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        丁二烯抽提裝置乙腈精制再生技術(shù)開(kāi)發(fā)

        2019-10-21 15:52:25彭振諧
        關(guān)鍵詞:再生模擬乙腈

        彭振諧

        摘 要:開(kāi)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(wàn)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(guò)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(huì)水解生成氨,氨在系統(tǒng)內(nèi)長(zhǎng)期積累導(dǎo)致溶劑pH值升高。因此,溶劑在循環(huán)過(guò)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(guò)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(wèn)題:

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

        ②水解產(chǎn)物氨無(wú)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(zhǎng),批量再生費(fèi)用高、環(huán)保壓力大。因此,有必要開(kāi)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(guò)程中存在的問(wèn)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(wú)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(lái)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(lái)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(guò)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(shuō)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(guò)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(lái)的臭氣問(wèn)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(guò)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(duì)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(yǔ)

        ①通過(guò)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(guò)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(guò)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(wàn)元,再生周期僅為6d。

        新開(kāi)發(fā)的乙腈精制再生技術(shù)解決了過(guò)去常規(guī)再生方式質(zhì)量低、周期長(zhǎng)、批量再生費(fèi)用高環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)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(wèn)題,達(dá)到改善溶劑品質(zhì)、延長(zhǎng)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).

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