CN208667549U

CN208667549U - 顺酐回收用溶剂再生装置

Info

Publication number: CN208667549U
Application number: CN201821328716.4U
Authority: CN
Inventors: 冯伟; 王二伟; 蒋强; 张京亮; 车平生; 焦卫
Original assignee: ZIBO QIXIAN TENGDA CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: ZIBO QIXIAN TENGDA CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2019-03-29
Anticipated expiration: 2028-08-17

Abstract

本实用新型涉及一种顺酐回收用溶剂再生装置，属于溶剂回收装置技术领域。所述的溶剂再生装置，结构如下：待再生DIBE线从下到上依次连接有预热器和碱液线，碱液线从左到右依次连接有碱处理反应器、碱处理泵、离心机、废碱液线、第二水循环泵、第二水倾析器、第三水混合器、第三水倾析器、闪蒸罐加热器、闪蒸罐、干溶剂线和干溶剂泵；预热器上部通过管道与废洗涤水线和废水泵连接；脱酸倾析器下部左端与废水泵连接，下部右端与溶剂线和溶剂泵相连接，所述的装置结构科学合理，降低了设备投资费用和运行成本。

Description

顺酐回收用溶剂再生装置

技术领域

本实用新型涉及一种顺酐回收用溶剂再生装置，属于溶剂回收装置技术领域。

背景技术

顺丁烯二酸酐，简称顺酐，又叫马来酸酐，广泛用于合成树脂、涂料、农药、润滑油添加剂、医药、纸张处理剂、食品添加剂和稳定剂等方面，是仅次于苯酐和醋酐的第三大有机酸酐。由于结构上存在许多特点，顺酐具有很强的反应性能，可合成不饱和聚醋树脂、醇酸树脂等，又是制备丁二醇、四氢呋喃等系列有机化学和精细化学品的原料，是重要的化工中间体之一。

目前，全球顺酐的生产多是以正丁烷氧化法为主，正丁烷选择性氧化工艺是以正丁烷为原料，在钒磷氧系催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐。在其生产过程中从反应器出来的气体只含有0.5％-2％的顺酐，由于顺酐在反应混合气中含量较低，因此顺酐回收工艺在顺酐生产过程中占有重要地位，目前，顺酐分离多采用有机溶剂吸收法，采用较多的有机溶剂是邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和六氢化邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE)。

有机溶剂在循环使用过程中，系统内会积累一定量的副产物，如果这些副产物不及时移除，会在溶剂中不断积累，在高温条件下进一步酯化形成大分子聚合物，不仅会造成吸收效率下降、加速溶剂分解，还会堵塞溶剂循环系统。由于溶剂价格较高，在工艺过程中必须增加有机溶剂的提纯精制部分，以使有机溶剂可以循环使用。

为了改善和解决上述问题，甘肃科技《顺酐溶剂吸收法装置中影响溶剂洗涤效果的因素分析》、化工中间体《有机溶剂回收顺配工艺中溶剂精制方法的改进》、合成技术及应用《正丁烷法顺酐装置中富马酸分离机影响因素分析》等对顺酐回收溶剂DBP的再生方法进行了一系列研究。上述研究是基于DBP是一种专利溶剂，国内无生产，需要依赖国外进口；而DIP是非专利溶剂，国内供应充足，价格便宜。

与DBP相比，DIBE具有化学稳定性好、亲水性弱等优点，能有效降低因遇水而造成的损失，由于正丁烷法氧化生成气中水蒸气含量高，DIBE溶剂更适合于回收氧化生成气中的顺酐，随着DIBE生产逐步国产化，以DBP为溶剂回收顺酐工艺终将被取代，目前，关于顺酐回收用DIBE溶剂的再生方法，见诸报道的为意大利阿鲁休斯公司和美国鲁姆斯-克莱斯特开发的阿尔玛(ALMA)工艺。该工艺中溶剂经过碱洗-水洗-蒸馏提纯后再生，通过碱液中和-水萃取的方法再生溶剂。该工艺存在溶剂及洗涤水损耗量大、能耗高、溶剂乳化严重，损失大的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种顺酐回收用溶剂的装置，结构简单合理，降低了设备投资费用和运行成本，给生产企业带来了经济效益。

