CN208717190U - 一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，该装置将反应单元环氧化反应的高压反应产物依次进入高压处理单元、中压蒸发单元、低压闪蒸单元，低压、中压压力条件下操作得到的富丙烯气体经低压压缩机和高压压缩机压缩后被送至丙烯分离精制单元进行丙烯分离提纯。本实用新型的烯烃分离回收装置具有能量消耗小的显著优势，可降低产品的单位生产成本，提高产品竞争力，并能有效提高产品收率。

Description

一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置

技术领域

本实用新型涉及一种从环氧化产物中回收烯烃的装置，更具体的说，本实用新型涉及一种丙烯环氧化制取环氧丙烷的反应产物的后续分离回收未反应的过量烯烃的低能耗装置。

背景技术

环氧丙烷是重要的有机化工原料，是目前除聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物。其最大用途是合成聚醚多元醇，进而制造聚氨酯，在美国和西欧的用途分配中，这方面的用途分别占60％和70％以上。环氧丙烷还可用于制造非离子表面活性剂和丙烯醇、丙二醇、醇醚、碳酸丙烯酯、聚丙醇胺、丙醛、合成甘油、有机酸、合成树脂、泡沫塑料、增塑剂、乳化剂、湿润剂、洗涤剂、杀菌剂、熏蒸剂等。环氧丙烷衍生的精细化学品几乎应用于所有工业部门和日常生活中。

环氧丙烷的生产工艺主要有氯醇法、共氧化法(PO/SM法、PO/TAB法)、异丙苯氧化法(CHP法)和直接氧化法。其中氯醇法的主要缺点是对设备有腐蚀，生产过程中产生大量含有有机氯化物的废水、废渣，环保压力非常大。共氧化法相比氯醇法，降低了环保压力，但其流程长、投资高、联产品产量高，经济效益受联产品制约非常明显。直接氧化法是在特殊的分子筛催化剂的催化作用下，将丙烯与双氧水一步反应得到环氧丙烷的过程。这种工艺反应条件温和，产品收率高，没有其他联产品，三废少，基本无污染，属于环境友好的清洁生产工艺，其代表了环氧丙烷生产工艺的发展方向。

在双氧水直接环氧化丙烯的生产工艺中，为确保双氧水的完全转化，反应过程中使用过量丙烯进料，此部分过量丙烯在后续分离过程中需通过分离精制后重新送回反应器进行反应。这部分过量丙烯的分离回收过程中的能量消耗对装置的运行成本较大，是最终产品竞争力的重大影响因素。且在丙烯分离回收的过程中，往往也伴随着水解等副反应的发生，进而导致产品收率的降低。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，该种装置与现有的从环氧化产物中回收丙烯的装置相比，具有能量消耗小的显著优势，可降低产品的单位生产成本，提高产品竞争力，并能有效提高产品收率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，包括依次连通的反应单元、高压处理单元、中压蒸发单元、低压闪蒸单元、粗分离单元和产品精制单元，所述高压处理单元与1号部分冷凝器入口连通，所述中压蒸发单元与高压压缩机入口连通，所述低压闪蒸单元、粗分离单元均与低压压缩机入口连通，所述低压压缩机与高压压缩机入口连通，所述1号部分冷凝器出口、高压压缩机出口均与丙烯分离精制单元连通，所述丙烯分离精制单元出口与反应单元连通。

使用上述装置进行丙烯分离回收时，首先对高压反应产物在高压条件下进行高压加热处理，包括直接高压蒸发或预热加高压闪蒸，先将其中的一部分丙烯进行分离提纯，得到高压富丙烯，避免了降低压力后再将丙烯重新压缩回高压的过程，节省了一部分能耗；而高压处理残液接下来又进行中压蒸发和低压闪蒸等操作，一方面中压蒸发又分离出一部分中压富丙烯气体，减少了需要从低压逐级压缩到高压的气体的量，降低了能耗，另一方面低压压缩机只需将低压富丙烯气体压缩到中压，高压压缩机只需将中压富丙烯气体压缩到高压，相比较直接将气体由低压压缩到高压，降低了气体压缩前后的能级差，进而明显降低压缩机的能耗。

进一步的，所述高压处理单元为蒸发器。

进一步的，所述高压处理单元为依次相连的预热单元和闪蒸器。

进一步的，所述1号部分冷凝器出口与反应单元连通。经高压加热处理和部分冷凝得到的高压处理凝液，即富丙烯凝液不送至丙烯分离精制单元，而是直接泵送回反应单元循环使用可实现降低能耗的作用。

进一步的，所述中压蒸发单元与高压压缩机的通路上设有2号部分冷凝器。采用部分冷凝器对中压蒸发气相进行部分冷凝，进一步脱除中压蒸发气相中的重组分，实现了中压丙烯气体的进一步提纯，同时减少了高压压缩机需要压缩的气体的量，降低了高压压缩机的能耗，进而降低了整体流程的能耗。

