一種丁辛醇尾氣回收裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于尾氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種丁辛醇尾氣回收裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丁辛醇為重要的醇類化工原料，它有三個(gè)重要的品種：正丁醇、異丁醇和辛醇（或 稱2-乙基己醇）。正丁醇主要用于生產(chǎn)丙烯酸丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯等酯類產(chǎn)品。前者 用于涂料和粘合劑，后兩者為PVC的增塑劑。異丁醇可部分代替正丁醇的用途。辛醇主要 用于生產(chǎn)PVC的增塑劑如鄰苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯等，還用來(lái)制造丙烯酸辛酯作 為涂料和粘合劑。丁辛醇產(chǎn)品是隨著石油化工、聚氯乙烯塑料工業(yè)、有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展及 羰基合成技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的。
[0003] 丁辛醇的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有乙醛縮合法、發(fā)酵法、齊格勒法和羰基合成法等。 其中，羰基合成法是應(yīng)用最廣的技術(shù)，反應(yīng)原料為丙烯和合成氣。羰基合成反應(yīng)主要是指丙 烯、合成氣在銠催化劑存在時(shí)生成丁醛的過(guò)程。整套裝置排出的尾氣來(lái)自于羰基合成反應(yīng) 器、低壓蒸發(fā)系統(tǒng)、高壓蒸發(fā)系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)等部分。
[0004] 現(xiàn)有丁辛醇生產(chǎn)裝置的尾氣排放量很高，如30萬(wàn)噸/年的丁辛醇裝置產(chǎn)生的尾氣 最高可達(dá)3850kg/hr。丁辛醇尾氣的組分較為復(fù)雜，其包括從氫氣到丁醛等輕重不同的多種 組分，其中丁醛、丙烯和丙烷的含量最高且最有價(jià)值。如果丁辛醇尾氣的各種組份不進(jìn)行分 離，其只能作為低價(jià)值的燃料氣，而將其中的丁醛、丙烯和丙烷等組份分離出來(lái)，則可作為 高價(jià)值的化工原料，這種分離過(guò)程被稱為回收。其中，丙烯和丙烷混合物或作為產(chǎn)品直接出 售，或送入精餾塔進(jìn)一步分離。
[0005] 目前，回收丁辛醇尾氣的技術(shù)主要是采用丁醛作為吸收劑，在一定壓力下吸收丙 烯和丙烷組分。這樣丁醛與吸收劑的分離操作即可省略。但丁醛在實(shí)際操作中表現(xiàn)出一定 的腐蝕性，吸收解吸塔要采用不銹鋼材質(zhì)，投資較大。此外，如果要求吸收法達(dá)到很高的尾 氣回收率（例如90%以上），那么投資和能耗將增加較大。
[0006] 出于這種考慮，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了研究，目的是解決相關(guān)領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)所暴 露出來(lái)的問(wèn)題，期望提供一種尾氣回收率高、能耗低、能量利用率高、投資成本低、過(guò)程容易 控制的丁辛醇尾氣回收裝置及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種丁辛醇尾氣回收裝置，其包括壓縮機(jī)構(gòu)、精餾機(jī) 構(gòu)和深冷機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的裝置通過(guò)壓縮機(jī)構(gòu)、精餾機(jī)構(gòu)和深冷機(jī)構(gòu)的協(xié)同配合工作，實(shí)現(xiàn)了 在低能耗的情況下獲得高回收率的丁醛以及丙烯丙烷混合物。
[0008] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述丁辛醇尾氣回收裝置來(lái)回收丁辛醇尾 氣的方法，其包括壓縮步驟、精餾步驟和深冷分離步驟。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種丁辛醇尾氣回收裝置，所述裝置包 括：
[0010] 壓縮機(jī)構(gòu)，其用于接收尾氣，并將尾氣中各氣體組分的壓力壓縮到同一等級(jí)；
[0011] 精餾機(jī)構(gòu)，其用于接收來(lái)自所述壓縮機(jī)構(gòu)的輸出流，并分別輸出回收的丁醛流、回 收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾氣流；
[0012] 深冷機(jī)構(gòu)，其用于接收來(lái)自所述精餾機(jī)構(gòu)的剩余尾氣流，并進(jìn)一步回收其中的丙 烯丙烷。
