CN218962202U - 一种丙烯酸尾气循环回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种丙烯酸尾气循环回收系统，本实用新型将部分醋酸废液循环回收作为丙烯酸反应气的急冷吸收剂，同时将急冷塔顶的丙烯酸尾气分成两部分，一部分去废气处理系统后进行排放，另一部分则去回收塔，采用新鲜脱盐水进行吸收洗涤，净化后的循环尾气加压后返回至反应系统；本实用新型能有效降低新鲜脱盐水消耗量，降低废气处理过程中的投资及操作费用，同时将尾气中的部分原料丙烯进行循环利用，提高了原料丙烯的利用率，具有原料利用率高、绿色环保、经济性好的特点。

Description

一种丙烯酸尾气循环回收系统

技术领域

本实用新型涉及丙烯酸生产技术领域，具体指一种丙烯酸尾气循环回收系统。

背景技术

丙烯酸作为重要的有机化工原料，大量应用于胶黏剂和水溶性涂料的生产，在化纤、造纸、皮革、建材、塑料改性、合成橡胶、辐射固化水处理剂等领域都发挥着重要作用，也可深加工制成丙烯酸丁酯等。

丙烯酸经历了多种制备方法并存的时代，丙烯腈水解法、高压雷普法(高压羰基合成法)、改良雷普法(低压羰基合成法)、氰乙醇法、烯酮法等都曾作为生产丙烯酸及酯的主要方法，但这些方法皆因设备腐蚀严重，能耗高，收率低，成本高，已基本被淘汰，目前最常用的丙烯酸生产方法为丙烯氧化法。在丙烯氧化法制丙烯酸工艺中，其循环气回收过程较为复杂。

现有丙烯氧化制丙烯酸装置循环气的回收过程中，主要分为新鲜脱盐直接急冷吸收、部分净化尾气循环工艺以及采用循环醋酸废液急冷吸收、尾气催化氧化后部分循环工艺两种。如专利CN103193618B和CN10260036B中，虽然在废气处理方面有所不同，但是两者均采用新鲜脱盐水对初步冷却后的丙烯酸反应气进行急冷吸收，吸收后的尾气部分循环回收，部分处理后去焚烧系统；专利CN105001072B中，采用三合一吸收塔，并以循环含醋酸废水作为急冷吸收剂，塔顶的尾气经催化氧化废气处理，部分压缩后返回至反应系统，部分进行排放。

针对上述现有的两种丙烯酸尾气循环回收技术，存在以下缺点：

在专利CN103193618B和CN10260036B中，为降低丙烯酸尾气中的有机物含量，丙烯酸反应气直接采用新鲜脱盐水进行急冷吸收，随后将部分尾气进行加压循环，但是该技术存在新鲜水消耗量高，且在后续分离过程中废水量大等问题；

在专利CN105001072B中，将醋酸废水循环用作丙烯酸反应气的急冷吸收剂，急冷塔顶的尾气直接去废气处理系统，处理后的部分烟气进行循环，部分烟气进行排放。该方案虽然降低了新鲜水的消耗量，但是在尾气处理过程中，尾气全部送往废气处理系统，不仅消耗了大量的废气处理催化剂，同时损失了尾气中的原料丙烯。

因此，对于目前丙烯酸尾气循环回收技术，有待于做进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效降低新鲜脱盐水消耗量、降低废气处理过程中的投资及操作费用，同时将尾气中的部分原料丙烯进行循环利用、提高了原料丙烯的利用率的丙烯酸尾气循环回收系统。

实用新型本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种丙烯酸尾气循环回收系统，包括：

急冷塔，供反应气急冷吸收，下部设置有供冷却后的丙烯酸反应气输入的进气口，底部开有供丙烯酸溶液输出的出液口；

共沸塔，设于所述急冷塔的下游，侧部设置有供急冷塔底部输出的丙烯酸溶液输入的进口，塔底设置有供丙烯酸粗液输出去丙烯酸精制系统的出液口；

回流罐，设于所述共沸塔之上，与所述共沸塔的塔顶循环连通，用于进行非均相分离，设置有供部分含醋酸废水外排、供部分含醋酸废水回流至急冷塔中作为吸收剂使用的管路；

吸收塔，设于所述急冷塔之上，用于将至少部分来自急冷塔塔顶的尾气洗涤净化后循环至反应系统。

优选地，还包括废气处理系统，用于对急冷塔塔顶的尾气或来自吸收塔塔顶的尾气进行净化。

作为一种优选方案，所述废气处理系统设于急冷塔的下游，所述急冷塔的部分塔顶尾气通过第一管道与废气处理系统的入口相连接，所述废气处理系统设置有供净化后的烟气输出的出口，所述急冷塔的另一部分塔顶尾气通过第二管道与吸收塔的底部进口相连通。

