CN110339674A - 顺酐装置溶剂回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于顺酐溶剂回收技术领域，具体的涉及一种顺酐装置溶剂回收系统。包括离心机，离心机中部出料口通过管路与废溶剂收集罐相连，废溶剂收集罐通过管路与溶剂加热器相连，溶剂加热器通过管路与第二溶剂闪蒸罐相连，第二溶剂闪蒸罐通过管路与解析排气吸收塔相连；离心机底部溶剂相出料口通过管路与溶剂倾析器相连，溶剂倾析器通过管路与闪蒸罐换热器相连，闪蒸罐换热器通过管路与闪蒸罐加热器相连，闪蒸罐加热器通过管路与第一溶剂闪蒸罐相连。该溶剂回收系统设计合理，操作简单，安全性高，运行费用低，减少了顺酐的损失，处理后溶剂达到工艺指标要求，达到了溶剂零损耗的目的，使顺酐装置能够长周期平稳运行。

Description

顺酐装置溶剂回收系统
技术领域
本发明属于顺酐溶剂回收技术领域，具体的涉及一种顺酐装置溶剂回收系统。
背景技术
正丁烷氧化溶剂吸收法顺酐生产工艺是国内外生产顺酐的主流工艺。该工艺是通过正丁 烷氧化反应生成含顺酐的气体混合物，再用溶剂吸收顺酐，在解析塔内将顺酐解析出来。解 析后的溶剂一部分进入溶剂回收单元处理，另一部分直接进入吸收塔循环利用。
反应器内主要发生如下反应：
主反应：
n-C4H10+3.5O2→C4H2O3+4H2O
副反应：
n-C4H10+4.5O2→4CO+5H2O
n-C4H10+6.5O2→4CO2+5H2O
C4H2O3+O2→4CO+H2O
C4H2O3+3O2→4CO2+H2O
n-C4H10+2.5O2→2C2H4O2+H2O
n-C4H10+3.25O2→C3H4O2+0.5CO+0.5CO2+3H2O
7C4H10+12.5O2→2C14O10+25H2O。
有机溶剂在循环使用过程中，会积累一定量的副产物，如溶剂吸收、解析过程中溶剂高 温分解、顺酐水解产生富马酸、苯酐、丁醇等杂质，丙烯酸聚合形成聚丙烯酸等。这些副产 物通过溶剂水洗工段除去。目前，采用较多的有机溶剂是邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。溶剂和 脱盐水混合，搅拌洗涤，进入离心机分离溶剂相和水相，溶剂相进入溶剂缓冲罐或溶剂倾析 器进一步减少溶剂中的水含量，后进入吸收塔循环使用。离心机运行过程中会间歇排出一些 中间相杂质，这些杂质的主要成分为：溶剂DBP、水、苯酐、富马酸、聚丙烯酸、焦油(蒽)， 每小时排放一次，排放量大约在40kg，加上取样置换、尾气单元溶剂回收，每小时大约产生 60kg废溶剂，按照9.5元/kg计算，每小时浪费570元，吨顺酐单耗增加90元左右。这些溶 剂中含有杂质较多，如果不经处理重新进入溶剂系统，水洗不易去除，杂质积累容易导致溶 剂乳化。
目前装置此部分中间相杂质溶剂处理方法为：间歇、少量倒入废水池，通过顺酐污水处 理装置，通过生物处理分解，造成污水处理装置负荷及处理难度较大。
此外，离心机分离得到的溶剂相有机溶剂在循环使用过程中，会积累一定量的副产物， 如溶剂吸收、解析过程中溶剂高温分解、顺酐水解产生富马酸、苯酐、丁醇等杂质。这些副 产物不及时的移除，就会在溶剂中积累，在高温条件下进一步酯化或自聚合形成大分子聚合 物，不仅会使吸收的效率下降，而且还会堵塞换热设备，造成装置停工。