同时，本实用新型还提供采用本装置的工艺方法，能够脱除溶剂中的副反应产物，具有杂质脱除率高、溶剂损耗量低、洗涤水用量少和能耗低等优点。

本实用新型所述的顺酐回收用溶剂再生装置，待再生DIBE线从下到上依次连接有预热器和碱液线，碱液线依次连接有碱处理反应器、碱处理泵、离心机、第一水混合器、第一水倾析器、第二水混合器、第二水倾析器、第三水混合器、第三水倾析器、闪蒸罐加热器、闪蒸罐和干溶剂泵；干溶剂泵上设置有干溶剂线；预热器上部通过管道与废洗涤水线和废水泵依次连接；脱酸倾析器下部一端与废水泵连接，下部另一端与溶剂泵相连接，溶剂泵上设置有溶剂线。

所述的脱盐水线连接于脱盐水加热器一端，脱盐水加热器另一端与废洗涤水线相连接，在脱盐水加热器和废洗涤水线之间设置有一管路，与第三水混合器相连接。

所述的待再生DIBE线上部还设置有一管道，与第一水倾析器相联通；第三水倾析器下部连接有第三水循环泵；脱酸倾析器上部通过管道与闪蒸罐加热器相接通。

所述的离心机上设置有废碱液线，第二水倾析器通过管道与第二水循环泵连接，并与第一水混合器相接通，第三水循环泵通过管道与第二水混合器相连接。

本实用新型所述的采用顺酐回收用溶剂再生装置的工艺方法，包括以下步骤：

1)待再生DIBE线中的DIBE溶剂，经预热器加热后，一部分与来自脱盐水线中的脱盐水和来自废水泵的循环洗涤水一起进入脱酸混合器混合后，进入脱酸倾析器，在水的萃取作用下，DIBE溶剂中的顺酸、富马酸和丙烯酸等杂质进入水相；DIBE相在溶剂泵的加压下，沿溶剂线排出，脱酸倾析器中产生的洗涤废水经废水泵加压后，一部分作为循环洗涤水经过脱酸混合器进入脱酸倾析器中，一部分沿着废洗涤水线排出；

2)待再生DIBE线中的DIBE溶剂，经预热器加热后，另一部分与来自第一水倾析器的循环洗涤水和来自碱液线的碱液混合后进入碱处理反应器，在搅拌桨的作用下，水油两相充分接触，在碱处理泵加压后，进入离心机，经离心后，废碱液经过废碱液线排出，DIBE溶剂与来自第二水循环泵的洗涤水混合，经过第一水混合器混合后进入第一水倾析器，通过第一水倾析器再进入第二水混合器，由第二水混合器再进入第二水倾析器，通过第二水倾析器进入第三水混合器，由第三水混合器进入第三水倾析器，经过三级水洗涤后的溶剂一部分进过闪蒸罐加热器进入闪蒸罐中，脱除溶剂中夹杂的水分，水汽经过闪蒸罐顶部的真空线外排，闪蒸罐中的干溶剂经干溶剂泵加压后，沿着干溶剂线外排；另一部分则进入脱酸倾析器中；水相进入第三水循环泵中；

3)来自脱盐水线的脱盐水经过脱盐水加热器加热后，一部分作为洗涤水进入第三水倾析器中，另一部分作为洗涤水通过脱酸混合器进入脱酸倾析器中。

所述的步骤1中，脱酸倾析器中间有一块隔板，隔板将该倾析器分为两部分，由于油水两相极性和密度不同，油水两相进入脱酸倾析器一侧后分层，DIBE在上层而水相在下层。随着油水两相的不断注入，DIBE相通过隔板溢到脱酸倾析器另一侧，再生后的DIBE溶剂经过溶剂泵加压后，沿溶剂线外排。

所述的步骤2中，离心机转速为1500-2000转/分钟；能实现油水相的快速分离，减少溶剂与碱液的接触时间，降低因乳化反应而造成的溶剂损失；能降低溶剂中碱液的含量，减少后续单元洗涤水用量。

所述的碱处理反应器温度为60-80℃，pH值不低于12；溶剂相与水相的体积比为1-3:1。

碱处理反应器的pH低于12容易导致乳化，致使溶剂损失；碱处理反应器温度优选为65-80℃，温度过低不利于六氢苯酐、酸与碱反应，也不利于反应生成的钠盐等杂质扩散进入水相；温度过高则会造成溶剂在水中溶解度变大，导致分离效果变差；碱处理反应器溶剂相与水相的体积比为1-3:1，油水比过高，溶剂杂质的处理量降低，导致处理效率降低；过低则会造成碱液进入溶剂中量过高，导致后续洗涤困难。

所述的第一水倾析器、第二水倾析器和第三水倾析器中溶剂相与水相的体积比为1-3:1，温度为60-80℃，压力为0.1-0.2MPa；脱酸倾析器中压力为0-50KPa，温度为60-80℃，脱酸倾析器中溶剂相与水相的体积为1-3:1。

