CN114100172A - 一种化工残液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种化工残液的处理方法,涉及能源化工技术领域。本发明提供的化工残液的处理方法,包括以下步骤:将化工残液进行前处理得到第一级气态烃和污油;将所述污油经过换热器换热后送入间壁式精馏塔进行精馏,得到轻组分物质、中间组分物质和重组分物质;再分别对不同类型组分物质进行回收处理得到气态烃、可回收馏分油和塔底油。本发明技术方案根据化工残液的不同性质,采用间壁式精馏塔进行精馏分离,实现对化工残液中的高品质组分的充分利用,提高了化工残液的利用率,减少了环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及能源化工技术领域,特别涉及一种化工残液的处理方法。
背景技术
随着国内乙烯工业的快速发展,生产过程中产生的各种各样的残液、污油亦随乙烯产量的增长而同步增长。其中,大型乙烯装置在裂解过程中不可避免地存在高温焦油,在聚合过程中产生废聚合物,以及橡胶废溶剂等残液。以某乙烯厂为例,一年产生裂解残液6581吨,废丁二烯二聚物2828吨,高压废油1095吨,废溶剂油1000多吨,废润滑油500多吨,每年排放的高烯烃尾气十分可观,如将其集中回收、合理处置、增值利用,将会产生巨大的经济效益。此外,随着安全环保政策的严格管制,这些残液污油如果不能在企业内无害化处理利用,将会制约企业可持续发展。
因此,如何提供一种针对不同残液污油进行集中处理的技术方案,产生良好的环境效益和社会效益,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种化工残液的处理方法,旨在提供一种可针对不同残液污油进行集中处理的技术方案,以提高对乙烯工业生产过程中化工残液的回收利用率,实现资源和环境可持续发展。
为实现上述目的,本发明提出了一种化工残液的处理方法,包括以下步骤:
S1:将化工残液进行前处理得到第一级气态烃和污油,所述化工残液分为A型化工残液和B型化工残液;
本发明技术方案中,由于乙烯生产过程中化工残液污油种类众多、密度和黏度有大有小,沸点(馏程)有高有低,有些烃类物质较为单纯,而有些烃类物质含有较多的硫氮氧非烃化合物、金属有机物、甚至胶质沥青质、高聚物、炭粒、残余催化剂颗粒、水分等等。并且这些物质产生的数量时多时少、时断时续,造成混合后的化工残液的品质变化很大。
为了便于区分,本发明将化工残液分别命名为A型化工残液和B型化工残液。一般规定,残液污油混合后的密度和黏度较小或适中、馏程温度较低、硫氮氧非烃化合物、金属有机物、胶质沥青质、炭粒、残余催化剂颗粒、水分等含量较低的,称之为化工残液(混合油品品质好)的原料,即本发明所述的A型化工残液;反之,称之为化工残液(混合油品品质差)的原料,即本发明所述的B型化工残液。
本发明技术方案中,将化工残液进行前处理得到第一级气态烃和污油,主要是为了脱除化工残液中包含的沉降液,沉降液的组成主要包括水分和各种微细的焦垢炭粒、高聚物胶粒、催化剂粉末。前处理后得到的污油,其组成仍非常复杂,一般指在常温常压状态下为液态的烃类和非烃类物质,如苯乙烯、丁烯二聚物、三甲苯、双环戊二烯和硫醚、硫醇等液态的轻质油状物质;沸点超过140-170℃的大分子烃类、非烃类化合物,如废机油、高聚物、含硫氮氧的胶质沥青质等;以及溶解在这些液体油中的更轻组分,如丁烯、丁二烯、丁烷和硫化氢、甲硫醇等;和悬浮液体油中的微细炭粒、胶粒、催化剂颗粒等。
S2:将所述污油经过换热器换热后送入间壁式精馏塔,在所述间壁式精馏塔副塔塔底通入水蒸汽进行精馏,在所述间壁式精馏塔的主塔塔顶得到轻组分物质,在所述间壁式精馏塔的副塔塔顶得到中间组分物质,在所述间壁式精馏塔的塔底得到重组分物质;
本发明技术方案中,采用间壁式精馏塔进行精馏,间壁式精馏塔中间设有隔板,分为主塔、副塔和塔底,其中,主塔为轻组分物质集中区,副塔塔顶为中间组分物质集中区,塔底则为重组分物质集中区。