[0013] 本發(fā)明的裝置通過(guò)壓縮機(jī)構(gòu)、精餾機(jī)構(gòu)和深冷機(jī)構(gòu)三部分的協(xié)同配合工作，不僅 能夠高效回收尾氣中的丁醛和丙烯丙烷混合物，使得尾氣中丁醛的回收率大于99%，丙烯 丙烷混合物的回收率在95%以上，而且能夠顯著降低尾氣回收裝置的能耗。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述壓縮機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)壓縮機(jī)和至少一個(gè)第 三換熱器，其用于接收丁辛醇尾氣，并將尾氣中各氣體組分的壓力壓縮到同一等級(jí)。其中， 第三換熱器的作用是通過(guò)采用便宜的冷媒介，例如循環(huán)冷卻水，將壓縮后的尾氣冷卻到盡 可能低的溫度，以節(jié)省后續(xù)精餾機(jī)構(gòu)的能耗。由于丁辛醇生產(chǎn)裝置的各個(gè)部分會(huì)產(chǎn)生多個(gè) 不同壓力等級(jí)的尾氣流股，為了回收全部尾氣，本發(fā)明的裝置需要采用壓縮機(jī)構(gòu)將全部尾 氣的壓力提升到同一個(gè)壓力等級(jí)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述壓縮機(jī)構(gòu)的輸出流中丙烯和丙烷的分壓之和 為0. 5~2MPaA，優(yōu)選0. 7~IMPaA。由此使得尾氣中丙烯丙烷的回收率得以提高。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述精餾機(jī)構(gòu)包括：至少一個(gè)脫丁醛塔，其用于接 收來(lái)自所述壓縮機(jī)構(gòu)的輸出流，并在其塔底輸出回收的丁醛流而塔頂輸出第一料流；至少 一個(gè)第一換熱器，其與脫丁醛塔的塔頂相連，用于冷卻第一料流，并輸出溫度低于第一料流 的露點(diǎn)溫度的含有氣液混合物的第二料流；至少一個(gè)第一氣液分離器，其與第一換熱器相 連，用于接收第二料流以進(jìn)行氣液分離，并在液相出口輸出第三料流而在氣相出口輸出第 四料流；至少一個(gè)丙烯丙烷回收塔，其與第一氣液分離器的液相出口相連，用于接收第三料 流以進(jìn)行丙烯丙烷的回收，并在塔底輸出回收的丙烯丙烷混合流而塔頂輸出第五料流。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，脫丁醛塔的入口與壓縮機(jī)構(gòu)的出口相連，脫丁醛 塔的塔頂出口與第一換熱器的一個(gè)入口相連，脫丁醛塔的塔底出口與精餾機(jī)構(gòu)的第二出口 相連，第一換熱器的一個(gè)出口與氣液分離器的入口相連，氣液分離器的氣相出口與精餾機(jī) 構(gòu)的第一出口相連，氣液分離器的液相出口與丙烯丙烷回收塔的進(jìn)口相連，丙烯丙烷回收 塔的液相出口與精餾機(jī)構(gòu)的第三出口相連，丙烯丙烷回收塔的氣相出口與精餾機(jī)構(gòu)的第一 出口相連。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，壓縮機(jī)構(gòu)的輸出流從精餾機(jī)構(gòu)的第一入口進(jìn)入脫 丁醛塔，脫丁醛塔的作用是將丁醛從尾氣中分離出來(lái)，分離出來(lái)的丁醛從精餾機(jī)構(gòu)的第二 出口引出作為回收的丁醛流。分離出丁醛后的尾氣流即為第一料流，其依次進(jìn)入第一換熱 器和氣液分離器。第一換熱器的作用是將尾氣冷卻到其露點(diǎn)以下以得到氣液混合物。氣液 分離器E的作用是將氣液混合物中氣相和液相分離。由于尾氣中各組份沸點(diǎn)的差異，分離 出的液相含有較多的丙烯和丙烷，該液相進(jìn)入丙烯丙烷回收塔以提高丙烯和丙烷的純度。 丙烯丙烷回收塔的塔底得到提純后的丙烯丙烷從精餾機(jī)構(gòu)的第三出口引出，作為回收的丙 烯丙烷混合流。丙烯丙烷回收塔的塔頂物流為第五料流，其與氣液分離器的氣相，即與第四 料流合并后從精餾機(jī)構(gòu)的第一出口引出，精餾機(jī)構(gòu)的第一出口與深冷機(jī)構(gòu)的入口相連。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述第一換熱器為管式換熱器或板式換熱器，優(yōu) 選板式換熱器。由于板式換熱器可以同時(shí)進(jìn)行多股料流的換熱，在回收深冷機(jī)構(gòu)的冷量時(shí)， 使用板式換熱器可以顯著減少設(shè)備投資及能量損失。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述第二料流的溫度不低于第一料流的露點(diǎn)溫 度，優(yōu)選所述第二料流的溫度不低于第一料流的露點(diǎn)溫度0. 3°c。由此可以將精餾機(jī)構(gòu)中大 部分丙烯丙烷冷凝下來(lái)。如果溫度過(guò)高，則進(jìn)入深冷機(jī)構(gòu)的尾氣中丙烯和丙烷的含量過(guò)高， 后續(xù)深冷機(jī)構(gòu)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱量平衡，從而導(dǎo)致流程循環(huán)量過(guò)大，最終使得系統(tǒng)無(wú)法承受。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述深冷機(jī)構(gòu)包括：至少一個(gè)第二換熱器，其與丙 烯丙烷回收塔的塔頂及第一氣液分離器的氣相出口相連，用于接收并冷卻來(lái)自所述精餾機(jī) 構(gòu)的第四料流和第五料流，輸出含有氣液混合物的第六料流；至少一個(gè)第二氣液分離器，其 與第二換熱器相連，用于接收第六料流以進(jìn)行氣液分離，并在液相出口輸出第七料流而在 氣相出口輸出第八料流。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，第二換熱器的第一入口與精餾機(jī)構(gòu)的第一出口相 連，第二換熱器的第一出口與第二氣液分離器的入口相連，第二氣液分離器的液相出口與 第二換熱器的第二入口相連，第二氣液分離器的氣相出口與第二換熱器的第三入口相連， 第二換熱器的第二出口與第二換熱器的第四入口相連，第二換熱器的第三出口與深冷機(jī)構(gòu) 的出口相連。
[0023] 在本發(fā)明中，所述第二換熱器可以是板式換熱器，其作用是將從第二換熱器的第 一入口進(jìn)入的第四料流和第五料流冷卻到尾氣的露點(diǎn)以下