所述的闪蒸罐中温度为65-85℃，压力为-100-80KPa。

第一水倾析器底部排出的洗涤水作为循环水进入碱处理反应器；第二水倾析器底部排出水作为洗涤水进入第一水倾析器；第三水倾析器底部排出水作为洗涤水进入第二水倾析器；第三水倾析器洗涤水为脱盐水。

所述的来自第三倾析器的溶剂一部分进入脱酸倾析器中，另一部分进入闪蒸罐，两者质量比为0.5-2:1。

待再生DIBE溶剂主要杂质含量如表1所示。

表1待再生DIBE溶剂主要杂质含量

待再生DIBE溶剂分为两部分：一部分进入脱酸倾析器，以水做萃取剂移除溶剂中的顺酸、富马酸、丙烯酸等酸及醇；另一部分先后经过碱处理反应器、水倾析器，采用碱液中和-水洗的方法除去溶剂中的酸、醇以及六氢苯酐，经过碱处理、水洗后的溶剂一部分经过闪蒸得到干溶剂，另一部分与进入脱酸倾析器处理的溶剂混合，得到贫溶剂。再生后的干溶剂、贫溶剂杂质含量如表2、3所示。

贫溶剂返回吸收塔回收氧化反应生成气中的顺酐，而再生得到的干溶剂作为顺酐成品尾气吸收塔吸收剂用。

吸收塔内氧化反应生成气中的顺酐以及少量有机副产物在DIBE的萃取作用下进入油相，由于DIBE亲水性弱，即便夹杂少量的水也会形成互不相容的油水两相，顺酐在溶剂中遇水发生水合反应的几率很低，其它杂质如酸、酐含量很低，发生聚合等副反应的几率很小；而顺酐成品尾气吸收塔对溶剂中杂质的含量有苛刻的限定，若溶剂中杂质含量过高，酸、水等杂质“闪蒸”进入真空线，导致设备腐蚀、堵塞。

表2干溶剂主要杂质含量

杂质	水	六氢苯酐
			含量(mg/kg)	500-2000	10-100

表3贫溶剂主要杂质含量

杂质	顺酸	富马酸	六氢苯酐	乙酸丙烯酸	重质物	水
							含量(mg/kg)	1000-1500	120-180	300-800	500-800	10-50	10000-150000

所述的步骤2中，碱液处理的主要目的是采用碱液中和的方法除去溶剂中的酸、醇以及六氢苯酐，具体反应如下：

C₈H₁₀O₃(六氢苯酐)+2NaOH→Na₂(C₈H₁₀O₂)+H₂O；

C₄H₂O₃(顺酐)+H₂O+2NaOH→Na₂(C₄H₂O₄)+2H₂O；

C₄H₄O₄(富马酸、顺酸)+2NaOH→Na₂(C₄H₂O₄)+2H₂O；

C₂H₄O₂(乙酸)+NaOH→Na(C₂H₃O₂)+H₂O；

C₃H₄O₂(丙烯酸)+NaOH→Na(C₃H₃O₂)+H₂O；此外，碱处理反应器内也会发生有机磷、焦油水解等反应。在水的萃取作用下，醇、化合态磷、反应生成的钠盐等杂质进入水相，碱处理反应器内的油水两相经碱处理泵加压后，进入离心机。在离心机内利用油水两相极性和密度不同分离两相，废碱液经过废碱液线外排。离心分离后的有机溶剂中仍还含有一定浓度的碱，含有碱的溶剂循环再利用时，会和溶剂、酸、酐等发生副反应，对此需要经过三级水倾析器洗涤处理。来自离心机的溶剂与来自第二水循环泵的洗涤水混合，经过第一水混合器重新分布后进入第一水倾析器，在倾析器内溶剂中部分Na⁺、OH-等杂离子进入水相，随着油水两相的不断注入，溶剂通过第一水倾析器进入下一水倾析器，洗涤水则与来自待再生DIBE线的DIBE溶剂混合后进入碱处理反应器。溶剂经过三级水倾析器水洗后，一部分进入脱酸倾析器油相侧，另一部分经过闪蒸罐加热器加热后进入闪蒸罐闪蒸，以脱除溶剂中夹杂的水分。水汽经过闪蒸罐顶部的真空线外排，闪蒸罐中的干溶剂经干溶剂泵加压后，沿着干溶剂线外排。

