CN203360206U - 一种净化苯乙烯工艺凝液装置 - Google Patents
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Abstract
一种净化苯乙烯工艺凝液装置，包括依次连接的脱氢反应器、急冷器、空冷器、油水分离罐、工艺凝液泵、聚结器、工艺凝液过滤器、汽提塔冷凝器、汽提塔、汽提塔釜液泵、空气吹脱塔和砂滤塔，所述急冷器设有注入胺类物质口，所述汽提塔的塔顶设有管道与汽提塔冷凝器连接，所述汽提塔冷凝器再通过管道与油水分离罐连接，使得汽提塔汽提出的烃类及水蒸汽经所述汽提塔冷凝器冷凝后回收至油水分离罐内，所述汽提塔进料管道上设有注阻聚剂口，所述空气吹脱塔顶的吹脱尾气通过管道引入装置与蒸汽过热炉连接，所述空气吹脱塔通过引风机将空气送至吹脱塔底，经本实用新型处理后水中悬浮物≤5mg/L，总铁≤1.0mg/L，总烃≤15mg/L，该废水再进入已有精除铁和除油设施，获得合格的净化工艺凝液水，而且保证其长周期运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种净化苯乙烯工艺凝液装置。
背景技术
苯乙烯是合成橡胶和塑料工业的重要原料。乙苯催化脱氢法一直是国内外生产苯乙烯主导技术路线，约占苯乙烯生产能力的85%。为保证乙苯脱氢反应的正常进行，工业生产过程中需按水油比（蒸汽/乙苯，重量比）1.3～1.6的量注入高温水蒸汽。该蒸汽不仅提供反应所需热量，而且作为惰性稀释剂降低系统分压，有利于脱氢反应的进行。注入的蒸汽和反应产物经与反应物料换热、废热锅炉发汽、注水急冷、主空冷器冷却、循环水冷却等多级换热和冷却后，在油水分离器内形成上层含大量乙苯、苯乙烯和极少量苯、甲苯、和焦油等组成的油相，下层则是水蒸汽经冷却后但含上述微量烃类、铁离子及催化剂粉尘金属氧化物而形成的工艺凝液。
乙苯催化脱氢过程中，水蒸汽与乙苯在615～645℃的反应条件下，还可与催化剂表面的积炭发生水煤气变换反应生成CO和CO2，CO2大部分会溶入工艺凝液中，并以平衡状态存在于系统中，这样的存在对后续系统有相应的腐蚀影响，造成工艺凝液内的铁离子浓度超高。而且，以氧化铁为主要活性组分、添加碳酸钾、铈盐、氧化钼和氧化镁等助剂的催化剂，在高温水蒸汽的冲蚀下，含有催化剂粉尘的金属氧化物也进入了工艺凝液中。这样，工艺凝液中不仅有微量的烃类，而且有金属物质，需净化才能利用。
早期乙苯脱氢制苯乙烯工业中，工艺凝液仅经过简单的隔油处理，其中的烃类没有处理而直接作为废水排出装置。后来有专利描述了对该废水的处理，如CS258194公开了一种处理废水中芳烃的方法，该专利采用一个填料塔，在185℃和0.65MPa（G）压力下，用水蒸汽汽提，然后用活性炭过滤。该方法存在操作压力和温度高，汽提内烃类汽提出的效果差，使用的活性炭吸附烃类效果也差的缺点。文献SU789414中介绍了一种废水中脱除聚酯类树脂与苯乙烯的方法。它是将废水加热至30～50℃，以1.4～1.5公斤Ca(OH)2/M3废水配制条件，使废水净化率得以提高。该方法明显存在不足之处，其采用Ca(OH)2处理废水，本身会带入另外的离子而污染凝液，难以适应苯乙烯工艺凝液处理的实际情况。
CN1247837A公开了一种乙苯制苯乙烯过程的废水处理工艺。该方法中废水先经过一个装有以强酸性阳离子交换树脂磺化煤作为吸附剂的处理器，当废水流过吸附剂床层时，床层中的催化剂粉尘、金属化合物得以脱除，然后再进一个汽提塔，采用直接蒸汽汽提，将废水中的苯、甲苯、苯乙烯等烃类随水蒸汽汽提出，蒸出部分经冷凝后再循环至油水分离器以回收烃类，塔底经汽提净化后的水作为锅炉给水。现有工业运行工艺采用与CN1247837A公开专利相似技术，但是将工艺凝液先通过汽提塔汽提除去大量烃类后，再经装有无烟煤的过滤器进行吸附处理。两者的吸附与汽提的流程顺序刚好相反，且前者用强酸性阳离子交换树脂磺化煤作为吸附剂，后者则用无烟煤作为除去烃类的吸附剂。