进一步的，所述低压闪蒸单元与低压压缩机的通路上设有3号部分冷凝器。采用部分冷凝器对低压压蒸发气相进行部分冷凝，进一步脱除低压闪蒸气相中的重组分，实现了低压丙烯气体的进一步提纯，同时减少了低压压缩机需要压缩的气体的量，降低了低压压缩机的能耗，进而降低了高压压缩机需要压缩的气体的量和高压压缩机的能耗，最终降低了整体工艺流程的能耗。

进一步的，所述高压处理单元设有惰性气体进口。高压蒸发或高压闪蒸时根据反应产物情况通入一股惰性气体可提高蒸发效果，并可提高工艺安全性。

进一步的，所述闪蒸器内部添加有内件，添加的内件包括塔板、填料。闪蒸器中添加塔板、填料等内件可优化传质性能。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其优势在于：

本实用新型中的丙烯分离回收装置通过将高压反应产物在高、中、低压下进行多层级处理，使丙烯尽量在较高的压力条件下从反应产物中分离出来，并设置多级压缩机对富丙烯气进行分级压缩，降低气体压缩前后的能量等级差，可大幅降低最终的能量消耗，尤其是压缩机的能量消耗，进而降低产品的单位成本，提高产品竞争力。

此外，在本实用新型的丙烯分离回收装置中高压反应产物首先进入高压处理单元，进行高压蒸发或预热加高压闪蒸操作，相对现有的通过精馏进行丙烯回收的方法，没有回流过程，高压加热处理时所需温度相对较低，其后的中压蒸发和低压闪蒸过程所需温度则依次更低，即本实用新型的丙烯回收装置降低了丙烯分离回收过程中的分离温度，有效减少了反应产物中氧化烯烃在高温含醇含水环境下的停留时间，可减少水解等副反应的发生，进而提高总体工艺流程的产品收率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置图；

图2为本实用新型实施例2所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置图；

图3为本实用新型实施例3所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置图。

附图标记说明：

1-高压反应产物；2-惰性气体；3-高压处理气相；4-高压处理凝液；5-高压处理不凝气；6-高压处理残液；7-中压蒸发气相；8-中压蒸发残液；9-低压闪蒸气相；10-低压闪蒸残液；11-粗分离富丙烯气；12-粗分离液相；13-低压压缩机出口气；14-高压压缩机出口气；15-循环丙烯；16-中压蒸发凝液；17-中压蒸发不凝气；18-低压闪蒸凝液；19-低压闪蒸不凝气；

a-反应单元；b-高压处理单元；b1-预热单元；b2-闪蒸器；c-1号部分冷凝器；d-中压蒸发单元；e-低压闪蒸单元；f-粗分离单元；g-产品精制单元；h-低压压缩机；i-高压压缩机；j-丙烯分离精制单元；k-2号部分冷凝器；m-3号部分冷凝器。

具体实施方式

下面将结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1：

如图1所示，一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，包括依次连通的反应单元a、高压处理单元b、中压蒸发单元d、低压闪蒸单元e、粗分离单元f和产品精制单元g，高压处理单元b与1号部分冷凝器c入口连通，中压蒸发单元d与高压压缩机i入口连通，低压闪蒸单元e、粗分离单元f均与低压压缩机h入口连通，低压压缩机h与高压压缩机i入口连通，1号部分冷凝器c出口、高压压缩机i出口均与丙烯分离精制单元j连通，丙烯分离精制单元j出口与反应单元a连通。高压处理单元b为蒸发器，且高压处理单元b设有惰性气体进口。

使用上述装置进行烯烃回收时，首先，在反应单元a进行环氧化反应，反应在高压下进行，操作压力2.8MPaG；环氧化反应得到的高压反应产物1被送至高压处理单元b进行高压加热处理操作，即在高压下进行加热蒸发，蒸发时操作压力2.5MPaG，操作温度60℃，蒸发时根据反应产物情况向高压处理单元b中通入一股惰性气体2，最终得到高压处理气相3和高压处理残液6，高压处理气相3通过1号部分冷凝器c进行部分冷凝后，得到高压处理凝液4和高压处理不凝气5，高压处理凝液4送至丙烯分离精制单元j进行丙烯的进一步分离提纯操作，高压处理不凝气5排出系统。

