CN114100167B - 一种节能型顺酐吸收深度解析精制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，吸收塔塔底为脱水后的富溶剂进入解析塔，解析塔底贫溶剂进入再热式闪蒸塔，再热式闪蒸塔塔底贫溶剂进入吸收塔顶，解析塔顶采出进入吸收塔脱除丙烯酸等轻组分，回收顺酐；解析塔侧线采出到产品塔，产品塔侧线采出气相与产品塔进料换热回收能量，然后再冷凝得到优级品液态顺酐；产品塔顶气相到解析塔解析塔进料的下层填料下侧回收能量。本发明投资少，耗电低，蒸汽消耗低，采用再热式后闪蒸塔，顺酐收率提高。

Description

一种节能型顺酐吸收深度解析精制工艺

技术领域

本发明属于顺丁烯二酸酐行业，具体涉及一种节能型顺酐吸收深度解析精制工艺。

背景技术

目前顺酐行业的吸收解析工艺存在以下缺点：

顺酐在吸收塔内与空气中的水和反应生成的水分发生反应，生成马来酸和微量的富马酸，生成的马来酸超过一定量就会影响装置连续运行，并且降低顺酐收率，为此必须设置富溶剂脱水单元。

目前生产工艺，富溶剂脱水方法有两种，都需要设置脱水单元，能耗增大，投资高。一种是利用汽提塔，塔顶进入经过加热的富溶剂，向下流动，与塔底进来的热空气传质传热，将富溶剂中的游离水和部分马来酸脱出水被空气带出，返回到吸收塔，将富溶剂中的马来酸降低工艺要求值，这种工艺需要富溶剂泵和气提空气的动力及富溶剂升温消耗蒸汽。另一种是真空脱水，吸收塔底富溶剂进入真空脱水罐，闪蒸后富溶剂中游离水被汽化，被真空泵抽走，富溶剂中的马来酸不会继续增大，这种工艺没有汽提塔脱水工艺好，需要真空泵的动力和富溶剂泵的动力消耗。

解析塔底组分在塔底的操作条件难汽化，建立热虹吸难，必须强制强制循环经过再沸器加热，然后到解析塔底闪蒸，为解析塔提供沿塔向上的介质蒸汽，与解析塔填料中向下流动的液体传质传热，实现解析精馏。这种工艺解析塔底再沸器需要强制循环，浪费电能。

解析塔底再沸器和后闪蒸塔进料加热器，都需使用3.5MPa以上的高品位饱和蒸汽，保证换热器的传热温差，如果降低蒸汽压力，需要大大增大换热面积，如果蒸汽压力过低，换热面积再大也不能工作。

由于加热器使用3.5MPa蒸汽的饱和温度高，解析塔底温度高达198℃，溶剂分解速率增大，导致溶剂分解量偏大。

解析塔侧线不能采出优级品顺酐，采出的是粗酐，即不合格的顺酐，其中含有溶剂分解的产物，如马来酸二甲酯、马来酸一甲酯、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸一酯。

吸收解析系统收率低。后闪蒸塔采用一次闪蒸，塔底贫溶剂中顺酐含量0.25%wt。导致后续溶剂再生工段产生的废水COD高。如果想降低贫溶剂中顺酐含量，则蒸出的溶剂量过大，影响吸收塔或排气洗涤塔的收率。

粗酐精制系统能耗偏高。

发明内容

本发明的目的是要提供一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，吸收塔底富溶剂不需要脱水处理，减少顺酐与水接触时间，减少顺酸和反酸的生成量；节省脱水单元设备投资及运行费用。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，吸收塔塔底为脱水后的富溶剂进入解析塔，解析塔底贫溶剂进入解析塔底降膜蒸发再沸器（再沸器气相进解析塔底），解析塔底降膜再沸器底溶剂进再热式闪蒸塔，再热式闪蒸塔塔底贫溶剂进入吸收塔顶，解析塔顶采出进入吸收塔脱除丙烯酸等轻组分，回收顺酐；解析塔侧线采出与产品塔侧线采出气相换热（产品塔进料部分到产品塔顶，部分到产品塔上数第一层填料下）回收能量，然后产品塔侧线再冷凝得到优级品液态顺酐。产品塔顶气相到解析塔解析塔进料的下层填料下侧回收能量。

