CN112742174B - 环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中排醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中排醇的方法，包括：在再生塔的上端设置洗涤段，用洗涤水来洗涤再生塔气流中过量的乙二醇。来自再生塔底的再生气及高浓度的EG蒸汽经过该洗涤段时，会被洗涤水洗涤，大量EG溶解于洗涤水中而被带走。采用本发明的方法来脱除乙二醇，乙二醇在整个脱碳装置中浓度最高的地方被脱除下来，用水量最少，脱除量最高，洗涤水可以送出污水处理，也可送去继续回收水中的乙二醇物质，本方法适用于EO/EG装置上的脱碳单元中，流程简单，解决了脱碳溶液中乙二醇过高的情况以及整个单元污水排放过多的问题。

Description

环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中排醇的方法
技术领域
本发明涉及一种环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中排醇的方法，以及用于环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中的再生塔，属于节能环保技术领域。
背景技术
环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)相关技术主要有乙烯法以乙烯和氧气为原料，氧化反应生成环氧乙烷,环氧乙烷经传统水合工艺或催化水解工艺生成乙二醇。目前世界上环氧乙烷/乙二醇工业应用的主导工艺为乙烯在银催化剂直接氧化生成环氧乙烷、环氧乙烷水合生成乙二醇的工艺技术。CO2脱除系统作为环氧乙烷/乙二醇装置的组成单元之一。其主要作用是从EO反应循环气流中脱除反应的副产物CO2，使循环气体系中的组分浓度保持稳定。由于循环气体系中存在氧气，因此CO2脱除需采用热碳酸钾溶液体系。在进入脱碳系统的循环气中，由于在前序EO精制系统中未能将EO脱除干净，造成进入脱碳系统的EO含量明显超标，通常EO的含量应控制在5ppm左右，然而实际运行中常常会大大超出该含量，达到50-100ppm，这样大量的EO会被带入脱碳系统，与水反应形成EG，如果没有适当的排除EG的方法，EG会在脱碳系统中不断累积，按照一般要求，脱碳溶液中乙二醇的含量不能超过脱碳溶液总质量的2％，但在实际生产中，有的工厂最高能达到整个脱碳溶液质量的12％，这样极易造成溶液发泡液泛，影响脱碳效果及装置安全运行。因此寻找合适的排醇方法就显得尤为重要。
发明内容
为解决现有技术中脱碳系统和脱碳溶液中乙二醇的含量过高的技术问题，提供了一种环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中排醇的方法，以及用于环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中的再生塔，通过在再生塔的上端设置洗涤段，用洗涤水来洗涤再生塔气流中过量的乙二醇。由于在脱碳系统中，在再生塔顶端气体温度最高，EG的饱和蒸汽压也最高，因此，在此处设置排醇段，排醇最多、效率最高，且相对于在水洗段利用水洗塔排水及利用再生器分离气冷凝液排水来带走乙二醇来说，用的水量大大减少，降低后续废水处理的难度。
为达到本发明的目的，本发明一方面提供了一种环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中排醇的方法，包括：
在再生塔的上端设置洗涤段，用洗涤水来洗涤再生塔气流中过量的乙二醇。
吸收了二氧化碳的富液进入再生塔，在再生塔内再生为包含二氧化碳的再生气和贫液。再生气中包括二氧化碳、水汽以及浓度较高的乙二醇气体。
在环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中，以碱液作为脱盐液去除循环气中的二氧化碳。
根据本发明的一些实施方式，所述洗涤段包括至少一层塔板或填料，优选包括1-10层塔板或填料。
根据本发明的优选实施方式，所述洗涤段与再生塔的下端液体隔离。
根据本发明的一些实施方式，所述洗涤水为水、新鲜脱盐水或其他装置所供的冷凝水。
根据本发明的优选实施方式，所述洗涤水为从再生气中分离出来的冷凝水。
根据本发明的优选实施方式，所述洗涤水从最上层塔板或填料引入，与向上的再生气逆流接触，吸收其中的乙二醇，得到富含乙二醇的洗涤液，从最下层塔板或填料引出。
根据本发明的优选实施方式，所述洗涤段设置在富液进液口与再生塔塔顶除沫器之间。
本发明另一方面提供了一种用于环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中的再生塔，在所述再生塔的上端设置有洗涤段，用于洗涤再生塔气流中过量的乙二醇。
根据本发明的优选实施方式，所述洗涤段包括至少一层塔板或填料，优选包括1-10层塔板或填料。
根据本发明的优选实施方式，所述洗涤段与再生塔的下端液体隔离；和/或，所述洗涤段设置在富液进液口与再生塔塔顶除沫器之间。
根据本发明的优选实施方式，所述洗涤段的上部设置有洗涤水入口，用于引入洗涤水；下部设置有洗涤液出口，用于引出洗涤液。
根据本发明的优选实施方式，所述再生塔顶部设置有再生气出口，用于排出再生气；所述再生塔的底部设置有贫液出口，用于排出贫液；所述再生塔的下部侧壁上设置有蒸汽入口，用于引入高温蒸汽；所述富液进液口设置于所述再生塔的侧壁上，用于引入富液。
本发明再一方面提供了一种用于环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中的再生单元，包括本发明上一方面所述的再生塔。
根据本发明的一些实施方式，所述再生单元还包括富液闪蒸装置，用于接收来自于脱碳单元吸收塔的富液，并对其进行闪蒸处理，得到闪蒸气和富液。
根据本发明的优选实施方式，所述富液闪蒸装置与所述再生塔的富液进液口相连，用于将富液输送给再生塔。
根据本发明的一些实施方式，所述再生单元还包括煮沸器，用于利用高温蒸汽对再生塔内的富液加热。
根据本发明的一些实施方式，所述再生单元还包括再生分离器，其与所述再生塔的再生气出开口相连，用于接收来自于再生塔的再生气，并对其进行分离处理。
根据本发明的优选实施方式，所述再生分离器的侧壁上设置有再生气入口，顶部设置有再生气出口，底部设置有冷凝水出口。
根据本发明的优选实施方式，在所述再生分离器和再生塔之间还设置有再生气水冷器，用于对再生气进行冷却。优选所述再生气水冷器通过循环水对再生气进行冷却。
根据本发明的优选实施方式，再生气在再生气水冷器中冷却，得到气液混合物，进入再生分离器，分成气体和液体，气体为再生气，从再生气出口排出，液体为冷凝水，从冷凝水出口排出。