第一、二、三水倾析器内部装有丝网过滤装置，丝网过滤装置一方面起到过滤焦油等重质物的作用，还能增加水油两相接触面积，提高洗涤效果。

第一、二、三水混合器是静态混合器，能增加水油两相接触面积，提高洗涤效果。

待再生DIBE溶剂分为两部分：一部分进入脱酸倾析器；另一部分进入碱处理反应器。进入脱酸倾析器与碱处理反应器的溶剂质量比为1-8:1。采用碱液中和-水萃取的处理方式能将待再生溶剂中的杂质去除，但是化学处理容易导致乳化反应造成溶剂损失；水萃取法能有效避免溶剂乳化，其缺点是无法除去六氢苯酐，且对顺酸、富马酸等杂质的去除效果不如前者。所述的工艺方法能将溶剂中各类杂质的含量控制在一定范围内，避免因杂质聚合导致的设备堵塞等难题，又能最大限度的减少因乳化导致的溶剂损失量。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.待再生DIBE溶剂分为两部分：一部分进入脱酸倾析器；另一部分进入碱处理反应器。本专利技术能将溶剂中各类杂质的含量控制在一定范围内，避免因杂质聚合导致的设备堵塞等难题，又能最大限度的减少因乳化导致的溶剂损失量；

2.待再生溶剂碱洗后进入离心机进行油水分离，传统的ALMA工艺采用的是碱倾析器，本实用新型能实现油水相的快速分离，减少溶剂与碱液的接触时间，降低因乳化反应而造成的溶剂损失；能降低溶剂中碱液的含量，减少后续单元洗涤水用量；

3.ALMA工艺中，经过碱液中和-水萃取处理后，溶剂全部采用精馏的方法除去夹杂的水和其它酸；本实用新型待再生溶剂经过碱处理、水洗后的溶剂一部分经过闪蒸得到干溶剂，另一部分与进入脱酸倾析器处理的溶剂混合，得到贫溶剂，本实用新型具有能耗低的优点。

附图说明

图1是本实用新型的顺酐回收用溶剂再生的装置图；

图2是第一水倾析器、第二水倾析器和第三水倾析器中都含有的丝网过滤装置图；

图中，1-待再生DIBE线；2-预热器；3-碱液线；4-碱处理反应器；5-离心机；6-废碱液线；7、碱处理泵；8-第二水循环泵；9-第一水混合器；10-第一水倾析器；11-第二水混合器；12-第二水倾析器；13-第三水混合器；14-第三水倾析器；15-闪蒸罐加热器；16-真空线；17-闪蒸罐；18-干溶剂线；19-干溶剂泵；20-第三水循环泵；21-脱盐水线；22-脱盐水加热器；23-废洗涤水线；24-废水泵；25-脱酸混合器；26-脱酸倾析器；27-溶剂线；28-溶剂泵；29-丝网过滤装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

待再生DIBE溶剂主要杂质含量，如下表所示：

杂质	顺酐	顺酸	富马酸	六氢苯酐	异丁醇	丙烯酸乙酸	磷	重质物	水
										含量(mg/kg)	2000	1200	1300	900	600	3000	5	100	1400

顺酐回收用溶剂再生装置，结构如下：

一种顺酐回收用溶剂再生装置，待再生DIBE线1从下到上依次连接有预热器2和碱液线3，碱液线3依次连接有碱处理反应器4、碱处理泵7、离心机5、第一水混合器9、第一水倾析器10、第二水混合器11、第二水倾析器12、第三水混合器13、第三水倾析器14、闪蒸罐加热器15、闪蒸罐17和干溶剂泵19；干溶剂泵19上设置有干溶剂线18；预热器2上部通过管道与废洗涤水线23和废水泵24依次连接；脱酸倾析器26下部一端与废水泵24连接，下部另一端与溶剂泵28相连接，溶剂泵28上设置有溶剂线27。

所述的脱盐水线21连接于脱盐水加热器22一端，脱盐水加热器22另一端与废洗涤水线23相连接，在脱盐水加热器22和废洗涤水线23之间设置有一管路，与第三水混合器13相连接。

所述的待再生DIBE线1上部还设置有一管道，与第一水倾析器10相联通；第三水倾析器14下部连接有第三水循环泵20；脱酸倾析器26上部通过管道与闪蒸罐加热器15相接通。