具体工艺流程为：

上游工序125～185℃含顺酐气体混合物进入吸收塔，向上经2层高温气提段，将吸收塔流下的富溶剂中的马来酸脱除。脱除马来酸的富溶剂依靠重力流到低温气提段脱除上述富溶剂中的游离水，则脱除马来酸和游离水的富溶剂经吸收塔底泵、贫富溶剂换热器、解析塔下部填料的上方，经负压闪蒸后，轻组分向上流经两段填料到解析塔顶冷凝器，冷凝器的冷凝液经回流泵送到解析塔顶，向下流动与填料中上升的气体传质传热，从上数第一层填料下抽出液态顺酐，部分到产品塔塔顶，部分经侧线换热后到产品塔上数第一段填料下，然后在产品塔上数第二层填料下侧采出气相，与进料换热后再大部分冷凝得到优级品液态顺酐，未冷凝的气相轻组分进到产品塔上数第一层填料下。

吸收塔上升的气体经第一冷却循环段，与上部留下的半富溶剂传质传热，控温吸收气相中的顺酐到半富溶剂中下流；上升流过第一冷却循环的气相经第二冷却循环段，与上部留下的半贫溶剂传质传热，控温吸收气相中的顺酐到半贫溶剂中下流；上升流过第二冷却循环段的气相经贫液吸收段，与上部留下的贫溶剂传质传热，吸收气相中的顺酐到贫溶剂中下流；上升流过贫液吸收段的气相全部脱除顺酐，经吸收塔顶去尾气焚烧工段。

解析塔进料富溶剂在解析塔内闪蒸的重组分向下流动到下段填料与塔底再沸产生的汽体传质传热，气相进入上两段填料层，液相经泵送到降膜再沸器，轻组分被汽化，重组分依靠重力流到再热式闪蒸塔；解析塔顶采出打吸收塔的第8层塔盘，脱除丙烯酸，回收顺酐；解析塔再沸器底的贫溶剂依靠重力流到再热式闪蒸塔，与再热式闪蒸塔顶冷凝器冷凝下来的液体一同在填料层与降膜蒸发器上升的汽相进行传质传热，穿过填料层的汽体进入塔顶冷凝器，通过填料层的重组分流进降膜蒸发器，进行再次蒸发，提供上升汽体，再热式闪蒸塔底贫溶剂酐含量0.05%～0.10%，经泵送到吸收塔顶、排气洗涤塔顶、溶剂再生系统，溶剂再生后送到吸收塔顶。

产品塔的进料由解析塔侧线采出提供，其中部分到产品塔顶，部分与产品塔侧线换热后到产品塔上数第一层填料下，闪蒸的气相上流，经产品塔顶到解析塔上数第三段填料下；液相和塔顶留下的液相向下与塔底再沸器提供的气相传质传热，产品塔底的重组分送到解析塔进料段回收物料；上升的汽相在产品塔上数第二层填料下气相采出，与产品塔进料换热后冷凝为液态优级品顺酐。

吸收塔利用上游工序125～185℃含顺酐气体混合物进塔，气提富溶剂，降低富溶剂中马来酸含量水小于0.60%wt，高温气提段设置浮法塔盘或填料。

吸收塔底用空气或除水空气气提富溶剂，被气提的富溶剂依靠重力流到气提段，使富富溶剂中马来酸含量水小于0.60%wt，吸收塔底排出的富溶剂操作温度106～135℃。

通过优化吸收塔的操作参数，实现不供给吸收塔低温气提气。

解析塔底比解析塔底降膜蒸发再沸器的高度差，必须满足降膜蒸发器蒸出汽体最小阻力进入解析塔底，深度解析的再热式后闪蒸塔进料采用重力流进料。

解析塔底溶剂进入的再热式后闪蒸塔底采用降膜蒸发器，塔顶设置冷凝器的工艺，包含后闪蒸塔进料的溶剂加热器采用降膜蒸发。

解析塔底再沸器和解析塔底溶剂深度解析的再热式后闪蒸塔进料或再热式后闪蒸塔底再沸器，使用2.0～2.8Mpa饱和蒸汽。

产品塔顶气相进到解析塔上数第三层填料下，回收能量；产品塔侧线气相采出与产品塔进料换热，回收能量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