目前，采用较多的有机溶剂是邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，其回收利用国内已经进行了一 系列研究，工艺流程均与专利CN2018211689115中描述。溶剂和脱盐水混合，搅拌洗涤，进 入离心机分离溶剂相和水相，进入溶剂缓冲罐或溶剂倾析器进一步减少溶剂中的水含量，然 后进入吸收塔循环使用。
实际运行中，从离心机分离的溶剂相中水含量为2-3wt％，说明离心机处于良好分离状态， 通过溶剂缓冲罐或溶剂倾析器后，含水量降至1％左右，溶剂含水量仍然达不到工艺要求的 0.02％以下。贫溶剂含水量超标会导致吸收不好或在系统形成顺酸、富马酸，降低了顺酐的收 率，后续溶剂处理的难度和损耗也随之上升。
因此，亟需探索一种新型的顺酐装置溶剂回收系统，对离心机分离得到的有机相和中间 杂质相溶剂进行回收利用，减少顺酐的损失，使顺酐系统能够平稳长周期运行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种顺酐装置溶剂回收系统。该溶剂回收系 统设计合理，操作简单，安全性高，运行费用低，减少了顺酐的损失，处理后溶剂达到工艺 指标要求，达到了溶剂零损耗的目的，使顺酐装置能够长周期平稳运行。
本发明所述的一种顺酐装置溶剂回收系统，包括离心机，离心机中部出料口通过管路与 废溶剂收集罐相连，废溶剂收集罐通过管路与溶剂加热器相连，溶剂加热器通过管路与第二 溶剂闪蒸罐相连，第二溶剂闪蒸罐通过管路与解析排气吸收塔相连；离心机底部溶剂相出料 口通过管路与溶剂倾析器相连，溶剂倾析器通过管路与闪蒸罐换热器相连，闪蒸罐换热器通 过管路与闪蒸罐加热器相连，闪蒸罐加热器通过管路与第一溶剂闪蒸罐相连。
其中：
还包括除盐水预热罐，除盐水预热罐底部进料口与除盐水管线相连，除盐水管线与有机 溶剂进料管线汇合后通过第一管路与搅拌罐相连，搅拌罐底部出料口通过管路与离心机上部 进料口相连。
离心机上部水相出料口通过管路与废水罐相连，废水罐底部出料口与废水排出管路相连。
废溶剂收集罐上部进料口还与废溶剂进料管相连。
溶剂加热器上部连接中压蒸汽进气管。
解析排气吸收塔上部进料口与干溶剂进料管相连，解析排气吸收塔顶部出料口通过管路 与真空系统相连；解析排气吸收塔底部出料口通过管路与顺酐吸收塔相连。
溶剂加热器出口温度为180-195℃。
第二溶剂闪蒸罐的绝对压力为9mmHg。
第二溶剂闪蒸罐的设备参数如下：直径高度2000mm，溶剂进口DN100mm，气相出口DN150mm。
离心机中间出料口排出的中间相废溶剂的质量流量为60kg/h，温度为65℃。
离心机中间出料口排出的中间相废溶剂组成为：溶剂DBP、水、苯酐、富马酸、聚丙烯 酸和焦油(蒽)。
离心机中间相间歇排出的废溶剂中溶剂与杂质的分离过程如下：
离心机间歇排出的中间相废溶剂通过离心机中部出料口排出，通过管路进入废溶剂收集 罐暂存，进入废溶剂收集罐暂存的溶剂还包括通过废溶剂进料管进入的取样置换溶剂、尾气 焚烧单元旋风分离器及焚烧炉底部溶剂。当废溶剂收集罐内的溶剂到达一定量后，由溶剂提 升泵将溶剂输送至溶剂加热器，溶剂加热器上部与中压蒸汽进气管相连，废溶剂被中压蒸汽 加热后，温度达到180-195℃，然后通过管路进入到第二溶剂闪蒸罐进行闪蒸，第二溶剂闪蒸 罐内的绝对压力为9mmHg，在真空状态下使溶剂闪蒸回收。闪蒸后的气相溶剂进入解析排气 吸收塔，被由干溶剂进料管输送进解析排气吸收塔的干溶剂喷淋吸收，吸收的溶剂从解析排 气吸收塔排出回收利用。
