯丙烷分离,丙烷进行收集,丙烯作为羰基合成原料输送至羰基合成工序。
为了防止丁醛聚合形成的重组分的累积,优选的,总吸收剂脱出重组分后进入解吸塔。
汽提塔的压力为2~2.5MPa,汽提塔的塔釜温度为10~20℃。
本申请的另一种实施方式,提供了一种实现上述利用方法的回收系统,由丁醇合成系统、吸收塔、冷却器、解吸塔组成,丁醇合成系统包括依次连接的羰基合成反应装置、汽提塔、精馏塔和氢气合成反应装置,羰基合成反应装置的气相出口连接吸收塔的气相进口,汽提塔底部的丁醛出口连接冷却器物料进口,冷却器物料出口连接吸收塔的上部吸收剂进口,吸收塔底部的吸收剂出口连接解吸塔进口,解吸塔的塔底出口同时连接冷却器物料进口和精馏塔进口。
优选的,汽提塔与精馏塔之间设有稳定塔,稳定塔出口管线一部分连接精馏塔,另一部分连接储料槽,储料槽的出口连接吸收塔吸收剂进口。
优选的,汽提塔的气相出口连接吸收塔的气相进口。
优选的,包括脱重塔,脱重塔设置在解吸塔之后,解吸塔塔釜的吸收剂进入脱重塔,脱重塔分离后的丁醛进入解吸塔中。
解吸塔塔釜的吸收剂进入脱重塔,脱重塔主要脱除解吸塔内的重组分,通过0.5MPa蒸汽将丁醛从重组分中分离出来,分离后丁醛通过泵再次进入解吸塔中。其目的是脱除重组分的同时将吸收剂再次输送回解吸塔并进行再次解析。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
实施例采用的系统如图1所示,由丁醇合成系统、吸收塔2、冷却器5、解吸塔3组成。
丁醇合成系统包括依次连接的羰基合成反应装置、汽提塔1、稳定塔、精馏塔4和氢气合成反应装置,羰基合成反应装置的气相出口和汽提塔1的气相出口均连接吸收塔的气相进口,汽提塔1底部的丁醛出口连接冷却器5物料进口,冷却器5物料出口连接吸收塔2的上部吸收剂进口,吸收塔2底部的吸收剂出口连接解吸塔进口,解吸塔3的塔底出口同时连接冷却器5物料进口和精馏塔4进口。解吸塔3之后还设有脱重塔,解吸塔3塔釜的吸收剂进入脱重塔,脱重塔主要脱除解吸塔内的重组分,通过0.5MPa蒸汽将丁醛从重组分中分离出来,分离后丁醛通过泵再次进入解吸塔中。
稳定塔出口管线一部分连接精馏塔,另一部分连接储料槽,储料槽的出口连接吸收塔吸收剂进口。
工艺过程为:
汽提塔的部分丁醛作为一次吸收剂,与来自解吸塔的循环吸收剂混合,一次吸收剂使得循环吸收剂冷却,并进入冷却器进行进一步冷却后输送至吸收塔,混合后的总吸收剂将吸收塔内的驰放气吸附处理后,输送至解吸塔进行解吸,解吸后的总吸收剂,一部分作为循环吸收剂,另一部分进入精馏塔后进行氢气加成反应获得丁醇。解吸后的气体经过分离获得丙烯和丙烷,丙烯重新输送至羰基合成工序作为羰基合成原料。
从汽提塔进入吸收塔的一次吸收剂的量与从解吸塔到精馏塔的丁醛的量相等,其中,解吸后的总吸收剂的质量的60~70%作为循环吸收剂。
以下实施例为各工艺参数下的运行情况
实施例1
将汽提塔的塔内压力2.3MPa,汽提塔的塔釜的温度15℃,吸收塔中部压力(吸收塔进料处的压力)1.60MPa,吸收塔塔顶压力为1.18MPa,吸收塔塔顶温度为20℃,由汽提塔向吸收塔顶部输送吸收剂流量为10m3/h,经过吸附后的吸收剂进入解吸塔,解吸塔内压力控制在0.60MPa,塔顶温度在10℃,塔釜温度达到140℃将丙烯、丙烷解吸出来进行循环使用,每班取样分析检测解吸后的丙烷含量为97.6%,通过计算丙烷的吸附效率达到97.2%。
实施例2
