專利名稱：：丙烯酸生產(chǎn)裝置中精制單元的改進(jìn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種丙烯酸生產(chǎn)裝置中精制單元的改進(jìn)工藝。
背景技術(shù)：
：丙烯二步氧化法生產(chǎn)丙烯酸，反應(yīng)生成氣經(jīng)冷卻器冷卻后，需要在丙烯酸吸收塔中用水吸收，形成含59%(wt)丙烯酸的粗丙烯酸溶液，因此需要消耗大量的水。在丙烯酸精制過(guò)程中通過(guò)三塔精制，需要將粗丙烯酸溶液中的有機(jī)物和水分離出去，得到含99.50%(wt)以上丙烯酸產(chǎn)品。在精制過(guò)程中產(chǎn)生大量的含有機(jī)物廢水(0.8t廢水/lt丙烯酸)。在現(xiàn)有丙烯酸生產(chǎn)技術(shù)中，以14萬(wàn)噸/年丙烯酸裝置為例。丙烯酸第二反應(yīng)器生成的丙烯酸氣體經(jīng)反應(yīng)物冷卻器E-106冷卻后，介質(zhì)溫度達(dá)到170°C，進(jìn)入吸收塔T-110下部，反應(yīng)產(chǎn)物被從塔頂進(jìn)入的洗滌水冷卻吸收，消耗脫鹽水17520kg/h。為控制塔底粗丙烯酸溶液的溫度，吸收塔T-110下部設(shè)有循環(huán)冷卻系統(tǒng)。塔底粗丙烯酸溶液送至丙烯酸精制單元。塔頂未吸收的一部分氣體(30490kg/h)經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮后，循環(huán)至混合器，繼續(xù)參加反應(yīng)，其余部分(93880kg/h)送至廢氣焚燒單元，催化焚燒后排放。吸收塔T-110底的粗丙烯酸水溶液，用泵送到輕組份分餾塔T-210中部，塔底再沸器采用泵強(qiáng)制循環(huán)，超低壓蒸汽作為加熱源；塔頂甩泵打入共沸劑溶液，利用共沸蒸餾方法脫除水、醋酸。共沸劑回流量為107630kg/h。塔頂氣相經(jīng)T-210塔頂冷凝器E-212冷凝后，進(jìn)入T-210塔回流罐D(zhuǎn)-210，共沸劑與含醋酸等組份的廢水分層，共沸劑溢流至T-210塔回流罐D(zhuǎn)^210中擋板的另一側(cè)循環(huán)回T-210塔頂；T-210塔回流罐的廢水送至廢水處理單元處理。輕組份分餾塔T-210塔回流罐D(zhuǎn)"210中未被冷凝的氣體，在T-210放空冷凝器中用冷凍水進(jìn)一步冷凝冷卻后，凝液流入冷凝罐，未冷凝氣體被水環(huán)式真空泵抽出，以維持塔的真空操作。丙烯酸精制過(guò)程中，產(chǎn)生含有3。/^8%的乙酸、30%-45%的水的廢溶液。由于水、乙酸、丙烯酸三者沸點(diǎn)較為接近，采用常規(guī)精餾的方法提純丙烯酸需要消耗大量蒸汽，而且常規(guī)精餾需要較高的塔釜溫度，加劇了丙烯酸的自聚趨勢(shì)，影響裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。環(huán)保方面又不允許作為廢水直接排放，因此，現(xiàn)行工藝中全部采用熱力焚燒或催化焚燒的方式進(jìn)行處理，但處理成本昂貴，操作難度大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種丙烯酸生產(chǎn)中精制單元的改進(jìn)工藝。丙烯兩步加氧法制丙烯酸裝置中新鮮空氣、蒸汽、循環(huán)尾氣進(jìn)預(yù)混合器，再與丙烯一起進(jìn)入混合器，進(jìn)行充分混合，作為第一反應(yīng)器的進(jìn)料，在催化劑存在條件下，在第一反應(yīng)器內(nèi)，丙烯與空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反應(yīng)放出的熱量，由熱熔鹽介質(zhì)帶出，用來(lái)產(chǎn)生蒸汽:第一反應(yīng)器出口氣體與補(bǔ)充新鮮空氣在混合器內(nèi)混合，進(jìn)入第二反應(yīng)器，繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反應(yīng)器出口氣體經(jīng)反應(yīng)物冷卻器冷卻，冷卻后的丙烯酸氣進(jìn)入洗滌塔T-1001底部，進(jìn)行洗滌吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗滌塔底部流出，進(jìn)入精制單元，其中水、乙酸、丙烯酸三者沸點(diǎn)比較接近，采用共沸蒸餾，共沸劑為甲苯。