轻组分物质是指在常温常压下为气态的烃类和非烃类物质,如丁烯、丁二烯、丁烷和硫化氢、甲硫醇等。
中间组分物质是指在常温常压状态下为液态的烃类和非烃类物质,如碳5-碳12的各种烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃、苯乙烯、二聚烯烃、三甲苯、双环戊二烯和硫醚、硫醇等液态的轻质油状物质。
重组分物质是指沸点超过140℃或170℃的大分子烃类、非烃类化合物,如废机油、高聚物、含硫氮氧的胶质沥青质等。塔底的重组分物质可回流至精馏塔底或经换热后排出,其中,回流至精馏塔的作用是改善进料性质,进行二次精馏,提高轻组分收率。特别是当进料很轻时,可防止塔底加热器及管线长时间不连续输排液造成凝聚堵管;对于原料性质好的A型化工残液,重组分物质部分回到原料泵入口处或精馏塔入口处,使得原料中重组分含量增加,保证塔底油有足够的量连续排出(部分循环)不堵塔底加热器及输排油管线;重组分物质也不用进行任何处理,直接兑入乙烯焦油中作为产品供生产树脂或燃料油使用。
S3:将所述轻组分物质进行冷凝、回流后得到轻组分物质冷凝液和第二级气态烃,将所述轻组分物质冷凝液回流至所述间壁式精馏塔中重复步骤S2所述的精馏;将所述中间组分物质进行冷凝、回流后得到第一级馏分油;
在精馏过程中,轻组分物质随蒸汽沿着间壁塔一侧(即主塔)上升至塔顶,经过冷凝、回流后得到轻组分物质冷凝液和净化后的轻组分物质(即第二级气态烃)。此时,将第二级气态烃排入火炬管网,而将轻组分物质冷凝液回流至间壁式精馏塔中重复步骤S2的精馏,以确保轻组分物质中少夹带馏分油。
中间组分物质随蒸汽沿着间壁塔另一侧(即副塔)上升至塔顶,经过冷凝、回流后得到净化后的可回收馏分油(即第一级馏分油)。
S4:检测所述第一级馏分油的恩氏蒸馏干点是否大于预设蒸馏干点值,若不大于所述预设蒸馏干点值,则收集所述第一级馏分油作为第二级馏分油;
S5:根据所述化工残液的类型对所述第二级馏分油进行回收处理得到可回收馏分油。
为了保证经步骤S3处理后得到的第一级馏分油的品质,需要对第一级馏分油的恩氏蒸馏干点进行检测,若符合要求,则可对当前的第一级馏分油进行回收。为了便于理解,将符合要求的第一级馏分油记为第二级馏分油。
回收处理得到的可回收馏分油属于汽油馏分,但仍需要加氢精制,精制后可以抽提出芳烃,作为化工原材料;若不抽提出芳烃,则可以直接作为汽油组分调和出厂。
本发明根据化工残液的不同性质,采用间壁式精馏塔进行精馏分离,实现对化工残液中的高品质组分的充分利用,提高化工残液的利用率,减少环境污染。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,所述间壁式精馏塔中精馏的温度为40-200℃,压力为0.01-0.5MPa。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,在精馏过程中,同时在副塔分离区底部吹入过热水蒸气,所述过热水蒸气的温度为180-215℃,压力为0.5MPa。
发明人经过大量试验发现,吹入过热水蒸气的质量分率为副塔塔顶物流的18%-38%时,化工残液的回收处理效果(质量与能耗)都较好。
本发明技术方案中,在间壁精馏塔副塔分离区底部吹入过热水蒸气,过热水蒸气不会窜到主塔分离区,能起到降低副塔分离区油气分压的作用,有利于把塔底重组分气提以提高中间组分物质的收率;更重要的是,过热水蒸气可降低副塔塔顶分离区的油气分压,从而降低副塔塔顶温度,使主副两塔塔顶的温差缩小(温差≤60℃),实现主副两塔塔顶分别精馏得到馏程不同的轻组分物质(≤40℃的气态烃)和中间组分物质(40℃-140℃或170℃的馏分油)。