将汽提塔的压力2.3MPa,汽提塔的塔釜的温度15℃,吸收塔压力(吸收塔进料处的压力)1.58MPa,吸收塔塔顶压力为1.18MPa,吸收塔塔顶温度为20℃,由汽提塔向吸收塔顶部内输送吸收剂流量为13m3/h,经过吸附后的吸收剂进入解吸塔,解吸塔内压力控制在0.60MPa,塔顶温度在10℃,塔釜温度达到140℃将丙烯、丙烷解吸出来进行循环使用,每班取样分析检测解析后的丙烷含量为98.3%,通过计算丙烷的吸附效率达到97.8%。
实施例3
将汽提塔的压力2.3MPa,汽提塔的塔釜的温度15℃,吸收塔压力(吸收塔进料处的压力)1.56MPa,吸收塔塔顶压力为1.18MPa,吸收塔塔顶温度为20℃,由汽提塔向吸收塔塔顶内输送吸收剂流量为15m3/h,经过吸附后的吸收剂进入解吸塔,解吸塔内压力控制在0.60MPa,塔顶温度在10℃,塔釜温度达到140℃将丙烯、丙烷解吸出来进行循环使用后,每班取样分析检测解析后的丙烷含量为99.2%,通过计算丙烷的吸附效率达到98.5%。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效吸收剂回收驰放气中组分的利用方法,其特征是,将羰基合成法合成丁醇工艺中汽提后的丁醛分为两部分,一部分汽提后的丁醛作为羰基合成产生的驰放气的一次吸收剂,一次吸收剂和循环吸收剂混合成总吸收剂,总吸收剂经过冷却后与驰放气一同通入吸收塔,总吸收剂吸附驰放气中的丙烯和丙烷,再将吸附丙烯和丙烷的总吸收剂通入解吸塔,将丙烯和丙烷从总吸收剂中分离,一部分分离后的总吸收剂作为循环吸收剂,另一部分分离后的总吸收剂与另一部分汽提后的丁醛合并作为氢气加成制备丁醇的原料,其中,吸收塔的塔顶温度为10~28℃,吸收塔的塔顶的压力为1.15~1.2MPa。
2.如权利要求1所述的利用方法,其特征是,解吸的条件为:压力0.50~0.68MPa,温度130~190℃。
3.如权利要求1所述的利用方法,其特征是,羰基合成产生的驰放气包括羰基合成工序直接排放的气体和汽提后产生的气体。
4.如权利要求1所述的利用方法,其特征是,另一部分汽提后的丁醛经过稳定后分为两部分,一部分稳定后的丁醛经过缓冲后进入吸收塔。
5.如权利要求1所述的利用方法,其特征是,解吸后的气体进行丙烯丙烷分离,丙烷进行收集,丙烯作为羰基合成原料输送至羰基合成工序。
6.如权利要求1所述的利用方法,其特征是,吸收剂脱出重组分后进入解吸塔。
7.一种实现权利要求1所述利用方法的回收系统,其特征是,由丁醇合成系统、吸收塔、冷却器、解吸塔组成,丁醇合成系统包括依次连接的羰基合成反应装置、汽提塔、精馏塔和氢气合成反应装置,羰基合成反应装置的气相出口连接吸收塔的气相进口,汽提塔底部的丁醛出口连接冷却器物料进口,冷却器物料出口连接吸收塔的上部吸收剂进口,吸收塔底部的吸收剂出口连接解吸塔进口,解吸塔的塔底出口同时连接冷却器物料进口和精馏塔进口。
8.如权利要求7所述的回收系统,其特征是,汽提塔与精馏塔之间设有稳定塔,稳定塔出口管线一部分连接精馏塔,另一部分连接储料槽,储料槽的出口连接吸收塔吸收剂进口。
9.如权利要求7所述的回收系统,其特征是,汽提塔的气相出口连接吸收塔的气相进口。
10.如权利要求7所述的回收系统,其特征是,包括脱重塔,脱重塔设置在解吸塔之后,解吸塔塔釜的吸收剂进入脱重塔,脱重塔分离后的丁醛进入解吸塔中。
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