在长周期运行过程中，上述吸附与汽提的组合工艺，其处理凝液废水时出现了汽提塔因聚合导致结垢比较严重，影响了汽提塔效果；随着运行时间的延长，烃类物质残留于工艺凝液中的量偏大，在吸附器中累积并聚合，使吸附剂结块、难以再生，需频繁更换吸附剂，并导致工艺凝液处理后不能达标而直接排放。
为了解决上述问题，有人提出了以下改进方法，即在汽提塔和吸附器之间，首先使让汽提塔底来的凝液废水与空气接触，使凝液废水中夹带的微量苯乙烯在有氧条件下先聚合，同时该废水通过催化剂作用，使其中的Fe2+离子全部被氧化成Fe3+，并水解形成Fe(OH)3沉淀，被催化剂的物理拦截作用拦截，从而去除大部分的铁离子；也有将与空气混合后的该废水通过装有强磁体颗粒的填料层，通过磁场作用针对性地吸附流经填料层水中的氧化铁，水中绝大部分氧化铁即被该填料层截滤。接着让经过上述粗除铁后的废水再通过装有陶瓷膜或者金属网烧结的精密过滤器，进一步除去水中的催化剂粉尘、金属氧化物等。除去金属物的废水再经过由亲水而憎油的纤维膜制造的聚结设施，进一步将烃类除去，然后废水进入现有的无烟煤吸附器而得到合格的净化凝液。
即使有以上改进方法，本发明人认为还存在以下问题。首先，这些方法均没有考虑从生成的源头上来减少金属氧化物或烃类；其次，当工艺凝液汽提塔操作不正常时，会有大量含苯乙烯的烃类进入后续除铁及除烃类的设备中，苯乙烯聚合会堵塞后继处理系统，不但影响水的净化回收，而且更换除铁及除烃类填料物质成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构简单、从生成的源头上来减少金属氧化物和烃类的一种净化苯乙烯凝液装置。
本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：
一种净化苯乙烯工艺凝液装置，包括依次连接的脱氢反应器、急冷器、空冷器、油水分离罐、工艺凝液泵、聚结器、工艺凝液过滤器、汽提塔冷凝器、汽提塔、汽提塔釜液泵、空气吹脱塔和砂滤塔，所述急冷器设有注入胺类物质口，所述汽提塔的塔顶设有管道与汽提塔冷凝器连接，所述汽提塔冷凝器再通过管道与油水分离罐连接，使得汽提塔提出的烃类及水蒸汽经所述汽提塔冷凝器冷凝后回收至油水分离罐内，所述汽提塔的进料管道上设有注阻聚剂口，所述空气吹脱塔通过引风机将空气送至吹脱塔底，所述空气吹脱塔顶的吹脱尾气通过管道引入蒸汽过热炉。
采用上述结构，本装置具有如下优点：
1）本装置在急冷器上设有注入胺类物质口，从而可以在脱氢液进入主空冷器前注入胺类物质中和，控制工艺凝液的PH值在6.5～7.5，从而防止乙苯脱氢后反应产物及脱氢液的PH值过低导致腐蚀速率增大，脱氢液中铁离子浓度过高，最大程度避免腐蚀；
2）本装置在所述汽提塔进料管道上设有注阻聚剂口，从而使得在工艺凝液进入汽提塔前注入水溶性阻聚剂，有效控制工艺凝液中苯乙烯等在汽提塔系统内的聚合、结垢，提高乙苯、苯乙烯等烃类的汽提脱除率；
3）本装置汽提后80-90℃的工艺凝液不经冷却直接进入空气吹脱塔，进一步吹脱去除其中的甲苯、乙苯及苯乙烯等烃类，在所述空气吹脱塔底设有引风机，通过引风机将空气送至吹脱塔顶，从而使苯乙烯在有氧条件下聚合脱除，而且可将吹脱尾气引入蒸汽过热炉，为蒸汽过热炉的燃烧提供所需空气，提高了蒸汽过热炉的热效率；
4）苯乙烯工艺凝液通过空气吹脱塔后再进入砂滤塔，从而除去聚苯乙烯和成胶体状的金属氧化物等。
综上所述，本装置减少了因腐蚀造成铁离子的生成；有效控制工艺凝液中苯乙烯等组分在汽提塔系统内的聚合、结垢，提高了乙苯、苯乙烯烃类的汽提脱除率；从源头控制或减少了金属物质及烃类的量；空气吹脱塔内，通入的空气进一步降低塔内烃类的分压，同时最大限度地脱除自塔顶流下的工艺凝液中的烃类物质，尤其是苯乙烯在有氧条件下聚合而除去；采用砂滤塔预过滤废水，能有效除去废水中聚苯乙烯、金属化合物，经上述装置的处理，废水中悬浮物≤5mg/L，总铁≤1.0mg/L，总烃≤15mg/L，该废水再进入已有精除铁和除油设施，获得合格的净化凝液水，而且保证其长周期运行。
附图说明
图1为本实用新型的原理图；
具体实施方式
下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。