根据本发明的优选实施方式，所述再生分离器的冷凝水出口与所述再生塔洗涤段的洗涤水入口相连，用于将再生分离器的冷凝水送至再生塔的洗涤段作为洗涤水使用。
采用本发明的脱碳单元来洗脱再生塔气流中的乙二醇蒸汽，达到排醇的目的，避免了脱碳溶液中乙二醇浓度过高导致溶液发泡液泛，提高了脱碳的效果，保证装置安全运行。同时，乙二醇蒸汽在整个再生塔中浓度最高的地方被洗脱下来，用水量最少，乙二醇洗脱效率最高，洗涤水可以送出污水处理，也可送去继续回收水中的乙二醇，流程简单，降低了整个脱碳单元污水的排放量，以及后续污水处理的难度。
附图说明
图1是本发明用于环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中的再生单元中排醇的方法工艺流程图；
1—富液闪蒸槽；2—再生塔；3—煮沸器；4—再生气水冷器；5—再生分离器；6—冷凝液泵；7—闪蒸气；8—富液；9—致稳气；10—富液；11—贫液；12—冷凝水；13—冷凝液；14—洗涤段；15—界外蒸汽；16—蒸汽冷凝水；17—再生气。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1示出了本发明一个实施例的用于EO/EG装置的脱碳单元的再生单元以及排醇的方法，该实施例中使用的再生单元包括：富液闪蒸槽1、再生塔2、煮沸器3、再生气水冷器4、再生分离器5和冷凝液泵6，富液闪蒸槽1与再生塔2连通，再生塔2内设置有位于塔体上端用于洗脱乙二醇的洗涤段14，洗涤段14之下设置有富液进液口，塔体底部设置有贫液出口，塔体顶端设置有再生气出口，塔体的顶部位于再生气下方设置有除沫器，所述再生塔的洗涤段设置有洗涤水进口和洗涤液出口，洗涤液出口连通水处理单元；所述再生气出口与再生气水冷器4进口连通，再生气水冷器4的出口与再生分离器5进口连通，再生分离器5冷凝水出口通过冷凝液泵6与再生塔的洗涤水进口连通。
使用该装置排醇的方法的工艺流程如下：来自吸收塔的富液8和致稳气9进入富液闪蒸槽1，闪蒸气7排出，剩余的富液10通过富液进液口进入再生塔2，然后进入煮沸器3，在煮沸器3内与高温蒸汽换热，被加热然后返回再生塔，降温后的蒸汽液化成冷凝水排出；由于温度升高，富液内的二氧化碳被蒸出，在再生塔内再生得到再生气和贫液，再生后的贫液再次进入吸收塔重新吸收二氧化碳，再生气包括二氧化碳、水汽和乙二醇，再生气向上运行的过程中，在洗涤段14经洗涤水洗涤脱出乙二醇，然后在再生塔顶出塔后经过再生气水冷器4冷却，进入再生气分离器5，分离得到的再生气17排出引入后续处理，分离得到的水经过冷凝液泵6得到冷凝水12再次循环回再生塔洗涤段作为洗涤水再次洗涤，或者水处理；再生塔洗涤段洗涤得到的含乙二醇的洗涤液通过洗涤液出口排出去水处理。通过上述工艺将高浓度的EG蒸汽在经过再生塔洗涤段的塔板和/或填料层时被洗涤水洗涤下来，从而达到排醇的目的。
【实施例1】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置有三层塔板。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为2000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中，EG浓度约为3000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为102℃。在洗涤水进口处引入再生气冷凝水3吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至300ppm，降低了再生气后续处理的难度。另外，富含EG的洗涤水送去水处理，EG浓度较高，水量较小，便于处理。
【实施例2】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置五层塔板。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为2000kmol/h/h，主要成分为水和二氧化碳，其中，EG浓度约为5000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为100℃。在洗涤水进口处引入新鲜脱盐水5吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至200ppm。另外，富含EG的洗涤水送去水处理，回收其中的EG。
【实施例3】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置一层填料层。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为2000kmol/h，其中，EG浓度约为3000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为102℃，在洗涤水进口引入再生气冷凝水3吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至300ppm，降低了再生气后续处理的难度。另外，富含EG的洗涤水送去水处理。
【实施例4】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置二层填料层。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为2000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中，EG浓度约为3000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为102℃。在洗涤水进口处引入再生气冷凝水3吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至200ppm，降低了再生气后续处理的难度，另外富含EG的洗涤水送去水处理。
【实施例5】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置二层填料层。其中，再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为3000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中，EG浓度约为5000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为102℃，在洗涤水进口处引入新鲜脱盐水5吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至300ppm，降低了再生气后续处理的难度，另外富含EG的洗涤水送去水处理回收EG。