所述的离心机5上设置有废碱液线6，第二水倾析器12通过管道与第二水循环泵8连接，并与第一水混合器9相接通，第三水循环泵20通过管道与第二水混合器11相连接。

采用顺酐回收用溶剂再生装置的工艺方法，步骤如下：

1)待再生DIBE线1中的DIBE溶剂，经预热器2加热后，一部分与来自脱盐水线20中的脱盐水和来自废水泵24中的循环洗涤水一起进入脱酸混合器25中混合后，进入脱酸倾析器26，在水的萃取作用下，DIBE溶剂中的顺酸、富马酸和丙烯酸等杂质进入水相；DIBE相在溶剂泵28的加压下，沿溶剂线27排出，脱酸倾析器26中产生的洗涤废水经废水泵24加压后，一部分作为循环洗涤水经过脱酸混合器25进入脱酸倾析器26中，一部分沿着废洗涤水线23排出；

2)待再生DIBE线1中的DIBE溶剂，经预热器2加热后，另一部分与来自第一水倾析器10的循环洗涤水和来自碱液线6中的碱液混合后进入碱处理反应器4，在搅拌桨的作用下，水油两相充分接触，在碱处理泵7加压作用下，进入离心机5，经离心后，废碱液经过废碱液线6排出，DIBE溶剂与来自第二水循环泵8的洗涤水混合，经过第一水混合器9混合后进入第一水倾析器10，通过第一水倾析器10再进入第二水混合器11，由第二水混合器11进入第二水倾析器12，通过第二水倾析器12进入第三水混合器13，由第三水混合器13再进入第三水倾析器14，在第三水倾析器14中，一部分溶剂经过闪蒸罐加热器15进入闪蒸罐17中，脱除溶剂中夹杂的水分，水汽经过闪蒸罐17顶部的真空线16外排，闪蒸罐17中的干溶剂经干溶剂泵19加压后，沿着干溶剂线18外排；另一部分则进入脱酸倾析器26中；水相进入第三水循环泵20中；

3)来自脱盐水线21的脱盐水经过脱盐水加热器22加热后，一部分作为洗涤水进入第三水倾析器中14，另一部分作为洗涤水通过脱酸混合器25进入脱酸倾析器26中。

待再生DIBE溶剂分为的两部分：一部分进入脱酸倾析器26；另一部分进入碱处理反应器4。进入脱酸倾析器26与碱处理反应器4的溶剂质量比为8:1。碱处理反应器4的pH为12，反应温度为80℃；离心机5转速为2000转/分钟；碱处理反应器4溶剂相与水相的体积比为1.5:1。第一、二、三水倾析器(10、12、14)溶剂相与水相的体积比为1:1，温度为80℃，压力为0.1Mpa。

脱酸倾析器26压力为50Kpa，温度为65℃，脱酸倾析器26中溶剂相与水相的体积比为3:1。闪蒸罐17的温度为65℃，压力为-100Kpa。来自第三倾析器14的溶剂一部分进入脱酸倾析器26，另一部分进入闪蒸罐17，两者质量比为0.5:1。

干溶剂主要杂质含量

杂质	水	六氢苯酐
			含量(mg/kg)	1000	80

贫溶剂主要杂质含量

Claims

1.一种顺酐回收用溶剂再生装置，其特征在于：待再生DIBE线(1)从下到上依次连接有预热器(2)和碱液线(3)，碱液线(3)依次连接有碱处理反应器(4)、碱处理泵(7)、离心机(5)、第一水混合器(9)、第一水倾析器(10)、第二水混合器(11)、第二水倾析器(12)、第三水混合器(13)、第三水倾析器(14)、闪蒸罐加热器(15)、闪蒸罐(17)和干溶剂泵(19)；干溶剂泵(19)上设置有干溶剂线(18)；预热器(2)上部通过管道与废洗涤水线(23)和废水泵(24)依次连接；脱酸倾析器(26)下部一端与废水泵(24)连接，另一端与溶剂泵(28)相连接，溶剂泵(28)上设置有溶剂线(27)。

2.根据权利要求1所述的顺酐回收用溶剂再生装置，其特征在于：脱盐水线(21)连接于脱盐水加热器(22)一端，脱盐水加热器(22)另一端与废洗涤水线(23)相连接，在脱盐水加热器(22)和废洗涤水线(23)之间设置有一管路，与第三水混合器(13)相连接。

3.根据权利要求1所述的顺酐回收用溶剂再生装置，其特征在于：待再生DIBE线(1)上部还设置有一管道，与第一水倾析器(10)相联通；第三水倾析器(14)下部连接有第三水循环泵(20)；脱酸倾析器(26)上部通过管道与闪蒸罐加热器(15)相接通。

4.根据权利要求1所述的顺酐回收用溶剂再生装置，其特征在于：离心机(5)上设置有废碱液线(6)；第二水倾析器(12)通过管道与第二水循环泵(8)连接，并与第一水混合器(9)相接通，第三水循环泵(20)通过管道与第二水混合器(11)相连接。