丙烯酸生產(chǎn)裝置中精制單元的改進(jìn)工藝，其特征在于1、改變反應(yīng)物冷卻器E-106的操作條件，增設(shè)氣液分離罐EH106反應(yīng)物冷卻器E-106，其作用是將第二反應(yīng)器R-102出來(lái)的丙烯酸氣體冷卻。已有裝置中冷卻后反應(yīng)物仍為氣體，氣體的吸收全部在吸收塔T-110中進(jìn)行。本發(fā)明在反應(yīng)物冷卻器中，殼程采用氣提塔T-240塔底循環(huán)廢水進(jìn)行冷卻丙烯酸氣體，E-106管程的反應(yīng)物出口溫度為6570°C，此時(shí)介質(zhì)為氣液混合物，經(jīng)氣液分離罐D(zhuǎn)-106分離后氣相去吸收塔吸收，液相直接去輕組份分離塔進(jìn)行分離，E-106的冷卻介質(zhì)采用廢水循環(huán)利用，殼程出口的廢水進(jìn)入T-240塔頂氣提用。2、取消吸收塔T-IIO塔底冷卻器本發(fā)明降低了吸收塔T-IIO進(jìn)料溫度，取消T-IIO塔底冷卻器，對(duì)塔底的溫度不需要嚴(yán)格控制。3、吸收塔T-110頂尾氣全部循環(huán)利用在現(xiàn)有裝置中吸收塔T-110頂部的尾氣，只有小部分循環(huán)至第二反應(yīng)器參與反應(yīng)，其余全部進(jìn)入催化焚燒系統(tǒng)，焚燒后達(dá)標(biāo)排放；本發(fā)明將去催化焚燒的氣體循環(huán)利用，該股氣體作為氣提塔T-240氣提操用介質(zhì)。4、調(diào)整輕組份.分餾塔塔共沸劑回流量氣液分離罐1>"106分離出的液體，直接進(jìn)入輕組份分餾塔T-210分離，回流比為6.57，以14萬(wàn)噸/年丙烯酸生產(chǎn)裝置為例，減少共沸劑的回流量3035t/h，從而減少塔頂冷凝器循環(huán)水消耗400t/h。減少塔底再沸器蒸汽消耗7700kg/h。5、增加氣I^塔T-240，最大限度減少?gòu)U水排放量丙烯酸精制過(guò)程產(chǎn)生大量廢水(16000kg/h)，該股廢水含有機(jī)物不能直接排放，需要進(jìn)入催化焚燒單元焚燒，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，操作難度大。在丙烯酸精制單元增加氣提塔，將產(chǎn)生的廢水經(jīng)氣提塔提濃。最終產(chǎn)生390400kg/h的廢液。極大的減少了廢水的排放量。實(shí)施本發(fā)明具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于一套14萬(wàn)噸/年規(guī)模的丙烯酸裝置而言，每年可節(jié)省裝置運(yùn)行成本1240萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。同時(shí)對(duì)丙烯酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣和廢水循環(huán)利用，減少了丙烯酸廢氣和廢水的排放量，積極響應(yīng)國(guó)家關(guān)于節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。有顯著的社會(huì)效益。實(shí)例1運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>圖1為本發(fā)明簡(jiǎn)要工藝流程圖。圖中有反應(yīng)物冷卻器E-106、氣液分離器D"106、吸收塔T-110、輕組份分餾塔T-210、醋酸塔T-220、氣提塔T-240、冷卻器E-211、冷凝器E-212、回流罐D(zhuǎn)-210，第二反應(yīng)器R-102。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。丙烯酸第二反應(yīng)器R-102生成的丙烯酸氣體在反應(yīng)物冷卻器E-106與廢水氣提塔循環(huán)廢水換熱后介質(zhì)溫度達(dá)到67'C，經(jīng)氣液分離罐EM06分離后氣體進(jìn)入吸收塔T-110冷卻吸收，下部液體直接進(jìn)入輕組份分餾塔T-210,T-110塔底粗丙烯酸溶液送至丙烯酸精制單元。