【实施例6】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置五层填料层。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为3000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中EG浓度约为5000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为100℃，在洗涤水进口处引入再生气冷凝水5吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至100ppm，降低了再生气后续处理的难度，另外富含EG的洗涤水送去水处理。
【实施例7】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置八层填料层。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为5000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中，EG浓度约为5000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为100℃，在洗涤水进口处引入新鲜脱盐水10吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至100ppm，富含EG的洗涤水送去水处理回收EG。
【实施例8】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置八层塔板层。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为5000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中EG浓度约为5000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为100℃，在洗洗涤水进处引入新鲜脱盐水10吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至50ppm，富含EG的洗涤水送去水处理回收EG。
【实施例9】
采用如图1所示的工艺流程，在再生塔洗涤段14中设置十层塔板层。再生气在未进入塔板洗涤之前总气量约为5000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中，EG浓度约为5000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为100℃，在洗涤水进口处引入新鲜脱盐水8吨，再生气经过洗涤水洗涤过后，再生气出口处EG浓度下降至50ppm，富含EG的洗涤水送去水处理回收EG。
【对比例1】
在再生塔2内部不设置再生塔洗涤段14(即上部未设置塔板或填料层)，系统中排放EG主要有两个途径，第一个途径是在前序水洗塔塔底排放含有EG的洗涤水，水量为10吨/小时，第二个途径为在再生气分离器底部排放含有EG的洗涤水，水量约为20吨/小时，经过两处EG排放后，再生气出再生塔之前总气量约为2000kmol/h，主要成分为水和二氧化碳，其中EG浓度约为2000ppm，操作压力约为0.1MPaG，气体温度约为102℃，含EG的洗涤水送去水处理，EG浓度较低，水量较大，不便于处理，且再生气中EG的含量仍处于较高状态。
在本发明中的提到的任何数值，如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔，则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如，如果声明一种组分的量，或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为50-90，在本说明书中它的意思是具体列举了51-89、52-88……以及69-71以及70-71等数值。对于非整数的值，可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本申请中，以相似方式，所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中排醇的方法，包括：
在再生塔的上端设置洗涤段，用洗涤水来洗涤再生塔气流中过量的乙二醇；
所述洗涤段与再生塔的下端液体隔离；所述洗涤段设置在富液进液口与再生塔塔顶除沫器之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗涤段包括至少一层塔板或填料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述洗涤段包括1-10层塔板或填料。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述洗涤水为新鲜脱盐水或其他装置所供的冷凝水。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述洗涤水从最上层塔板或填料引入，与向上的再生气逆流接触，吸收其中的乙二醇，得到富含乙二醇的洗涤液，从最下层塔板或填料引出。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，吸收了二氧化碳的富液进入再生塔，在再生塔内再生为包含二氧化碳的再生气和贫液。
7.一种用于环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中的再生塔，在所述再生塔的上端设置有洗涤段，用于洗涤再生塔气流中过量的乙二醇；所述洗涤段与再生塔的下端液体隔离；所述洗涤段设置在富液进液口与再生塔塔顶除沫器之间。
8.根据权利要求7所述的再生塔，其特征在于，所述洗涤段包括至少一层塔板或填料。
9.根据权利要求8所述的再生塔，其特征在于，所述洗涤段包括1-10层塔板或填料。
10.一种用于环氧乙烷/乙二醇装置脱碳单元中的再生单元，包括权利要求7-9中任一项所述的再生塔。
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