上述离心机中间相间歇排出的废溶剂回收设备间歇操作，第二溶剂闪蒸罐底部杂质定期 清理。
上述操作，对于离心机间歇排出的废溶剂，在真空条件下加热闪蒸，将溶剂和焦油、聚 丙烯酸等杂质进行分离，回收溶剂。
对于，离心机分离得到的溶剂相的干燥过程，还包括如下设备：
闪蒸罐加热器上部连接低压蒸汽进气管。
第一溶剂闪蒸罐顶部气相出口通过管路与真空系统相连，第一溶剂闪蒸罐底部液相出口 通过干溶剂管路与闪蒸罐换热器相连，闪蒸罐换热器通过管路与顺酐吸收塔相连。
离心机底部溶剂相质量流量为8000kg/h，温度60-65℃。
闪蒸罐换热器出口温度为70-75℃，压力为0.38-0.42MPa。
闪蒸罐加热器出口温度为95-100℃，压力为0.35-0.42MPa。
第一溶剂闪蒸罐操作压力为绝对压力8.5-9.2mmHg。
第一溶剂闪蒸罐底部温度为85-90℃。
第一溶剂闪蒸罐顶部气相温度为93-98℃。
第一溶剂闪蒸罐设备参数如下：直径高度3000mm(不含封头)，填料层高 度1000mm，填料位于设备中部；溶剂入口DN300mm，顶部气相出口DN350mm，底部干溶 剂出口DN50mm。
离心机底部溶剂相出口溶剂相组成如下：溶剂DBP含量：98-98.5wt％；水含量：1.5-2wt％。
第一溶剂闪蒸罐顶部气相组成：水含量93-97wt％，溶剂含量3-7wt％。
第一溶剂闪蒸罐底部排出的干溶剂的组成为：DBP含量：99-99.4wt％；水含量：≤0.02wt％， 温度：76-80℃。
离心机底部排出的溶剂相的干燥与回收过程如下：
由离心机底部排出的溶剂相进入溶剂倾析器后，由溶剂泵将溶剂输送至闪蒸罐换热器， 与第一溶剂闪蒸罐底出料口通过干溶剂管路输送过来的干溶剂进行初步换热，闪蒸罐换热器 的出口温度为70-75℃，压力为0.38-0.42MPa；然后再进入闪蒸罐加热器，利用低压蒸汽进气 管输送来的低压蒸汽加热达到所需温度，闪蒸罐加热器出口温度为95-100℃，压力为 0.35-0.42MPa。加热后溶剂相最终进入第一溶剂闪蒸罐中蒸出溶剂中残余的水分，使溶剂中 的水分含量达到0.02％及以下，废气由第一溶剂闪蒸罐顶部的出气口通过管路排入真空系统。 闪蒸后的溶剂经干溶剂泵通过干溶剂管路输送，经闪蒸罐换热器降温后送回顺酐吸收塔循环 利用。
上述过程，对于离心机底部排出的溶剂，将溶剂中的水分进一步移除，达到工艺指标要 求，减少顺酐的损失，使溶剂吸收解析系统能够平稳长周期运行。
通过上述两个过程：离心机中间相间歇排出的废溶剂中溶剂与杂质的分离过程与离心机 底部排出的溶剂相的干燥与回收过程，将顺酐生产过程中的溶剂完全回收利用，实现了溶剂 的零损耗。
第一溶剂闪蒸罐与第二溶剂闪蒸罐的结构相同，溶剂闪蒸罐内侧顶部设置丝网除沫器， 内侧中部设置填料层，溶剂闪蒸罐外侧顶部设置气相出口，外侧中上部设置溶剂进口，外侧 底部设置液相出口。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所述的顺酐装置溶剂回收系统，离心机间歇排出的中间相废溶剂经过加热闪 蒸后，进行回收利用，根据排放量计算，每小时可以回收溶剂50Kg，不仅减少了溶剂损失和 顺酐污水处理单元负荷，也有效降低了加工成本，加工成本降低76元/吨顺酐。
(2)本发明所述的顺酐装置溶剂回收系统，对于离心机底部排出的溶剂，溶剂干燥经过 加热闪蒸后，进一步减少了溶剂洗涤工段带入吸收工段的水分，减少了顺酐的分解损失，减 少了杂质的生成，保证溶剂吸收解析系统能够平稳长周期运行。