塔頂未吸收的一部分氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮后循環(huán)至混合器供反應(yīng)用。其余部分送至氣提塔T-240底部。T-110塔底的粗丙烯酸水溶液用泵送到輕組份分餾塔T-210中部，塔底再沸器采用泵強(qiáng)制循環(huán)，超低壓蒸汽作為加熱源；塔頂用T-210塔回流泵P-2U打入共沸劑溶液，利用共沸蒸餾方法脫除水、醋酸，共沸劑回流量107590kg/h。塔頂氣相經(jīng)T-210塔頂冷凝器E-212冷凝后，進(jìn)入T-llO塔回流罐D(zhuǎn)-2U，因共沸劑回流量減少，從而減少E-212循環(huán)水消耗500t/h。共沸劑與含醋酸等組份的廢水分層，共沸劑溢流至T-210塔回流罐D(zhuǎn)^211中，擋板的另一側(cè)循環(huán)回T-210塔頂；D-211的廢水送至T-240頂部。T-240中通過(guò)底部的氣體將該股廢水提濃。塔頂?shù)臍怏w送至催化焚燒單元焚燒處理，塔底少量廢液送至裝置的廢液處理單元。1>211未被冷凝的氣體，在T-210放空冷凝器E-213中用冷凍水進(jìn)一步冷凝冷卻后，凝液流入冷凝罐1>211,未冷凝氣體被水環(huán)式真空泵抽出，以維持塔的真空操作。本發(fā)明在丙烯酸精制方面的一些具體應(yīng)用實(shí)例，詳細(xì)闡述了本發(fā)明所取得的實(shí)際效果。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于所列舉的這些實(shí)例，而是可以廣泛應(yīng)用于所有規(guī)模的丙烯酸精制過(guò)程中。某14萬(wàn)噸/年丙烯酸裝置，本發(fā)明在該裝置中得到了充分的利用。1、在現(xiàn)有裝置中，反應(yīng)物冷卻器E-106的操作條件入口為P=0.13MPaT=262264*C,出口為P=0.126MPa，T=170°C，反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后為氣體，氣體直接進(jìn)入氣提塔T-llO。改進(jìn)后E-106的操作條件入口為P=0.13MPa，T-264266'C，出口為P=0.126MPa,T=6570T:。反應(yīng)產(chǎn)物被冷卻成氣液混合物，經(jīng)EM06分離罐分離后氣體進(jìn)入T-110,進(jìn)一步吸收成液體，液體通過(guò)P-106泵直接送至T-210提純精制。E-106的殼程冷卻介質(zhì)改為精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，循環(huán)后進(jìn)入T-240塔頂。通過(guò)此項(xiàng)改進(jìn)，減少了進(jìn)入T-110塔的進(jìn)料量和降低了進(jìn)料溫度，最終節(jié)省T-110洗滌用脫鹽水3700kg/h。2、現(xiàn)有裝置中，T-110塔的進(jìn)料溫度為170175t:,為了控制T-110塔底的操作溫度為731。所以需要在塔底設(shè)置塔底冷凝器。改進(jìn)后裝置的T-110塔底的操作條件為P=0，107MPa有部分化學(xué)反應(yīng)仍然繼續(xù)，注意溫度控制在T-7174"C。隨著進(jìn)入T-110塔的進(jìn)料溫度的降低，塔底的控制溫度和進(jìn)料溫度相近，取消了T-110塔底的冷卻系統(tǒng)。減少循環(huán)水用量500t/h。3、T-110塔頂?shù)牟僮鳁l件為P=0.097MPa,T=6062°C，尾氣除小部分循環(huán)回反應(yīng)部分外，其余全部作為氣提塔氣提氣用，將廢水提濃。通過(guò)此項(xiàng)改進(jìn)將T-110塔頂尾氣直接送到氣提塔T-240,去除原E-106副產(chǎn)蒸汽外，仍可節(jié)約蒸汽103(MMeg/h。4、現(xiàn)有裝置中輕組份分餾塔T-210塔回流量大，共沸劑的循環(huán)量為70~78t/h;改進(jìn)后，減小回流比為6.57，共沸劑的循環(huán)量為3038t/h，T-210塔頂冷卻量減少，從而減少E-212塔頂冷卻器的循環(huán)水量400t/h。隨著塔底的循環(huán)量減少，塔底再沸器E-211的蒸汽消耗減少了7.7t/h。