吸收塔设置一段循环和二段循环，用来控制吸收塔顶和吸收塔底温度。塔顶温度高于72℃，溶剂损耗增大；塔底温度低于105℃富溶剂中马来酸增大。

吸收塔气相进料下部设置脱马来酸段，脱马来酸段下部设置气提段。用上游工序二冷器出来的高温气体，与吸收塔上部流下来的富溶剂，使得富溶剂中的马来酸脱水生成顺酐及脱出部分游离水。富溶剂继续向下流进气提段，与塔底补进的热空气（或脱水空气）传质传热，富溶剂中的游离水被向上流动的空气带走，塔底流出马来酸含量小于0.6%的富溶剂。上述过程不需要富溶剂输送泵，不需要外部补充热量，达到节能目的。

解析塔底降膜再沸器安装在解析塔下部，降膜蒸发器的换热管工作状态下，管壁液膜向下流动，管中部空间与塔底气相相连，降膜蒸发器蒸出的气体可顺利流到解析塔底，降低了操作压力，进而降低了操作温度。大幅度减少溶剂分解量。

本发明中采用再热式后闪蒸塔。解析塔再沸器底溶剂进入再热式后闪蒸塔，闪蒸后的液体流进填料层与塔底降膜蒸发器的蒸出的气体传质传热，气体流到塔顶冷凝器进行部分冷凝，冷凝后的液体回流到填料层，不凝气进入后序工段的排气洗涤塔，降膜蒸发器底部出的贫溶剂中顺酐含量极低，供吸收塔和排气洗涤塔使用。

由于解析塔和再热式闪蒸塔都是用降膜蒸发器，可将解析用蒸汽压力降到2.2～2.5MPaG。可以用背压是透平机回收压力能。

增加了一段循环热水冷却器和贫溶剂热水冷却器，将产生的高温水供给丁烷蒸发器和碳四分离系统使用，达到节能目的。

要求上游工序二冷器出口温度125～135℃进吸收塔，降低一段和二段循环量，节省电能。

由于深度解析，使得再热式闪蒸塔底贫溶剂中顺酐含量降到0.05～0.10%wt，可是顺酐收率提高0.3%wt及顺酐装置后续溶剂再生工段产生的COD总量减少30%。

产品塔顶气相进到解析塔上数第三层填料下，气提解析塔进料闪蒸后的重组分，回收能量；产品塔侧线气相采出与产品塔进料换热，回收能量。

投资少，耗电低，蒸汽消耗低。与传统工艺比，没有脱水单元和粗酐精制单元真空泵，蒸汽管网等级下降都减少投资。没有供脱水工序的富溶剂泵，没有解析塔底再沸器强制循环泵，减少顺酐装置电耗。回收产品塔的热量，大量减少蒸汽消耗量。

附图说明

图1为本发明所述工艺的工艺流程图。

图中，G312-二段循环泵，E312-二段水冷却器，T310-吸收塔，G310-吸收塔底泵，G311-一段循环泵，E311A-一段循环第一冷却器，E311B-一段循环第二冷却器，E310A-贫富剂换热器，E310B-贫剂温水冷却器，E310C-贫剂热水冷却器，G324-后闪蒸塔底泵，E323-闪蒸再沸器，E324-后闪蒸塔顶冷凝器，T320-解析塔，E320-塔底降膜再沸器，G320-解析塔再沸器底泵，G321-解析塔顶回流泵，G330-产品塔底重组分泵，T330-产品塔，E330-产品塔底再沸器，E331-产品塔进料换热器，E332-产品塔侧线冷凝器，G332-侧线产品采出泵，E321-解析塔顶冷凝器，G321-解析塔顶回流泵。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式包括但不限于以下实施例表示的范围。

参见图1，一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，吸收塔T310塔底为脱水后的富溶剂进入解析塔，解析塔底贫溶剂进入解析塔底降膜再沸器（该降膜再沸器气相返到解析塔底），解析塔底降膜再沸器底溶剂进再热式闪蒸塔，再热式闪蒸塔塔底贫溶剂进入吸收塔顶，解析塔顶采出进入吸收塔T310脱除丙烯酸等轻组分，回收顺酐；解析塔T320侧线液相采出与产品塔侧线采出气相采出换热（解析塔T320侧线为产品塔进料部分到产品塔顶，部分到产品塔T330上数第一层填料下）回收能量，然后产品塔T330侧线再冷凝得到优级品液态顺酐。产品塔顶气相到解析塔T320进料的下层填料下侧回收能量。