通过改变吹入过热水蒸气流量可以调节副塔分离区塔顶油气分压,使主副两塔塔顶温度差≯60℃。过热水蒸气流量主要与控制中间组分的干点高低及质量分率有关,一方面,当中间组分干点较高时,吹入的过热水蒸气流量相应提高;反之则降低。另一方面,当中间组分质量分率较大时,吹入的过热水蒸气的流量相应提高,反之则降低。上述的过热水蒸气流量一般控制在如下区间范围内,即在从副塔塔顶挥发出去的物流中,过热水蒸气的质量分率为18%-38%。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,在步骤S4中,若所述第一级馏分油的恩氏蒸馏干点大于所述预设蒸馏干点值,则将所述第一级馏分油回流至所述间壁式精馏塔中重复步骤S2所述的精馏,直至所述第一级馏分油的恩氏蒸馏干点不大于所述预设蒸馏干点值。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,所述预设蒸馏干点值为140℃-170℃中的任意温度值。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,步骤S1包括(a)或(b)中的任意一项:
(a)若所述化工残液为所述A型化工残液,则步骤S1具体包括:将所述A型化工残液经初步净化,脱除沉降液后,得到所述第一级气态烃和所述污油;
(b)若所述化工残液为所述B型化工残液,则步骤S1具体包括:将所述B型化工残液依次经初步净化、静态混合、重力沉降后,得到所述第一级气态烃和所述污油。
本发明技术方案中,由于在处理前即根据化工残液品质优劣将化工残液分为两种类型,即分别A型化工残液和B型化工残液,因此针对两种不同类型的化工残液具有不同的前处理方式。
一方面,针对混合油品品质好的A型化工残液,只需经初步净化,脱除沉降液后,得到第一级气态烃和污油,污油即可进行步骤S2的处理。在初步净化过程中,脱除的沉降液主要由水分、各种微细的焦垢炭粒、高聚物胶粒和催化剂粉末等构成。
另一方面,针对混合油品品质好的B型化工残液,则需依次经初步净化、静态混合、重力沉降后,得到第一级气态烃和污油,污油再进行步骤S2的处理。在该过程中,B型化工残液与A型化工残液的初步净化操作方式相同,但B型化工残液还需经过静态混合器强力混合,混合时通入水,以溶解污油中溶于水的物质;之后再经过重力沉降实现非均相分离,得到气态烃、洗涤水和水洗污油。此时,所述水洗污油才能进行步骤S2的处理。
本发明通过对两种不同类型的化工残液采用不同的前处理方式,可使得进入S2步骤的污油品质相对良好,从而保证化工残液在精馏过程中实现良好的分离,提高分离效率和收率。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,步骤S5包括(c)或(d)中的任意一项:
(c)若所述化工残液为所述A型化工残液,则步骤S5具体包括:将所述第二级馏分油依次进行静态混合、重力沉降后得到所述可回收馏分油;
(d)若所述化工残液为所述B型化工残液,则步骤S5具体包括:将所述第二级馏分油直接回收作为所述可回收馏分油。
本发明技术方案中,由于在步骤S1的前处理阶段已经针对两种不同类型的化工残液进行了区别化处理,因此,在步骤S5的回收处理阶段针对两种不同类型的化工残液也采用不同的处理方式,其区别在于,若前处理阶段已进行静态混合和重力沉降,则回收处理阶段可不必重复进行上述两种处理。具体地,对于A型化工残液得到的第二级馏分油,依次进行静态混合、重力沉降后得到可回收馏分油;对于B型化工残液得到的第二级馏分油,则直接回收作为可回收馏分油。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,所述初步净化的方法包括自然沉降或超重力分离中的至少一种,所述初步净化的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa。
发明人经过大量试验发现,初步净化的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa时,化工残液的回收处理效果较好。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,所述静态混合的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa。