(3)本发明所述的顺酐装置溶剂回收系统，将离心分离的溶剂相溶剂和间歇排出的中间 相废溶剂分别回收利用，系统设计合理，操作简单，安全性高，运行费用低，减少了顺酐的 损失，处理后溶剂达到工艺指标要求，达到了溶剂零损耗的目的，使顺酐装置能够长周期平 稳运行。
附图说明
图1是顺酐装置溶剂回收系统示意图。
图2是第一溶剂闪蒸罐与第二溶剂闪蒸罐的结构示意图。
图中：1、搅拌罐；2、离心机；3、溶剂倾析器；4、闪蒸罐换热器；5、闪蒸罐加热器； 6、第一溶剂闪蒸罐；7、干溶剂管路；8、除盐水预热罐；9、除盐水管线；10、有机溶剂进 料管线；11、第一管路；12、废水罐；13、废水排出管路；14、废溶剂收集罐；15、废溶剂 进料管；16、溶剂加热器；17、第二溶剂闪蒸罐；18、解析排气吸收塔；19、干溶剂进料管； 20、中压蒸汽进气管；21、低压蒸汽进气管；22、丝网除沫器；23、填料层；24、气相出口； 25、溶剂进口；26、液相出口。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种顺酐装置溶剂回收系统，包括离心机2，离心机2中部出料口通过管路与废溶剂收 集罐14相连，废溶剂收集罐14通过管路与溶剂加热器16相连，溶剂加热器16通过管路与 第二溶剂闪蒸罐17相连，第二溶剂闪蒸罐17通过管路与解析排气吸收塔18相连；离心机2 底部溶剂相出料口通过管路与溶剂倾析器3相连，溶剂倾析器3通过管路与闪蒸罐换热器4 相连，闪蒸罐换热器4通过管路与闪蒸罐加热器5相连，闪蒸罐加热器5通过管路与第一溶剂闪蒸罐6相连。
还包括除盐水预热罐8，除盐水预热罐8底部进料口与除盐水管线9相连，除盐水管线9 与有机溶剂进料管线10汇合后通过第一管路11与搅拌罐1相连，搅拌罐1底部出料口通过 管路与离心机2上部进料口相连。
离心机2上部水相出料口通过管路与废水罐12相连，废水罐12底部出料口与废水排出 管路13相连。
废溶剂收集罐14上部进料口还与废溶剂进料管15相连。
溶剂加热器16上部连接中压蒸汽进气管20。
解析排气吸收塔18上部进料口与干溶剂进料管19相连，解析排气吸收塔18顶部出料口 通过管路与真空系统相连；解析排气吸收塔18底部出料口通过管路与顺酐吸收塔相连。
溶剂加热器16出口温度为185℃。
第二溶剂闪蒸罐的绝对压力为9mmHg。
第二溶剂闪蒸罐的设备参数如下：直径高度2000mm，溶剂进口DN100mm，气相出口DN150mm。
离心机中间出料口排出的中间相废溶剂的质量流量为60kg/h，温度为65℃。
离心机中间相间歇排出的废溶剂中溶剂与杂质的分离过程如下：
离心机2间歇排出的中间相废溶剂通过离心机2中部出料口排出，通过管路进入废溶剂收 集罐14暂存，进入废溶剂收集罐14暂存的溶剂还包括通过废溶剂进料管15进入的取样置换溶 剂、尾气焚烧单元旋风分离器及焚烧炉底部溶剂。当废溶剂收集罐14内的溶剂到达一定量后， 由溶剂提升泵将溶剂输送至溶剂加热器16，溶剂加热器16上部与中压蒸汽进气管20相连，废 溶剂被中压蒸汽加热后，温度达到185℃，然后通过管路进入到第二溶剂闪蒸罐17进行闪蒸， 第二溶剂闪蒸罐17内的绝对压力为9mmHg，在真空状态下使溶剂闪蒸回收。闪蒸后的气相溶 剂进入解析排气吸收塔18，被由干溶剂进料管19输送进解析排气吸收塔18的干溶剂喷淋吸收， 吸收的溶剂从解析排气吸收塔18排出回收利用。
