本發(fā)明本申請(qǐng)屬于化工設(shè)備精餾塔低溫控制領(lǐng)域，具體是涉及一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔溫度控制的方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)很多碳纖維企業(yè)沒有溶液?jiǎn)误w回收這道工序，直接把含有丙烯腈單體的溶液利用常規(guī)精餾塔蒸發(fā)冷凝的方式排入污水系統(tǒng)。這樣既浪費(fèi)了丙烯腈，又造成了丙烯腈對(duì)環(huán)境的污染，還增加了生產(chǎn)成本。溶液溶劑回收和丙烯腈單體回收作為高性能碳纖維原絲生產(chǎn)的一個(gè)重要組成部分。在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，國(guó)產(chǎn)高性能碳纖維企業(yè)的生產(chǎn)成本較高，溶液丙烯腈單體回收循環(huán)再利用是有效降低碳纖維原絲生產(chǎn)成本的重要方法之一。一般情況在碳纖維原絲生產(chǎn)過程中使用丙烯腈為聚合單體，使用二甲基亞砜做為溶劑。

2、在高性能碳纖維原絲的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生丙烯腈、水和二甲基亞砜的混合溶液，為了降低生產(chǎn)成本需要將混合溶液中的二甲基亞砜脫水精餾處理，在現(xiàn)今很多國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)生產(chǎn)過程中，溶液中的丙烯腈沒有回收，而是隨著精餾冷凝液直接排放至污水處理裝置，再進(jìn)行污水處理，既造成了丙烯腈的浪費(fèi)，又給污水處理裝置增加了污水處理成本。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺點(diǎn)：

4、(1)丙烯腈的有效利用率較低，又增加了碳纖維原絲的生產(chǎn)成本；

5、(2)既增加了污水處理的成本和污水處理的負(fù)荷，又大大的造成對(duì)環(huán)境的污染；

6、(3)溶液精餾在脫水系統(tǒng)過程中溫度升高容易造成丙烯腈自聚，造成精餾系統(tǒng)塔板或者填料堵塞，無(wú)法保證溶劑回收裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要是解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，提供一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔溫度控制的方法。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔溫度控制的方法，包括通過再沸器利用低壓蒸氣將混合液中的丙烯腈與水汽化得到混合蒸汽，將混合蒸汽通過丙烯腈脫單塔減壓蒸餾，冷凝器冷凝得到分層的丙烯腈和水，丙烯腈罐回收上層丙烯腈，上述方法包括以下步驟：

3、溶液減壓蒸餾：將溶液通過進(jìn)料口輸入丙烯腈脫單塔，負(fù)壓條件下進(jìn)行減壓蒸餾，丙烯腈和水汽化得到混合蒸汽，其余液體積聚釜底形成塔釜液；

4、溶液蒸汽冷凝：溶液蒸汽自丙烯腈脫單塔上升至塔頂?shù)睦淠髦?，抽真空條件下不凝氣進(jìn)入真空系統(tǒng)，水和丙烯腈冷凝流入凝液罐；

5、分液回收：水和丙烯腈在有視鏡和隔板的凝液罐內(nèi)分層，下層水進(jìn)入分離水罐，上層丙烯腈通過溢流口進(jìn)入丙烯腈罐實(shí)現(xiàn)丙烯腈的回收。

6、作為優(yōu)選，溶液減壓蒸餾步驟還包括將塔釜液經(jīng)塔底泵強(qiáng)制循環(huán)，通過再沸器的蒸汽進(jìn)行加熱后通入丙烯腈脫單塔中。

7、作為優(yōu)選，溶液減壓蒸餾步驟還包括向丙烯腈脫單塔中通入回流液，回流液通過塔內(nèi)分布器或噴嘴自丙烯腈脫單塔靠近頂部位置向下噴灑，與混合蒸汽逆向接觸進(jìn)行傳質(zhì)，塔頂噴灑的回流液與上升的混合蒸汽傳質(zhì)傳熱，避免了混合蒸氣中的二甲基亞砜進(jìn)入塔頂，同時(shí)減少了進(jìn)入塔頂?shù)恼舭l(fā)量。

8、作為優(yōu)選，分液回收步驟還包括將分離水罐內(nèi)的水通過分離水泵一部分通入分布器內(nèi)作為回流液，一部分通入丙烯腈脫單塔進(jìn)料口，與待回收丙烯腈的原液共同組成混合液重新進(jìn)行丙烯腈回收。由于分離水中含有一定的丙烯腈，故一部分分離水輸送至塔頂作為回流液，一部分分離水輸送至脫丙烯腈塔進(jìn)料，重新進(jìn)行丙烯腈回收。