高压处理残液6进入到中压蒸发单元d，在中压条件下进一步蒸发，蒸发压力0.65MPaG，蒸发温度60℃，得到中压蒸发气相7和中压蒸发残液8，中压蒸发气相7送至高压压缩机i。中压蒸发残液8进入到低压闪蒸单元e，在低压下闪蒸，得到低压闪蒸气相9和低压闪蒸残液10，闪蒸压力0.05MPaG，低压闪蒸残液10进入到粗分离单元f，经粗分离步骤，即精馏、汽提等步骤，得到粗分离富丙烯气11和粗分离液相12，粗分离液相12送至产品精制单元g进行产品、副产品的分离提纯操作。低压闪蒸单元e产生的低压闪蒸气相9和粗分离单元f产生的粗分离富丙烯气11均送至低压压缩机h进行压缩，经低压压缩机h压缩至0.6MPaG，得到的低压压缩机出口气13随后送至高压压缩机i。高压压缩机i将来源于中压蒸发单元d的中压蒸发气相7及低压压缩机h的低压压缩机出口气13压缩至2.1MPaG，随后得到的高压压缩机出口气14送至丙烯分离精制单元j。经丙烯分离精制单元j分离提纯得到的循环丙烯15被送至反应单元a。

上述操作中各级蒸发单元所采用的蒸发器形式可选用Kettel式、降膜式、升膜式等多种类型，本实用新型的使用效果并不局限蒸发器形式的选择；丙烯分离精制单元j可选用常规精馏、热耦合精馏、吸收解吸等多种分离提纯方式，本实用新型内容并不限制丙烯分离精制单元j的具体形式。

采用实施例1所示装置对环氧化产物进行分离回收，压缩机及总体能耗节省20％。

实施例2：

如图2所示，一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，包括依次连通的反应单元a、高压处理单元b、中压蒸发单元d、低压闪蒸单元e、粗分离单元f和产品精制单元g，高压处理单元b与1号部分冷凝器c入口连通，1号部分冷凝器c出口与反应单元a连通，中压蒸发单元d与高压压缩机i入口连通，低压闪蒸单元e、粗分离单元f均与低压压缩机h入口连通，低压压缩机h与高压压缩机i入口连通，高压压缩机i出口与丙烯分离精制单元j连通，丙烯分离精制单元j出口与反应单元a连通。高压处理单元b为蒸发器。中压蒸发单元d与高压压缩机i的通路上设有2号部分冷凝器k。

使用上述装置进行烯烃回收时，首先，在反应单元a进行环氧化反应，反应在高压下进行，操作压力2.8MPaG；环氧化反应得到的高压反应产物1被送至高压处理单元b进行高压加热处理操作，即在高压下进行加热蒸发，蒸发时操作压力2.5MPaG，操作温度60℃，得到高压处理气相3和高压处理残液6，高压处理气相3通过1号部分冷凝器c进行部分冷凝后，得到高压处理凝液4和高压处理不凝气5，高压处理凝液4直接被泵送回反应单元a，高压处理不凝气5排出系统。

高压处理残液6进入到中压蒸发单元d，在中压条件下进一步蒸发，蒸发压力0.65MPaG，蒸发温度60℃，得到中压蒸发气相7和中压蒸发残液8，中压蒸发气相7经2号部分冷凝器k进行部分冷凝后得到中压蒸发不凝气17和中压蒸发凝液16，中压蒸发不凝气17送至高压压缩机i，中压蒸发凝液16回到中压蒸发单元d。中压蒸发残液8进入低压闪蒸单元e，在低压下闪蒸，得到低压闪蒸气相9和低压闪蒸残液10，闪蒸压力0.05MPaG；低压闪蒸残液10进入到粗分离单元f，经粗分离步骤，即精馏、汽提等步骤，得到粗分离富丙烯气11和粗分离液相12，粗分离液相12送至产品精制单元g进行产品、副产品的分离提纯操作。低压闪蒸单元e产生的低压闪蒸气相9和粗分离单元f产生的粗分离富丙烯气11均送至低压压缩机h进行压缩，经低压压缩机h压缩至0.6MPaG，得到的低压压缩机出口气13随后送至高压压缩机i。高压压缩机i将来源于中压蒸发单元d的中压蒸发不凝气17及来自低压压缩机h的低压压缩机出口气13压缩至2.1MPaG，随后得到的高压压缩机出口气14送至丙烯分离精制单元j。经丙烯分离精制单元j分离提纯得到的循环丙烯15被送至反应单元a。

上述操作中各级蒸发单元所采用的蒸发器形式可选用Kettel式、降膜式、升膜式等多种类型，本实用新型的使用效果并不局限蒸发器形式的选择；丙烯分离精制单元j可选用常规精馏、热耦合精馏、吸收解吸等多种分离提纯方式，本实用新型内容并不限制丙烯分离精制单元j的具体形式。