节能型顺酐吸收解析精制工艺流程包括上游工序混合气流程、吸收塔底富溶剂流程、贫溶剂流程，各个流程具体说明如下：

上游工序混合气流程：反应工段的高温含顺酐混合气体进入吸收塔T310，沿塔向上经历2层脱酸塔盘后再经理28层塔盘与向下流动的溶剂传质传热，气体中的顺酐被溶剂吸收产生富溶剂向下流动，不含顺酐的尾气从塔顶排到焚烧炉。向下流动的富溶剂流入吸收塔脱酸段与塔上游工序进来的高温含酐气体传质传热，富溶剂中的马来酸脱除水分被上升的空气带走，从吸收塔顶排到尾气焚烧炉。脱酸后的富溶剂再经塔底低温气提段，脱除富溶剂中游离水，脱酸脱水后的富溶剂进入吸收塔底富溶剂泵。塔顶温度通过二段循环量和二段冷后温度控制吸收塔顶70℃；吸收塔底温度通过一段循环量和一段冷后温度控制吸收塔底。

吸收塔底富溶剂流程：吸收塔底泵富溶剂经吸收塔底泵→贫富溶剂换热器→解析塔T320下部填料的上部，经负压闪蒸后，轻组分向上流经2段填料到解析塔顶冷凝器E321，冷凝液经解析塔顶回流泵G321送到解析塔顶，向下流动与填料中上升的气体传质传热，从上数第一层填料下抽出液态顺酐供给产品塔T330进料。富溶剂闪蒸后的重组分向下流动到下段填料与塔底再沸产生的汽体传质传热，气相进入上2段填料层，液相经泵到降膜再沸器，轻组分被汽化，重组分经降膜再沸器底泵送到再热式闪蒸塔。解析塔塔底降膜再沸器E320底出料温度，通过控制再沸器蒸汽量和塔顶压力来控制在183～195℃；解析塔顶温度通过控制回流量来控制在78～85℃。解析塔顶采出打吸收塔T310的第8层塔盘，脱除丙烯酸，回收顺酐。

通过优化吸收塔T310的操作参数，可以停止供给低温气提气，更加节能。

贫溶剂流程：解析塔塔底降膜再沸器E320底含顺酐0.25～1.20%的贫溶剂，经泵送到到再热式闪蒸塔的填料层上，闪蒸后的液体向下流动，和后闪蒸塔顶冷凝器E324冷凝下来的液体一同到填料层与闪蒸再沸器E323上升的汽相进行传质传热，穿过填料层的汽体进入后闪蒸塔顶冷凝器E324，通过控制后闪蒸塔顶冷凝器E324的温水流量控制塔顶出气温度90℃进下到工序排气洗涤塔。通过填料层的重组分流进闪蒸再沸器E323，进行再次蒸发，提供上升汽体，再热式闪蒸塔底贫溶剂酐含量0.05%～0.10%，经泵送到吸收塔顶、排气洗涤塔顶、溶剂再生系统，溶剂再生后送到吸收塔顶。

再热式闪蒸塔底贫溶剂酐含量，通过控制再热式闪蒸塔底蒸汽量控制。

最终实现吸收塔底富溶剂→解析塔，解析塔底贫溶剂→再热式闪蒸塔，再热式塔底贫溶剂→吸收塔顶，三塔稳定循环，用再生溶剂量平衡富溶剂中溶剂分解量。系统溶剂不足时，可补新溶剂。

本发明所述工艺的具体工艺参数见下表。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，其特征在于：

吸收塔塔底为脱水后的富溶剂进入解析塔，解析塔底贫溶剂进入再热式闪蒸塔，再热式闪蒸塔塔底贫溶剂进入吸收塔顶，解析塔顶采出进入吸收塔脱除丙烯酸等轻组分，回收顺酐；解析塔侧线采出到产品塔，产品塔侧线采出气相与产品塔进料换热回收能量，然后再冷凝得到优级品液态顺酐；产品塔顶气相到解析塔进料的下层填料下侧回收能量；

