CN200963533Y - 用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔 - Google Patents

用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔 Download PDF

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黄海
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Abstract

本实用新型涉及用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，包括塔体、塔板、再沸器、冷凝器以及相关管路，所述的再沸器设在塔体底部，所述的冷凝器设在塔体顶部，并设有产品抽出和循环回路，所述的塔体进料板以上位置设置了烟囱塔板和侧线采出管路。本实用新型所述的设备可以将费托合成反应水中的含氧有机物和水进行有效、有序分离，并可以分别加以利用，解决了直接排放不经济和污染环境问题。

Description

用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔
技术领域
本实用新型涉及用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，该精馏塔同样适用于其它有机物(烃及其含氧衍生物)与水混合物的分离。
背景技术
随着以石油为基础的液体燃料需求量的增大及石油资源可用储量的减少，由煤等固体燃料生产液体燃料的方法越来越受到人们的重视。
固体燃料的液化有两种不同的技术路线，一种是直接液化，一种是间接液化。直接液化是在高温高压下，在溶剂和催化剂的作用下将煤等固体燃料加氢直接转化为液体油品的工艺。直接液化操作条件苛刻，对原料的依赖性强。
间接液化即通常所指的费托合成，是在铁基、钴基或铁钴基催化剂存在的条件下，将由煤等固体燃料产生的包含一氧化碳(CO)和氢气(H2)的合成气，在一定温度和压力下，定向催化合成烃类燃料和化工原料的工艺。间接液化对原料的适用性强，产品品种多，所产油品质量高。
在费托合成反应过程中，一氧化碳(CO)和氢气(H2)在铁基、钴基或铁钴基催化剂的作用下生成甲烷及更高碳数的烃类，同时生成醇、醛、酮、酸、酯等含氧化合物和反应水。
反应水与费托合成的主产物烃可以很方便地分离，但由于醇、醛、酮、酸、酯等含氧化合物在水中有一定的溶解度，故从费托合成产物中分离出的反应水也含有一定醇、醛、酮、酯和酸等有机含氧化合物。
由于费托合成过程中生成的反应水的量较大且含有醇、醛、酮、酯和酸等有机含氧化合物，将其直接排放既不经济，也不符合环保要求。
费托合成反应反应水中的醇、醛、酮、酯和酸等有机含氧化合物有数十种，除甲醇、乙醇、乙酸等还含有C4～C10以至更高碳数的醇、醛、酮、酯和酸等有机含氧化合物。由于有机含氧化合物的种类多，含量低，故用一般的含有机氧化物的废水处理及其水中有机氧化物分离回收方法和单元设备处理费托合成反应水，不但费用高而且很难达到环保要求的指标。因此，有必要提出一种专门用于费托合成反应水中含氧有机物回收的高效精馏塔。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种简单、经济、高效的用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，包括塔体、塔板、再沸器、冷凝器以及相关管路，所述的再沸器设在塔体底部，所述的冷凝器设在塔体顶部，并设有产品抽出和循环回路，所述的塔体进料板以上位置设置了烟囱塔板和侧线采出管路。
所述的塔板数为25到60块。
所述的烟囱塔板包括降液板、油水隔板降液管、导油槽、集油槽、侧线采出口、升气管、内堰，所述的集油槽为弓形，该集油槽下部设有侧线采出口，该侧线采出口与侧线采出管路相连，所述的升气管设在塔板上，所述的内堰设在液体进口处。
所述的费托合成反应水的进料位置为第7-23塔板，从塔顶向下计数；所述的烟囱塔板设在进料塔板以上某一高度，在第4-17塔板，从塔顶向下计数。
所述的烟囱塔板设有油水隔板。
述的集油槽为圆管形或弓形。
所述的侧线采出位置为集油槽下部。
与现有技术相比，应用本实用新型处理费托合成反应水，可以将费托合成反应水及其中所含醇等有机含氧化合物有效、有序地分离，并分别加以利用或处理，解决了费托合成反应水直接排放不经济和污染环境问题；将经精馏分离得到的产品进一步深加工处理，可得到不同的有机含氧化合物产品，大大增加固体燃料液化制油装置的产品品种。
附图说明
图1为本实用新型用于费托合成反应水中含氧有机物回收的精馏塔的结构示意图；
图2为图1中烟囱塔板的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一个用于费托合成反应水中含氧有机物回收的精馏塔主体由塔体2、28块塔板、塔底再沸器5、塔顶冷凝器6以及相关管路组成。其中，1为进料管路，10为侧线采出管路，11为塔釜含酸废水排出管路，8为塔顶产品抽出管路，9为塔顶循环管路。7为冷凝液回流罐，4为烟囱塔板，3为进料板。