发明人经过大量试验发现,静态混合的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa时,化工残液的回收处理效果较好。
作为本发明所述化工残液的处理方法的优选实施方式,所述重力沉降的处理温度为20-60℃,压力为0.05-0.5MPa。
发明人经过大量试验发现,重力沉降的处理温度为20-60℃,压力为0.05-0.5MPa时,化工残液的回收处理效果较好。
相对于现有技术,本发明的有益效果为:
本发明技术方案根据化工残液的不同性质,采用间壁式精馏塔进行精馏分离,即采用一个大塔(适应较小处理量,2t/h左右)代替两个塔(精确分离出三种产物),从而实现对化工残液中的高品质组分的充分利用,提高化工残液的利用率,减少环境污染。
附图说明
图1为本发明化工残液处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例采用混合油品品质好的A型化工残液为处理原料,处理方法包括以下步骤:
S1:将A型化工残液经初步净化,脱除沉降液后,得到第一级气态烃和污油,其中,初步净化的方法包括自然沉降或超重力分离中的至少一种,初步净化的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa;
S2:将污油经过换热器换热后送入间壁式精馏塔,在间壁式精馏塔副塔塔底通入水蒸汽进行精馏,在间壁式精馏塔的主塔塔顶得到轻组分物质,在间壁式精馏塔的副塔塔顶得到中间组分物质,在间壁式精馏塔的塔底得到重组分物质,其中,间壁式精馏塔中精馏的温度为40-200℃,压力为0.01-0.5MPa;并且,在精馏过程中,同时在副塔分离区底部吹入过热水蒸气,所述过热水蒸气的温度为180-215℃,压力为0.5MPa;
S3:将轻组分物质进行冷凝、回流后得到轻组分物质冷凝液和第二级气态烃,将轻组分物质冷凝液回流至间壁式精馏塔中重复步骤S2的精馏;将中间组分物质进行冷凝、回流后得到第一级馏分油;
S4:检测第一级馏分油的恩氏蒸馏干点是否大于预设蒸馏干点值,若不大于预设蒸馏干点值,则收集第一级馏分油作为第二级馏分油;若第一级馏分油的恩氏蒸馏干点大于预设蒸馏干点值,则将第一级馏分油回流至间壁式精馏塔中重复步骤S2的精馏,直至第一级馏分油的恩氏蒸馏干点不大于预设蒸馏干点值,其中,预设蒸馏干点值为140℃-170℃中的任意温度值;
S5:将第二级馏分油依次进行静态混合、重力沉降后得到可回收馏分油,其中,静态混合的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa,重力沉降的处理温度为20-60℃,压力为0.05-0.5MPa。
本实施例的化工残液污油经精馏分离后,塔顶第二级气态烃、可回收馏分油质量合计收率≧80%,塔底重组分物质收率≦20%。
实施例2
本实施例采用混合油品品质差的B型化工残液为处理原料,处理方法包括以下步骤:
S1:将B型化工残液依次经初步净化、静态混合、重力沉降后,得到第一级气态烃和污油,其中初步净化的方法包括自然沉降或超重力分离中的至少一种,初步净化的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa;静态混合的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa,重力沉降的处理温度为20-60℃,压力为0.05-0.5MPa;
S2:将污油经过换热器换热后送入间壁式精馏塔,在间壁式精馏塔副塔塔底通入水蒸汽进行精馏,在间壁式精馏塔的主塔塔顶得到轻组分物质,在间壁式精馏塔的副塔塔顶得到中间组分物质,在间壁式精馏塔的塔底得到重组分物质,其中,间壁式精馏塔中精馏的温度为40-200℃,压力为0.01-0.5MPa;并且,在精馏过程中,同时在副塔分离区底部吹入过热水蒸气,所述过热水蒸气的温度为180-215℃,压力为0.5MPa;
S3:将轻组分物质进行冷凝、回流后得到轻组分物质冷凝液和第二级气态烃,将轻组分物质冷凝液回流至间壁式精馏塔中重复步骤S2的精馏;将中间组分物质进行冷凝、回流后得到第一级馏分油;