具体工艺流程为：

上游工序125～185℃含顺酐气体混合物进入吸收塔，向上经2层高温气提段，将吸收塔流下的富溶剂中的马来酸脱除；脱除马来酸的富溶剂依靠重力流到低温气提段脱除上述富溶剂中的游离水，则脱除马来酸和游离水的富溶剂经吸收塔底泵、贫富溶剂换热器、解析塔下部填料的上方，经负压闪蒸后，轻组分向上流经两段填料到解析塔顶冷凝器，冷凝器的冷凝液经回流泵送到解析塔顶，向下流动与填料中上升的气体传质传热，从上数第一层填料下抽出液态粗顺酐，部分到产品塔塔顶，部分经侧线换热后到产品塔上数第一段填料下，然后在产品塔上数第二层填料下侧采出气相，与进料换热后再大部分冷凝得到优级品液态顺酐，未冷凝的气相轻组分进到产品塔上数第一层填料下。

2.根据权利要求1所述的一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，其特征在于：

吸收塔上升的气体经第一冷却循环段，与上部流下的半富溶剂传质传热，控温吸收气相中的顺酐到半富溶剂中下流富溶剂；上升流过第一冷却循环的气相经第二冷却循环段，与上部留下的半贫溶剂传质传热，控温吸收气相中的顺酐到半贫溶剂中下流半富溶剂；上升流过第二冷却循环段的气相经贫液吸收段，与上部留下的贫溶剂传质传热，吸收气相中的顺酐到贫溶剂中下流半富溶剂；上升流过贫液吸收段的气相全部脱除顺酐，经吸收塔顶去尾气焚烧工段。

3.根据权利要求2所述的一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，其特征在于：

解析塔进料富溶剂在解析塔内闪蒸的重组分向下流动到下段填料与塔底再沸产生的汽体传质传热，气相进入上两段填料层，液相经泵送到解析塔底降膜再沸器，轻组分被汽化，重组分依靠重力流到再热式闪蒸塔；解析塔顶采出到吸收塔的第8层塔盘，脱除丙烯酸，回收顺酐；解析塔再沸器底的贫溶剂依靠重力流到再热式闪蒸塔，和再热式闪蒸塔顶冷凝器冷凝下来的液体一同在填料层与降膜蒸发器上升的汽相进行传质传热，穿过填料层的汽体进入塔顶冷凝器，通过填料层的重组分流进降膜蒸发器，进行再次蒸发，提供上升汽体，再热式闪蒸塔底贫溶剂酐含量0.05%～0.10%，经泵送到吸收塔顶、排气洗涤塔顶、溶剂再生系统，溶剂再生后送到吸收塔顶。

4.根据权利要求3所述的一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，其特征在于：

产品塔的进料由解析塔的侧线采出提供，其中部分到产品塔顶，部分与产品塔侧线换热后到产品塔上数第一层填料下，闪蒸的气相上流，经产品塔顶到解析塔上数第三段填料下；液相和塔顶流下的液相向下与塔底再沸器提供的气相传质传热，塔底的重组分送到解析塔进料段回收物料；上升的汽相在产品塔上数第二层填料下气相采出，与产品塔进料换热后冷凝为液态优级品顺酐。

5.根据权利要求4所述的一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，其特征在于：

吸收塔利用上游工序125～185℃含顺酐气体混合物进塔，气提富溶剂，降低富溶剂中马来酸含量水小于0.60%wt，高温气提段设置浮法塔盘或填料；

吸收塔底用空气或除水空气气提富溶剂，被气提的富溶剂依靠重力流到气提段，使富富溶剂中马来酸含量水小于0.60%wt，吸收塔底排出的富溶剂操作温度106～135℃；

通过优化吸收塔的操作参数，实现不供给吸收塔低温气提气。

6.根据权利要求5所述的一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，其特征在于：

解析塔底比解析塔底降膜蒸发再沸器的高度差，必须满足降膜蒸发器蒸出汽体最小阻力进入解析塔底，深度解析的再热式闪蒸塔进料采用重力流进料；

解析塔底溶剂进入的再热式闪蒸塔底采用降膜蒸发器，塔顶设置冷凝器的工艺；再热式闪蒸塔进料的溶剂加热器采用降膜蒸发；

解析塔底再沸器和解析塔底溶剂深度解析的再热式闪蒸塔进料或再热式闪蒸塔底再沸器，使用2.0～2.8Mpa饱和蒸汽。

7.根据权利要求6所述的一种节能型顺酐吸收深度解析工艺，其特征在于：

所述解析塔底再沸器底增加一台用于在解析塔底再沸器底产生酐含量小于0.2%的贫溶剂的泵。

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