图2、图3所示为分别为烟囱塔板4在两个视图方向上的结构示意图，图2为侧视图，图3为俯视图。12为降液板，降液板12的高度按照塔板上液相停留时间50分钟设计堰高。液相在足够的停留时间下有效分层，通过油水隔板13阻止了比重较小的油层(为以醇、醛、酮、酯为主的有机含氧化合物，包含少量有机酸)进入降液区，而水相可以溢过降液板12进入降液管14。烟囱塔板4设有导油槽15采集上层油相，油相沿导油槽15进入集油槽16。集油槽16为弓形，由油槽隔板隔出，可以存储较多油相。集油槽16下部为侧线采出口17，与侧线采出管路相连。烟囱塔板4上设置了4根升气管18，提供气相通道。烟囱塔板4还在液体进口处设置了内堰19，减少进口处液体的水平冲击，并使塔板上液体分布均匀。
费托合成反应水通过进料管路1加到进料板3上，进入塔内精馏分离，进料板位置位于第12块板(从塔顶向下计数塔板，下同)，而在进料板之上，全塔第8块塔板为烟囱塔板4，在烟囱塔板4上设有侧线采出管路10，可以直接采出以醇、醛、酮、酯为主的合格含氧化合物产品。塔釜的再沸器5提供了全塔的加热热负荷，而从塔底产出管路11可以采出基本不含醇、醛、酮、酯的含酸废水，经过酸碱中和、生物处理后就基本可以达到排放标准，处理后的水可以循环利用。塔顶冷凝器6将塔顶蒸出气相冷凝，一部分通过循环回路9回流到精馏塔第1块塔板，一部分通过产品抽出管路8作为产品产出。
所述的反应水原料组成如下：
原料组成：
    成分     含量，重量％
    醛酯酮醇酸水     0.0300.0160.1524.3801.43493.987
当精馏塔的操作条件为：塔顶温度40℃、塔底温度96℃、回流比为8。此条件下的分离结果如下：
    成分     塔顶，重量％   侧线，重量％     塔底，重量％
    醛酯酮醇酸水     1.49190.79517.132779.44060.000211.1395   0.04880.02820.499588.30271.120910.0000     0.00000.00000.00000.01261.473798.5136
如果精馏塔不采用本实用新型所述的烟囱塔板来作侧线抽出，产出的产品质量将有所变化。在塔板总数不变，烟囱塔板换为普通塔板，采用上述操作条件下作无侧线抽出的反应水精馏，所获得的数据与有侧线抽出的数据相比，有：
    原料     无侧线抽出                有侧线抽出
  塔顶     塔底     塔顶     侧线     塔底
    醛酯酮醇酸   0.7120.4083.95378.3990.000     0.0000.0000.0011.3231.493     1.4920.7957.13379.4410.000     0.0490.02890.50088.3031.121     0.0000.0000.0000.0131.474
    水     16.527     97.183     11.140     10.000     98.514
可以看出，有侧线产品抽出的塔顶和塔釜产品组成均有一定变化，侧线抽出的产品非酸含氧有机化合物浓度比较高，塔顶的非酸含氧有机化合物含量液有所增加，而相应塔釜的反应水有机含氧化合物含量降低。即采用本实用新型所述的烟囱塔板来作侧线抽出，可以提高含氧有机化合物的收率和降低塔底排放废水的处理要求。故本实用新型所公开的技术方案可以达到较高的回收含氧化合物要求，实现了简单、经济、高效的分离目的。

Claims (7)

1.用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，包括塔体、塔板、再沸器、冷凝器以及相关管路，所述的再沸器设在塔体底部，所述的冷凝器设在塔体顶部，并设有产品抽出和循环回路，所述的塔体进料板以上位置设置了烟囱塔板和侧线采出管路。
2.按照权利要求1所述的用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，所述的塔板数为25到60块。
3.按照权利要求1所述的用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，所述的烟囱塔板包括降液板、油水隔板降液管、导油槽、集油槽、侧线采出口、升气管、内堰，所述的集油槽为弓形，该集油槽下部设有侧线采出口，该侧线采出口与侧线采出管路相连，所述的升气管设在塔板上，所述的内堰设在液体进口处。
4.根据权利要求1或2所述的用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，所述的费托合成反应水的进料位置为第7-23塔板，从塔顶向下计数；所述的烟囱塔板设在进料塔板以上某一高度，在第4-17塔板，从塔顶向下计数。
5.根据权利要求1所述的用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，所述的烟囱塔板设有油水隔板。
6.根据权利要求2所述的用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，所述的集油槽为圆管形或弓形。
7.根据权利要求1所述的用于回收费托合成反应水中含氧有机物的精馏塔，其特征在于，所述的侧线采出位置为集油槽下部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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