优选地，所述吸收塔的下游设置有用于对吸收塔输出的净化气进行加压的循环气压缩机。

优选地，所述废气处理系统出口管线与吸收塔顶部净化循环气管线之间设置旁路系统，用于实现烟气与循环气之间的流量调节控制。

作为另一种优选方案，所述急冷塔的塔顶尾气通过第三管道与吸收塔的底部进口相连通，所述废气处理系统设于吸收塔的下游，用于对经吸收塔处理后的气相进行净化。

优选地，所述废气处理系统的下游连接有供部分废气处理系统输出的气相净化气外排的第三管道及用于对另一部分净化气进行加压并循环至反应系统的循环气压缩机。

优选地，所述急冷塔顶出口尾气管线与吸收塔顶部净化循环气管线间设置旁路系统，用于实现尾气与净化循环气之间的流量调节控制。

一种丙烯酸尾气循环回收方法，包括以下步骤：

来自反应系统进行初冷后的丙烯酸反应气首先进入急冷塔，急冷塔顶通入循环醋酸废液，反应气在急冷塔中急冷吸收，塔底得到丙烯酸溶液进入了共沸塔；

在共沸塔中，塔顶采用共沸剂对丙烯酸溶液进行共沸精馏分离，塔底得到丙烯酸粗液去丙烯酸精制系统，最终得到丙烯酸产品；而共沸塔顶经回流罐非均相分离后，共沸剂返回至共沸塔中，而含醋酸废水部分外排，部分则作为吸收剂返回至急冷塔中；

在急冷塔顶部，塔顶尾气先分为两部分，一部分进入废气处理系统进行废气催化氧化反应，达标后的烟气高空排放，另一部分废气则进入吸收塔，在吸收塔塔顶通入新鲜脱盐水将尾气进行洗涤净化，净化后的尾气则经循环气压缩机加压后循环至反应系统，吸收塔底的低浓度醋酸则与循环醋酸废液一起作为急冷塔的吸收剂；

同时，将废气处理系统出口管线与吸收塔顶部净化循环气管线设置旁路系统，可实现烟气与循环气之间的流量调节控制。

所述的急冷塔是以共沸塔顶醋酸废液为急冷吸收剂，将初步冷却后的丙烯酸反应气进行急冷吸收，塔顶为含醋酸、丙烯介质的尾气，塔底为丙烯酸吸收液。

所述的共沸塔是将来自急冷塔底的丙烯酸吸收液进行共沸分离，塔底得到的粗丙烯酸去后续的丙烯酸精制过程，塔顶非均相分离后得到醋酸废液，部分循环至急冷塔作为吸收剂，部分则去醋酸浓缩精制或者废液处理单元。

所述的回收塔是采用新鲜脱盐水对急冷塔顶的部分循环尾气进行洗涤吸收，塔顶得到净化循环气，塔底得到醋酸废液。

所述的循环气压缩机是将回收塔塔顶的净化循环气加压后返回至反应系统。

所述的废气处理系统是将急冷塔顶部分尾气进行高温催化氧化处理，并经预热回收后进行达标烟气排放。

所述的丙烯酸尾气循环是指将急冷塔塔顶的尾气分为两部分，一部分作为循环气去回收塔，经脱盐水吸收净化后循环至反应系统，一部分则直接去废气处理系统进行尾气处理。

优选地，所述的急冷塔中循环醋酸废液与冷却后丙烯酸反应气的液气比为0.05～0.25；所述的丙烯酸尾气中作为循环气循环回收的比例为10.0％～40.0％；所述的吸收塔中新鲜脱盐水与循环尾气的液气比为0.03～0.15；所述的吸收塔操作压力为0.0～0.2MPaG。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型将部分醋酸废液循环回收作为丙烯酸反应气的急冷吸收剂，同时将急冷塔顶的丙烯酸尾气分成两部分，一部分去废气处理系统后进行排放，另一部分则去回收塔，采用新鲜脱盐水进行吸收洗涤，净化后的循环尾气加压后返回至反应系统；本实用新型能有效降低新鲜脱盐水消耗量，降低废气处理过程中的投资及操作费用，同时将尾气中的部分原料丙烯进行循环利用，提高了原料丙烯的利用率，具有原料利用率高、绿色环保、经济性好的特点。

