彭振諧

摘 要：開發(fā)了一種新的乙腈精制再生技術(shù)，適用于乙腈法丁二烯抽提裝置，新工藝在原有水洗回收流程基礎(chǔ)上加入變壓精餾，可將再生乙腈純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）由80%提高到95%，同時(shí)脫除乙腈中重組分和氨等雜質(zhì)。采用ASPEN流程模擬，確定乙腈變壓精餾各塔的工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)。該技術(shù)連續(xù)精制再生能力30kt/a，裝置綜合能耗（標(biāo)油）59.36kg/t產(chǎn)品乙腈，每噸產(chǎn)品乙腈再生操作費(fèi)用150元;裝置批量再生費(fèi)用7.5萬元，再生周期6d。

關(guān)鍵詞：乙腈;變壓精餾;再生;模擬

乙腈在丁二烯抽提裝置萃取精餾單元作為萃取劑循環(huán)使用，在連續(xù)生產(chǎn)過程中易受丁二烯聚合和原料混合碳四中碳五重組分影響，造成乙腈溶劑中丁二烯二聚物、碳五重組分等雜質(zhì)積累;與此同時(shí)，高溫下乙腈會水解生成氨，氨在系統(tǒng)內(nèi)長期積累導(dǎo)致溶劑pH值升高。因此，溶劑在循環(huán)過程中必須將乙腈連續(xù)再生以維持溶劑品質(zhì)，保證裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

1 現(xiàn)有乙腈再生工藝介紹

現(xiàn)有溶劑回收再生是通過脫除溶劑中的二聚物、碳五等雜質(zhì)，并將裝置各水洗塔洗滌水、地下罐排放液中所含的乙腈進(jìn)行回收、精制，獲得乙腈濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）80%左右的再生溶劑?，F(xiàn)有流程存在的問題：

①溶劑再生量受限制，溶劑雜質(zhì)多時(shí)無法及時(shí)脫除;

②水解產(chǎn)物氨無脫除手段，在系統(tǒng)內(nèi)積聚影響生產(chǎn);

③常規(guī)再生周期長，批量再生費(fèi)用高、環(huán)保壓力大。因此，有必要開發(fā)一種低成本、高質(zhì)量、更環(huán)保的乙腈連續(xù)精制再生技術(shù)，解決目前乙腈再生過程中存在的問題。

2 高純度乙腈精制原理及工藝

2.1 乙腈變壓精餾原理

乙腈和水能夠形成二元共沸體系，普通精餾無法得到高純度乙腈。乙腈和水在常壓下的共沸溫度是76.5℃，共沸組成乙腈濃度84%。打破乙腈-水共沸體系需采用變壓精餾的特殊精餾方法。變壓精餾主要是利用壓強(qiáng)的變化來影響共沸物系共沸點(diǎn)的改變，從而進(jìn)行有效分離。在某一適當(dāng)壓力范圍內(nèi)，共沸組成變化高于5%的物系，即可考慮采用變壓精餾的方法來分離。當(dāng)減壓塔和加壓塔串聯(lián)操作時(shí)，減壓塔塔頂可得到濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在90%以上的粗乙腈，并以此作為加壓塔進(jìn)料，則在加壓塔塔釜可得到近100%的高純度乙腈，實(shí)現(xiàn)變壓精餾脫水的目的。

2.2 丁二烯裝置溶劑中雜質(zhì)的種類和脫除方法

除脫水外，乙腈精制再生過程中還需脫除以下雜質(zhì)：少量烴、二聚物、氨、C5重組分和微量高沸物（主要是腈類化合物和萃取系統(tǒng)添加的阻聚劑，均為水溶性）。雜質(zhì)脫除的方法如下：二聚物和C5重組分可利用水洗脫除;少量烴和氨可在減壓塔塔頂抽出，送入脫氨塔回收夾帶的乙腈并脫除少量的烴類和氨，微量高沸物可在減壓塔塔釜脫除。