采用实施例2所示装置对环氧化产物进行分离回收，压缩机及总体能耗节省23％。

实施例3：

如图3所示，一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，包括依次连通的反应单元a、高压处理单元b、中压蒸发单元d、低压闪蒸单元e、粗分离单元f和产品精制单元g，高压处理单元b与1号部分冷凝器c入口连通，中压蒸发单元d与高压压缩机i入口连通，低压闪蒸单元e、粗分离单元f均与低压压缩机h入口连通，低压压缩机h与高压压缩机i入口连通，1号部分冷凝器c出口、高压压缩机i出口均与丙烯分离精制单元j连通，丙烯分离精制单元j出口与反应单元a连通。高压处理单元b为依次相连的预热单元b1和闪蒸器b2，且高压处理单元b设有惰性气体进口。闪蒸器b2内部添加有内件，添加的内件包括塔板、填料。低压闪蒸单元e与低压压缩机h的通路上设有3号部分冷凝器m。

使用上述装置进行烯烃回收时，首先，在反应单元a进行环氧化反应，反应在高压下进行，操作压力2.8MPaG；环氧化反应得到的高压反应产物1被送至高压处理单元b进行高压加热处理操作，即经预热单元b1预热后进入闪蒸器b2，在高压下进行闪蒸，预热温度70℃，闪蒸时向闪蒸器b2的液相底部通入一股惰性气体2，最终得到高压处理气相3和高压处理残液6，高压处理气相3通过1号部分冷凝器c进行部分冷凝后，得到高压处理凝液4和高压处理不凝气5，高压处理凝液4送至丙烯分离精制单元j进行丙烯的进一步分离提纯操作，高压处理不凝气5排出系统。

高压处理残液6进入到中压蒸发单元d，在中压条件下进一步蒸发，蒸发压力0.65MPaG，蒸发温度60℃，得到中压蒸发气相7和中压蒸发残液8，中压蒸发气相7送至高压压缩机i。中压蒸发残液8进入到低压闪蒸单元e，在低压下闪蒸，得到低压闪蒸气相9和低压闪蒸残液10，闪蒸压力0.05MPaG，低压闪蒸气相9经3号部分冷凝器m进行部分冷凝后得到低压闪蒸不凝气19和低压闪蒸凝液18，低压闪蒸不凝气19送至低压压缩机，低压闪蒸凝液18回到低压闪蒸单元e。低压闪蒸残液10进入粗分离单元f，经粗分离步骤，即精馏、汽提等步骤，得到粗分离富丙烯气11和粗分离液相12，粗分离液相12送至产品精制单元g进行产品、副产品的分离提纯操作。来自低压闪蒸单元e的低压闪蒸不凝气19和来自粗分离单元f的粗分离富丙烯气11均送至低压压缩机h进行压缩，经低压压缩机h压缩至0.6MPaG，得到的低压压缩机出口气13随后送至高压压缩机i。高压压缩机i将来源于中压蒸发单元d的中压蒸发气相7及低压压缩机h的低压压缩机出口气13压缩至2.1MPaG，随后得到的高压压缩机出口气14送至丙烯分离精制单元j。经丙烯分离精制单元j分离提纯得到的循环丙烯15被送至反应单元a。

上述操作中各级蒸发单元所采用的蒸发器形式可选用Kettel式、降膜式、升膜式等多种类型，本实用新型的使用效果并不局限蒸发器形式的选择；丙烯分离精制单元j可选用常规精馏、热耦合精馏、吸收解吸等多种分离提纯方式，本实用新型内容并不限制丙烯分离精制单元j的具体形式。

采用实施例3所示装置对环氧化产物进行分离回收，压缩机及总体能耗节省24％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：包括依次连通的反应单元(a)、高压处理单元(b)、中压蒸发单元(d)、低压闪蒸单元(e)、粗分离单元(f)和产品精制单元(g)，所述高压处理单元(b)与1号部分冷凝器(c)入口连通，所述中压蒸发单元(d)与高压压缩机(i)入口连通，所述低压闪蒸单元(e)、粗分离单元(f)均与低压压缩机(h)入口连通，所述低压压缩机(h)与高压压缩机(i)入口连通，所述1号部分冷凝器(c)出口、高压压缩机(i)出口均与丙烯分离精制单元(j)连通，所述丙烯分离精制单元(j)出口与反应单元(a)连通。

2.根据权利要求1所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：所述高压处理单元(b)为蒸发器。

3.根据权利要求1所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：所述高压处理单元(b)为依次相连的预热单元(b1)和闪蒸器(b2)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：所述1号部分冷凝器(c)出口与反应单元(a)连通。

5.根据权利要求1所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：所述中压蒸发单元(d)与高压压缩机(i)的通路上设有2号部分冷凝器(k)。

6.根据权利要求1所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：所述低压闪蒸单元(e)与低压压缩机(h)的通路上设有3号部分冷凝器(m)。

7.根据权利要求1所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：所述高压处理单元(b)设有惰性气体进口。

8.根据权利要求3所述的一种从环氧化产物中回收烯烃的低能耗装置，其特征在于：所述闪蒸器(b2)内部添加有内件，添加的内件包括塔板、填料。