其中：离心机中间出料口排出的中间相废溶剂组成为：溶剂DBP、水、苯酐、富马酸、聚丙烯酸和焦油(蒽)。
经过上述操作后，将溶剂DBP与其他杂质完全分离。
上述离心机中间相间歇排出的废溶剂回收设备间歇操作，第二溶剂闪蒸罐底部杂质定期 清理。
上述操作，对于离心机间歇排出的废溶剂，在真空条件下加热闪蒸，将溶剂和焦油、聚 丙烯酸等杂质进行分离，回收溶剂。
对于，离心机分离得到的溶剂相的干燥过程，还包括如下设备：
闪蒸罐加热器5上部连接低压蒸汽进气管21。
第一溶剂闪蒸罐6顶部出料口通过管路与真空系统相连，第一溶剂闪蒸罐6底部出料口 通过干溶剂管路7与闪蒸罐换热器4相连，闪蒸罐换热器4通过管路与顺酐吸收塔相连。
闪蒸罐换热器4出口温度为75℃，压力为0.4MPa。
闪蒸罐加热器5出口温度为100℃，压力为0.39MPa。
第一溶剂闪蒸罐6操作压力为绝对压力9mmHg。
第一溶剂闪蒸罐6底部温度为85℃。
第一溶剂闪蒸罐6顶部气相温度为93℃。
第一溶剂闪蒸罐6设备参数如下：直径高度3000mm(不含封头)，填料层高度：1000mm，填料位于设备中部；溶剂入口DN300mm，顶部气相出口DN350mm，底部 干溶剂出口DN50mm。
离心机底部出口溶剂质量流量为8000kg/h，温度65℃。
离心机底部出口溶剂相组成如下：溶剂DBP含量98.5wt％；水含量1.5wt％。
第一溶剂闪蒸罐6顶部气相组成：水含量94.49wt％，溶剂含量5.51wt％。
第一溶剂闪蒸罐6底部排出的干溶剂的组成为：DBP含量：99.4wt％；水含量：≤0.02wt％。
离心机底部排出的溶剂相的干燥与回收过程如下：
由离心机2底部排出的溶剂相进入溶剂倾析器3后，由溶剂泵将溶剂输送至闪蒸罐换热 器4，与第一溶剂闪蒸罐6底出料口通过干溶剂管路7输送过来的干溶剂进行初步换热，闪 蒸罐换热器4的出口温度为75℃，压力为0.4MPa；然后再进入闪蒸罐加热器5，利用低压蒸 汽进气管21输送来的低压蒸汽加热达到所需温度，闪蒸罐加热器5出口温度为100℃，压力 为0.39MPa。加热后溶剂相最终进入第一溶剂闪蒸罐6中蒸出溶剂中残余的水分，使溶剂中 的水分含量达到0.02％及以下，废气由第一溶剂闪蒸罐6顶部的出气口通过管路排入真空系 统。闪蒸后的溶剂经干溶剂泵通过干溶剂管路7输送，经闪蒸罐换热器4降温后送回顺酐吸 收塔循环利用。
其中：
离心机底部出口溶剂质量流量为8000kg/h，温度65℃。
离心机底部出口溶剂相组成如下：溶剂DBP含量98.5wt％；水含量1.5wt％。
第一溶剂闪蒸罐6底部排出的干溶剂的组成为：DBP含量：99.4wt％；水含量：≤0.02wt％。
上述两个处理过程采用的第一溶剂闪蒸罐与第二溶剂闪蒸罐的结构相同，溶剂闪蒸罐内 侧顶部设置丝网除沫器22，内侧中部设置填料层23，溶剂闪蒸罐外侧顶部设置气相出口24， 外侧中上部设置溶剂进口25，外侧底部设置液相出口26。

Claims (10)

1.一种顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：包括离心机(2)，离心机(2)中部出料口通过管路与废溶剂收集罐(14)相连，废溶剂收集罐(14)通过管路与溶剂加热器(16)相连，溶剂加热器(16)通过管路与第二溶剂闪蒸罐(17)相连，第二溶剂闪蒸罐(17)通过管路与解析排气吸收塔(18)相连；离心机(2)底部溶剂相出料口通过管路与溶剂倾析器(3)相连，溶剂倾析器(3)通过管路与闪蒸罐换热器(4)相连，闪蒸罐换热器(4)通过管路与闪蒸罐加热器(5)相连，闪蒸罐加热器(5)通过管路与第一溶剂闪蒸罐(6)相连。