2.3 乙腈精制再生新工藝

流程說明：乙腈溶劑進(jìn)炔烴水洗塔脫除二聚物和C5重組分，水洗塔塔釜含乙腈的洗滌水進(jìn)溶劑回收塔精制，回收塔塔頂?shù)玫?0%的乙腈進(jìn)減壓塔精餾;減壓塔塔頂?shù)玫?0%的乙腈進(jìn)加壓塔精餾，減壓塔塔頂少量烴和氨進(jìn)脫氨塔，減壓塔塔釜含微量乙腈的水返回溶劑回收塔;加壓塔塔頂乙腈返減壓塔循環(huán)，加壓塔塔釜得到高純度的產(chǎn)品乙腈;脫氨塔塔頂為含氨廢氣，脫氨塔塔釜乙腈返回加壓塔。該流程的特點(diǎn)是：與現(xiàn)有再生流程結(jié)合緊密，減壓塔塔釜含乙腈的水進(jìn)溶劑回收塔處理，保證最大程度回收乙腈和廢水指標(biāo)合格（廢水中乙腈含量不100mg/kg）。

3 流程模擬

3.1 原料組成及工藝流程

利用ASPEN軟件建立乙腈精制再生流程模型，主要模擬乙腈變壓精餾部分的工藝流程，通過模擬確認(rèn)主要工藝參數(shù)并初步確定設(shè)備尺寸。因乙腈和水是強(qiáng)極性溶液體系，故物性方法選用液相活度系數(shù)法NRTL。原料情況：溶劑回收塔塔頂餾出物作為減壓塔進(jìn)料，主要為乙腈與水的共沸物，此外還含有少量的烴類及乙腈分解產(chǎn)生的氨，流量為4500kg/h。

3.2 主要設(shè)備工藝參數(shù)

減壓塔塔釜溫度較低，可使用低溫?zé)嵩醇訜嵋怨?jié)能;脫氨塔的操作壓力較高，可方便氨氣向高壓火炬的排放，避免了氨氣進(jìn)入低壓火炬系統(tǒng)燃燒帶來的臭氣問題;加壓塔塔釜溫較高，可用于進(jìn)料預(yù)熱。

3.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)物料平衡計(jì)算結(jié)果，原理中的烴和氨均從廢氣中排出，廢水中帶0.05%的乙腈通過返回溶劑回收塔能夠達(dá)標(biāo)排放，水洗回收系統(tǒng)不能脫除的少量高沸物均從廢水中排出。對比精制前后指標(biāo)，乙腈濃度從79.4%提升至95%，水含量由19.8%降至5%，碳四烴類、高沸物和氨的含量均降至痕跡量，完全達(dá)到再生乙腈指標(biāo)要求。

4 結(jié)語

①通過優(yōu)化乙腈精制再生流程，將變壓精餾技術(shù)與現(xiàn)有水洗溶劑回收系統(tǒng)結(jié)合，組合成新的乙腈精制再生技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)⒃偕译娴臐舛扔?0%提至95%，同時(shí)脫除乙腈中的重組分和氨等雜質(zhì);

②通過流程模擬，得到乙腈變壓精餾部分各塔的主要工藝參數(shù)并確定設(shè)備尺寸;

③通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，裝置綜合能耗（標(biāo)油）為59.36kg/t產(chǎn)品乙腈，估算噸產(chǎn)品乙腈費(fèi)用約150元，按此計(jì)算裝置批量再生費(fèi)用僅為7.5萬元，再生周期僅為6d。

新開發(fā)的乙腈精制再生技術(shù)解決了過去常規(guī)再生方式質(zhì)量低、周期長、批量再生費(fèi)用高環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)大的問題，是一種低操作費(fèi)用、高產(chǎn)品質(zhì)量、高效環(huán)保的乙腈精制再生技術(shù)，能夠有效解決各丁二烯裝置溶劑品質(zhì)惡化問題，達(dá)到改善溶劑品質(zhì)、延長裝置運(yùn)行周期的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王振興.淺析乙腈法生產(chǎn)丁二烯后處理工藝的優(yōu)化[J].化工管理，2017（18）.