5、丙烯酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的含乙酸廢水，由于濃度較低，將其作為產(chǎn)品分離回收的成本較髙，而環(huán)保方面又不允許作為廢水直接排放。因此，現(xiàn)行工藝中全部采用熱力焚燒或催化焚燒的方式進(jìn)行處理，不但處理成本昂貴，還容易造成催化焚燒單元催化劑結(jié)焦。本發(fā)明，增加一套廢水提濃系統(tǒng)，通過(guò)T-llO塔頂?shù)奈矚鈱a(chǎn)生的廢水在廢水氣提塔T-240塔內(nèi)提濃，最終僅產(chǎn)生廢水3卯400kg/h。T-240塔的參數(shù)為塔頂P=0.011Mpa,T=72aC，塔底P=0.014Mpa，T=60'C，塔徑為2.8m，塔高9.4m，塔填料高為4.5m。此項(xiàng)改進(jìn)大大減少了廢水的處理量，節(jié)約了廢水處理單元的運(yùn)行費(fèi)用。權(quán)利要求1.一種丙烯酸生產(chǎn)裝置中精制單元的改進(jìn)工藝，丙烯酸第二反應(yīng)器R-102生成的丙烯酸氣體在反應(yīng)物冷卻器E-106冷卻，進(jìn)吸收塔T-110吸收，下部液體進(jìn)入輕組份分餾塔T-210，水、乙酸、丙烯酸共沸蒸餾，共沸劑為甲苯，其特征在于A、反應(yīng)物冷卻器E-106中，殼程內(nèi)采用氣提塔T-240塔底循環(huán)廢水進(jìn)行冷卻，反應(yīng)物冷卻器E-106管程的反應(yīng)物出口溫度為65～70℃；B、設(shè)有氣液分離罐D(zhuǎn)-106，反應(yīng)物分離后氣相去吸收塔T-110進(jìn)行吸收，液相直接去輕組份分離塔T-210進(jìn)行分離；C、不需要嚴(yán)格控制T-110塔底的溫度，塔底液體由泵打入輕組份分餾塔T-210，取消吸收塔T-110前部塔底冷卻器；D、吸收塔T-110頂部的尾氣，一部分循環(huán)至第二反應(yīng)器R-102，一部分循環(huán)利用，進(jìn)入氣提塔T-240，作為氣提操作用介質(zhì)；E、輕組份分餾塔T-210塔頂回流比為6.5～7.0；F、設(shè)有廢水氣提塔T-240，將廢水提濃，并進(jìn)入E-106用來(lái)冷卻第二反應(yīng)器R-102生成氣。2、按照權(quán)利要求1所述丙烯酸生產(chǎn)裝置中精制單元的改進(jìn)工藝，其特征在于，所述氣提塔T-240的操作參數(shù)為塔頂P^.0UMPa，T=7075'C，塔底P=0.014MPa，T=6065'C。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種丙烯酸生產(chǎn)裝置中精制單元的改進(jìn)工藝，丙烯酸第二反應(yīng)器生成的丙烯酸氣體在反應(yīng)物冷卻器冷卻，進(jìn)吸收塔吸收，下部液體進(jìn)入輕組份分餾塔，水、乙酸、丙烯酸共沸蒸餾，共沸劑為甲苯，其特征在于，反應(yīng)物冷卻器中，殼程內(nèi)采用氣提塔塔底循環(huán)廢水進(jìn)行冷卻，反應(yīng)物冷卻器管程反應(yīng)物出口溫度為65～70℃；增設(shè)氣液分離罐；取消吸收塔塔底冷卻器；輕組份分餾塔塔頂回流比為6.5～7.0；加設(shè)廢水氣提塔；其優(yōu)點(diǎn)在于，以14萬(wàn)噸/年丙烯酸裝置而言，每年可省運(yùn)行成本1200萬(wàn)元，每年少用循環(huán)水640萬(wàn)噸、蒸汽12萬(wàn)噸、脫鹽水2.6萬(wàn)噸，可以減少丙烯酸廢氣和廢水排放量，適應(yīng)國(guó)家關(guān)于節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和明顯的社會(huì)效益。文檔編號(hào)C07C51/42GK101260036SQ20081005054公開(kāi)日2008年9月10日申請(qǐng)日期2008年3月21日優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日發(fā)明者利劉,劉學(xué)線,鞏傳志,張木蘭,李欣平,莉楊,紀(jì)忠斌,勇郭申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司東北分公司