具体的，本实用新型具有新鲜脱盐水用量少、废气处理量少、原料利用率高等特点；

丙烯酸急冷塔吸收液是将共沸塔顶醋酸废液部分循环后作为急冷吸收剂；丙烯酸装置尾气循环系统是指将急冷塔顶尾气分为两部分，一部分作为循环气去回收塔，经脱盐水吸收净化后循环至反应系统，一部分则直接去废气处理系统进行尾气处理，从而降低废气处理系统中废气处理量，减少废气处理系统的投资及操作费用；

吸收塔是在急冷塔顶部额外设置一台吸收设备，以新鲜脱盐水为吸收剂，将尾气中的有机酸等进行吸收洗涤，净化后的循环气可加压后返回至反应系统，减少反应器结焦现象，同时，将循环气中的丙烯带回至反应系统中，实现原料的高效利用；

丙烯酸废气处理系统出口管线增加去循环压缩机跨线，系统可利用急冷塔顶尾气分流流量调节以及废气处理系统出口管线旁路流量调节等多手段实现循环气流量控制调节，实现丙烯酸尾气循环的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的工艺流程图；

图2为本实用新型实施例2的工艺流程图；

图3为本实用新型实施例3的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例的丙烯酸尾气循环回收系统包括：

急冷塔1，供反应气急冷吸收，下部设置有供冷却后的丙烯酸反应气输入的进气口，底部开有供丙烯酸溶液输出的出液口；急冷塔1的塔底设置有用于循环冷却的冷却器2、循环泵3；

共沸塔6，设于所述急冷塔1的下游，侧部设置有供急冷塔底部输出的丙烯酸溶液输入的进口，塔底设置有供丙烯酸粗液输出去丙烯酸精制系统的出液口，丙烯酸精制系统输出丙烯酸产品，输出一部分自共沸塔6中部回流至共沸塔6中；共沸塔6底部设置有再沸器7；

回流罐5，设于共沸塔6之上，与共沸塔6的塔顶循环连通，用于进行非均相分离，设置有供部分含醋酸废水外排、供部分含醋酸废水回流至急冷塔1中作为吸收剂使用的管路；回流罐5与其上游的冷凝器4通过管道与共沸塔6塔顶形成循环，该管道底部设置有供新鲜共沸剂输入的输入点，回流罐5顶部的输出尾气去火炬系统；

吸收塔10，设于急冷塔1之上，用于将至少部分来自急冷塔1塔顶的尾气洗涤净化后循环至反应系统；

废气处理系统9，用于对急冷塔1塔顶的尾气或来自吸收塔10塔顶的尾气进行净化。

本实施例的废气处理系统9设于急冷塔1的下游，急冷塔1的部分塔顶尾气通过第一管道与废气处理系统9的入口相连接，废气处理系统9设置有供净化后的烟气输出的出口，急冷塔1的另一部分塔顶尾气通过第二管道与吸收塔10的底部进口相连通。吸收塔10的下游设置有用于对吸收塔10输出的净化气进行加压的循环气压缩机11。

废气处理系统9出口管线与吸收塔10顶部净化循环气管线之间设置旁路系统，用于实现烟气与循环气之间的流量调节控制。

本实施例以10万吨/年规模丙烯氧化制丙烯酸装置尾气循环为例进行说明：冷却后的70～95t/hr丙烯酸反应气(50～100℃，0.01～0.30MPaG)首先进入急冷塔1，急冷塔顶通入循环醋酸废液，反应气在急冷塔中急冷吸收，塔底得到丙烯酸溶液进入了共沸塔6。急冷塔内醋酸废液与反应气的液气比为0.05～0.25。在共沸塔中，塔顶采用共沸剂对丙烯酸溶液进行共沸精馏分离，塔底得到丙烯酸粗液去丙烯酸精制系统，最终得到丙烯酸产品。共沸塔顶凝液经回流罐5非均相分离后，共沸剂返回至共沸塔中，而含醋酸废水部分外排，部分则作为吸收剂返回至急冷塔中。共沸塔中共沸剂与丙烯酸溶液比例为1.5～3.5，循环醋酸废液的比例为0.3～0.9。在急冷塔顶部，塔顶尾气先分为两部分，一部分约(60～90％)进入废气处理系统9进行废气催化氧化反应，达标后的烟气高空排放，另一部分约(10～40％)废气则进入吸收塔10，在吸收塔塔顶通入新鲜脱盐水，将尾气进行洗涤净化，净化后的尾气则经循环气压缩机11加压后循环至反应系统。吸收塔的操作压力为0.0～0.2MPaG，吸收塔中新鲜脱盐水与循环尾气的液气比为0.03～0.15。吸收塔底的低浓度醋酸则与循环醋酸废液一起作为急冷塔的吸收剂。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：如图2所示，急冷塔1的塔顶尾气通过第三管道与吸收塔10的底部进口相连通，废气处理系统9设于吸收塔10的下游，用于对经吸收塔10处理后的气相进行净化。废气处理系统9的下游连接有供部分废气处理系统输出的气相净化气外排的第三管道及用于对另一部分净化气进行加压并循环至反应系统的循环气压缩机11。急冷塔1顶出口尾气管线与吸收塔10顶部净化循环气管线间设置旁路系统，用于实现尾气与净化循环气之间的流量调节控制。