S4:检测第一级馏分油的恩氏蒸馏干点是否大于预设蒸馏干点值,若不大于预设蒸馏干点值,则收集第一级馏分油作为第二级馏分油;若第一级馏分油的恩氏蒸馏干点大于预设蒸馏干点值,则将第一级馏分油回流至间壁式精馏塔中重复步骤S2的精馏,直至第一级馏分油的恩氏蒸馏干点不大于预设蒸馏干点值,其中,预设蒸馏干点值为140℃-170℃中的任意温度值;
S5:将第二级馏分油直接回收作为可回收馏分油。
本实施例的化工残液污油经精馏分离后,塔顶第二级气态烃、可回收馏分油质量合计收率为20-50%,塔底重组分物质收率为50-80%。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种化工残液的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将化工残液进行前处理得到第一级气态烃和污油,所述化工残液分为A型化工残液和B型化工残液;
S2:将所述污油经过换热器换热后送入间壁式精馏塔,在所述间壁式精馏塔副塔塔底通入水蒸汽进行精馏,在所述间壁式精馏塔的主塔塔顶得到轻组分物质,在所述间壁式精馏塔的副塔塔顶得到中间组分物质,在所述间壁式精馏塔的塔底得到重组分物质;
S3:将所述轻组分物质进行冷凝、回流后得到轻组分物质冷凝液和第二级气态烃,将所述轻组分物质冷凝液回流至所述间壁式精馏塔中重复步骤S2所述的精馏;将所述中间组分物质进行冷凝后得到第一级馏分油;
S4:检测所述第一级馏分油的恩氏蒸馏干点是否大于预设蒸馏干点值,若不大于所述预设蒸馏干点值,则收集所述第一级馏分油作为第二级馏分油;
S5:根据所述化工残液的类型对所述第二级馏分油进行回收处理得到可回收馏分油。
2.如权利要求1所述的化工残液的处理方法,其特征在于,所述间壁式精馏塔中精馏的温度为40-200℃,压力为0.01-0.5MPa。
3.如权利要求1所述的化工残液的处理方法,其特征在于,在精馏过程中,同时在副塔分离区底部吹入过热水蒸气,所述过热水蒸气的温度为180-215℃,压力为0.5MPa。
4.如权利要求1所述的化工残液的处理方法,其特征在于,在步骤S4中,若所述第一级馏分油的恩氏蒸馏干点大于所述预设蒸馏干点值,则将所述第一级馏分油回流至所述间壁式精馏塔中重复步骤S2所述的精馏,直至所述第一级馏分油的恩氏蒸馏干点不大于所述预设蒸馏干点值。
5.如权利要求1所述的化工残液的处理方法,其特征在于,所述预设蒸馏干点值为140-170℃中的任意温度值。
6.如权利要求1所述的化工残液的处理方法,其特征在于,步骤S1包括(a)或(b)中的任意一项:
(a)若所述化工残液为所述A型化工残液,则步骤S1具体包括:将所述A型化工残液经初步净化,脱除沉降液后,得到所述第一级气态烃和所述污油;
(b)若所述化工残液为所述B型化工残液,则步骤S1具体包括:将所述B型化工残液依次经初步净化、静态混合、重力沉降后,得到所述第一级气态烃和所述污油。
7.如权利要求6所述的化工残液的处理方法,其特征在于,步骤S5包括(c)或(d)中的任意一项:
(c)若所述化工残液为所述A型化工残液,则步骤S5具体包括:将所述第二级馏分油依次进行静态混合、重力沉降后得到所述可回收馏分油;
(d)若所述化工残液为所述B型化工残液,则步骤S5具体包括:将所述第二级馏分油直接回收作为所述可回收馏分油。
8.如权利要求6或7所述的化工残液的处理方法,其特征在于,所述初步净化的方法包括自然沉降或超重力分离中的至少一种,所述初步净化的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa。
9.如权利要求6或7所述的化工残液的处理方法,其特征在于,所述静态混合的处理温度为20-80℃,压力为0.1-0.8MPa。
10.如权利要求6或7所述的化工残液的处理方法,其特征在于,所述重力沉降的处理温度为20-60℃,压力为0.05-0.5MPa。
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