9、作為優(yōu)選，丙烯腈脫單塔的塔釜溫度為55-70℃，塔頂溫度為40-50℃，塔頂壓力為20-25kpaa；凝液罐外盤管中冷卻水溫度為7-11℃。

10、作為優(yōu)選，丙烯腈脫單塔內(nèi)設(shè)有塔內(nèi)件，為塔盤、填料或者其組合內(nèi)件，塔盤為泡罩塔盤、篩板塔盤、浮閥塔盤、折流塔盤中的幾種組合形成，填料為規(guī)整填料、散堆填料或其組合。

11、本發(fā)明具有的有益效果：本申請(qǐng)從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，對(duì)溶液中的丙烯腈進(jìn)行了回收處理，回收效率達(dá)99.95％以上，避免了丙烯腈的浪費(fèi)，減少了丙烯腈對(duì)環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)成本，塔頂采取負(fù)壓操作，降低操作溫度，既防止了丙烯腈自聚，還節(jié)約能源。

技術(shù)特征：

1.一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔溫度控制的方法，其特征在于：包括通過再沸器(3)利用低壓蒸氣將混合液中的丙烯腈與水汽化得到混合蒸汽，將混合蒸汽通過丙烯腈脫單塔(1)減壓蒸餾，冷凝器(2)冷凝得到分層的丙烯腈和水，丙烯腈罐(7)回收上層丙烯腈，上述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔(1)溫度控制的方法，其特征在于：溶液減壓蒸餾步驟還包括將塔釜液經(jīng)塔底泵(4)強(qiáng)制循環(huán)，通過再沸器(3)的蒸汽進(jìn)行加熱后通入丙烯腈脫單塔(1)中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔(1)溫度控制的方法，其特征在于：溶液減壓蒸餾步驟還包括向丙烯腈脫單塔(1)中通入回流液，回流液通過塔內(nèi)分布器(19)或噴嘴(20)自丙烯腈脫單塔(1)靠近頂部位置向下噴灑，與混合蒸汽逆向接觸進(jìn)行傳質(zhì)，塔頂噴灑的回流液與上升的混合蒸汽傳質(zhì)傳熱，避免了混合蒸氣中的二甲基亞砜進(jìn)入塔頂，同時(shí)減少了進(jìn)入塔頂?shù)恼舭l(fā)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔(1)溫度控制的方法，其特征在于：分液回收步驟還包括將分離水罐(6)內(nèi)的水通過分離水泵(8)一部分通入分布器(19)內(nèi)作為回流液，一部分通入丙烯腈脫單塔(1)進(jìn)料口(15)，與待回收丙烯腈的原液共同組成混合液重新進(jìn)行丙烯腈回收。由于分離水中含有一定的丙烯腈，故一部分分離水輸送至塔頂作為回流液，一部分分離水輸送至脫丙烯腈塔進(jìn)料，重新進(jìn)行丙烯腈回收。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔(1)溫度控制的方法，其特征在于：丙烯腈脫單塔(1)的塔釜溫度為55-70℃，塔頂溫度為40-50℃，塔頂壓力為20-25kpaa；凝液罐(5)外盤管中冷卻水溫度為7-11℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔(1)溫度控制的方法，其特征在于：丙烯腈脫單塔(1)內(nèi)設(shè)有塔內(nèi)件(18)，為塔盤、填料或者其組合內(nèi)件，塔盤為泡罩塔盤、篩板塔盤、浮閥塔盤、折流塔盤中的幾種組合形成，填料為規(guī)整填料、散堆填料或其組合。

技術(shù)總結(jié)
一種高性能碳纖維原絲生產(chǎn)高效回收丙烯腈脫單塔溫度控制的方法，屬于化工設(shè)備精餾塔低溫控制領(lǐng)域；本申請(qǐng)從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，對(duì)溶液中的丙烯腈進(jìn)行了回收處理，回收效率達(dá)99.95％以上，避免了丙烯腈的浪費(fèi)，減少了丙烯腈對(duì)環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)成本，塔頂采取負(fù)壓操作，降低操作溫度，既防止了丙烯腈自聚，還節(jié)約能源。

技術(shù)研發(fā)人員：倪建勛,朱曉東,李俊輝,于飛,李晶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江精工集成科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30