如图1所示，一种净化苯乙烯凝液装置，乙苯在催化剂的作用下，在脱氢反应器1内进行脱氢反应，生成气进废热锅炉取热后经急冷器2急冷，并在急冷器处注入胺类物质；然后生成气经空冷器3冷却后进入油水分离罐4，下层工艺凝液由工艺凝液泵5送经聚结器6、工艺凝液过滤器7和汽提塔冷凝器8，并注入水溶性阻聚剂，进入汽提塔9，同时，汽提塔顶汽提出的烃类及水蒸汽经冷凝后再循环至油水分离罐内回收烃类；经汽提后80-90℃的工艺凝液由汽提塔釜液泵10送入空气吹脱塔11顶，采用引风机13将空气送至吹脱塔底，将废水中的苯、甲苯、乙苯及苯乙烯等烃类随空气一同吹出，将吹脱气引入装置的蒸汽过热炉14作为燃烧的所需空气；吹脱后的工艺凝液流过砂滤塔12。经上述过程处理，废水中悬浮物≤5mg/L，总铁≤1.0mg/L，总烃≤15mg/L，该废水再进入已有精除铁和除油设施，获得合格的净化凝液水，而且保证其长周期运行。
实施例1：
某年产12万吨苯乙烯装置，工艺凝液量为30-50t/h，上述胺类物质为N-甲基二乙醇胺，注入量为15ppm（基准量为脱氢液），上述阻聚剂为二乙基羟胺，注入量为15ppm（基准量为工艺凝液），吹脱塔气水比为1000，吹脱气去蒸汽过热炉温度提高了32.5℃，出水水质为悬浮物4mg/L，总铁0.5mg/L，总烃为10mg/L。
实施例2：
某年产12万吨苯乙烯装置，产生工艺凝液量为30-50t/h，上述胺类物质为乙二胺，注入量为35ppm（基准量为脱氢液），上述阻聚剂为N,2-二羟基-N-(2-羟基丙烷)丙胺，注入量为15ppm（基准量为工艺凝液），吹脱塔气水比为500，吹脱气去蒸汽过热炉温度提高了65℃，出水水质为悬浮物2mg/L，总铁0.3mg/L，总烃为9.0mg/L。
实施例3：
某年产12万吨苯乙烯装置，产生工艺凝液量为30-50t/h，上述胺类物质为甲氧基丙胺，注入量为20ppm（基准量为脱氢液），上述阻聚剂为亚硝酸钠，注入量为40ppm（基准量为工艺凝液），吹脱塔气水比为1200，吹脱气去蒸汽过热炉温度提高了27℃，出水水质为悬浮物2mg/L，总铁0.3mg/L，总烃7.0mg/L。
实施例4：
某年产12万吨苯乙烯装置，产生工艺凝液量为30-50t/h，上述胺类物质为咪唑啉，注入量为45ppm（基准量为脱氢液），上述阻聚剂为N,N-二(1,4-甲戊基)-1,4-苯二胺，注入量为56ppm（基准量为工艺凝液），吹脱塔气水比为2000，吹脱气去蒸汽过热炉温度提高了16℃，出水水质为悬浮物2mg/L，总铁0.1mg/L，总烃7.2mg/L。
实施例5：
某年产12万吨苯乙烯装置，产生工艺凝液量为30-50t/h，上述胺类物质为乙醇胺，注入量为50ppm（基准量为脱氢液），上述阻聚剂为4-甲氧基苯酚，注入量为30ppm（基准量为工艺凝液），吹脱塔气水比为1800，吹脱气去蒸汽过热炉温度提高了18℃，出水水质为悬浮物2mg/L，总铁0.3mg/L，总烃5.0mg/L。
Claims (1)
1.一种净化苯乙烯工艺凝液装置，其特征在于：包括依次连接的脱氢反应器、急冷器、空冷器、油水分离罐、工艺凝液泵、聚结器、工艺凝液过滤器、汽提塔冷凝器、汽提塔、汽提塔釜液泵、空气吹脱塔和砂滤塔，所述急冷器设有注入胺类物质口，所述汽提塔的塔顶设有管道与汽提塔冷凝器连接，所述汽提塔冷凝器再通过管道与油水分离罐连接，使得汽提塔提出的烃类及水蒸汽经所述汽提塔冷凝器冷凝后回收至油水分离罐内，所述汽提塔的进料管道上设有注阻聚剂口，所述空气吹脱塔通过引风机将空气送至吹脱塔底，所述空气吹脱塔顶的吹脱尾气通过管道引入蒸汽过热炉。
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- 2013-07-25 CN CN 201320448286 patent/CN203360206U/zh not_active Expired - Lifetime
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