本实施例采用新鲜脱盐水对尾气进行初歩洗涤净化，减少尾气中有机酸的含量，同时将吸收下来的醋酸废液送至醋酸回收或废液处理系统。把降低有机酸含量后的尾气再送入废气处理系统，能有效降低废气处理过程中有机酸的处理要求，减少废气处理的投资和操作成本。经废气处理后烟气部分加压后作为循环气返回至反应系统，部分则进行高空排放。

实施例3：

本实施例与实施例2的区别在于：如图3所示，循环气压缩机11连接于吸收塔10的顶部出口与废气处理系统9进口之间输出管线上。

本实施例采用新鲜脱盐水对尾气进行洗涤净化，将尾气中有机酸进行脱除，同时将吸收下来的醋酸废液作为急冷塔的吸收剂。把脱除有机酸后的尾气部分加压后循环至反应系统，部分则送入废气处理系统。该方案虽然增加了脱盐水的消耗量，但是能有效降低废气处理过程中有机酸量，减少废气处理的投资和操作成本，可作为一个备选方案。

Claims (8)

1.一种丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于包括：

急冷塔(1)，供反应气急冷吸收，下部设置有供冷却后的丙烯酸反应气输入的进气口，底部开有供丙烯酸溶液输出的出液口；

共沸塔(6)，设于所述急冷塔(1)的下游，侧部设置有供急冷塔底部输出的丙烯酸溶液输入的进口，塔底设置有供丙烯酸粗液输出去丙烯酸精制系统的出液口；

回流罐(5)，设于所述共沸塔(6)之上，与所述共沸塔(6)的塔顶循环连通，用于进行非均相分离，设置有供部分含醋酸废水外排、供部分含醋酸废水回流至急冷塔(1)中作为吸收剂使用的管路；以及

吸收塔(10)，设于所述急冷塔(1)之上，用于将至少部分来自急冷塔(1)塔顶的尾气洗涤净化后循环至反应系统。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于：还包括废气处理系统(9)，用于对急冷塔(1)塔顶的尾气或来自吸收塔(10)塔顶的尾气进行净化。

3.根据权利要求2所述的丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于：所述废气处理系统(9)设于急冷塔(1)的下游，所述急冷塔的部分塔顶尾气通过第一管道与废气处理系统(9)的入口相连接，所述废气处理系统(9)设置有供净化后的烟气输出的出口，所述急冷塔的另一部分塔顶尾气通过第二管道与吸收塔(10)的底部进口相连通。

4.根据权利要求3所述的丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于：所述吸收塔(10)的下游设置有用于对吸收塔(10)输出的净化气进行加压的循环气压缩机。

5.根据权利要求4所述的丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于：所述废气处理系统(9)的出口管线与吸收塔顶部净化循环气管线之间设置旁路系统，用于实现烟气与循环气之间的流量调节控制。

6.根据权利要求2所述的丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于：所述急冷塔的塔顶尾气通过第三管道与吸收塔(10)的底部进口相连通，所述废气处理系统设于吸收塔(10)的下游，用于对经吸收塔(10)处理后的气相进行净化。

7.根据权利要求6所述的丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于：所述废气处理系统的下游连接有供部分废气处理系统输出的气相净化气外排的第三管道及用于对另一部分净化气进行加压并循环至反应系统的循环气压缩机。

8.根据权利要求7所述的丙烯酸尾气循环回收系统，其特征在于：所述急冷塔的塔顶出口尾气管线与吸收塔顶部净化循环气管线间设置旁路系统，用于实现尾气与净化循环气之间的流量调节控制。

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