2.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：还包括除盐水预热罐(8)，除盐水预热罐(8)底部进料口与除盐水管线(9)相连，除盐水管线(9)与有机溶剂进料管线(10)汇合后通过第一管路(11)与搅拌罐(1)相连，搅拌罐(1)底部出料口通过管路与离心机(2)上部进料口相连，离心机(2)上部水相出料口通过管路与废水罐(12)相连，废水罐(12)底部出料口与废水排出管路(13)相连。
3.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：废溶剂收集罐(14)上部进料口还与废溶剂进料管(15)相连。
4.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：溶剂加热器(16)上部连接中压蒸汽进气管(20)。
5.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：解析排气吸收塔(18)上部进料口与干溶剂进料管(19)相连，解析排气吸收塔(18)顶部出料口通过管路与真空系统相连；解析排气吸收塔(18)底部出料口通过管路与顺酐吸收塔相连。
6.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：第二溶剂闪蒸罐(17)设备参数如下：直径高度2000mm，溶剂进口DN100mm，气相出口DN150mm。
7.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：闪蒸罐加热器(5)上部连接低压蒸汽进气管(21)。
8.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：第一溶剂闪蒸罐(6)顶部气相出口(24)通过管路与真空系统相连，第一溶剂闪蒸罐(6)底部液相出口(26)通过干溶剂管路(7)与闪蒸罐换热器(4)相连，闪蒸罐换热器(4)通过管路与顺酐吸收塔相连。
9.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：第一溶剂闪蒸罐(6)设备参数如下：直径高度3000mm，填料层高度：1000mm，填料位于设备中部；溶剂入口DN300mm，顶部气相出口DN350mm，底部干溶剂出口DN50mm。
10.根据权利要求1所述的顺酐装置溶剂回收系统，其特征在于：第一溶剂闪蒸罐(6)与第二溶剂闪蒸罐(17)的结构相同，溶剂闪蒸罐内侧顶部设置丝网除沫器(22)，内侧中部设置填料层(23)，溶剂闪蒸罐外侧顶部设置气相出口(24)，外侧中上部设置溶剂进口(25)，外侧底部设置液相出口(26)。
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CN113548712A (zh) * 2021-08-28 2021-10-26 洛阳炼化九源石化有限公司 一种用于正丁烷法顺酐的脱溶剂再生碱洗系统

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