一种甲乙酮装置尾气的处理方法制造方法及图纸

一种甲乙酮装置尾气的处理方法，通过膜反应器对尾气进行分离，膜反应器中的膜为硅橡胶/聚枫复合膜，膜孔径为0.01um～1.0um，内径为0.1mm～1.5mm，壁厚为0.1mm～1.5mm；在使用前分别经过甲苯、甲基异丁基酮和蒸馏水三阶段浸泡处理。本发明专利技术的尾气处理方法中利用特殊处理的膜反应器，改变了膜的透过特性，可有效地分离尾气中的有效组分和杂质，得到的渗透气中丁烯含量完全满足直接循环作为原料使用的要求，本发明专利技术还具有设备投资费用低、使用周期长、操作简单、能耗低的优点。

A Treatment Method of Exhaust Gas from Methyl Ethyl Ketone Unit

A method for treating the tail gas of methyl ethyl ketone unit is introduced. The membrane in the membrane reactor is a silicone rubber/polymaple composite membrane with pore size of 0.01um-1.0um, inner diameter of 0.1mm-1.5mm and wall thickness of 0.1mm-1.5mm. The membrane is soaked in toluene, methyl isobutyl ketone and distilled water before use. In the tail gas treatment method of the invention, the membrane reactor with special treatment changes the permeability characteristics of the membrane, can effectively separate the effective components and impurities in the tail gas, and the butylene content in the obtained permeable gas fully meets the requirements of direct circulation as raw material. The invention also has the advantages of low equipment investment cost, long service life, simple operation and low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种甲乙酮装置尾气的处理方法
本专利技术涉及一种甲乙酮装置尾气的处理方法，具体涉及以正丁烯为原料生产加甲乙酮的水合过程中所产生的尾气的处理方法。
技术介绍
甲乙酮是一种重要的低沸点溶剂，具有优异的溶解性和干燥特性，能与众多溶剂形成共沸物，对许多物质，如树脂、纤维衍生物、合成橡胶、油脂、高级脂肪酸有很强的溶解能力，是高分子化合物如硝化纤维素、聚氨酯、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、胶粘剂、油墨、磁带、医药生产和润滑油脱蜡的良好溶剂，广泛应用于润滑油脱蜡、涂料、胶粘剂、油墨、磁带、医药及电子元件等领域。另外，作为一种重要的有机化工原料和中间体，可生产高分子酮、环状化合物等，也可直接合成甲乙酮过氧化物和甲乙酮肟，制备抗氧剂、催化剂、染料、涂料的抗结皮剂、电子元件清洗液等。我国甲乙酮的工业生产始于1966年，抚顺石油化工二厂建成国内第一套甲乙酮装置，采用的是硫酸间接水合法制仲丁醇加气相脱氢技术。1988年，江苏泰州石油化工总厂从西德DeutscheTexco公司引进树脂法水合制仲丁醇技术，并于1991年建成投产一套7300t/a的甲乙酮装置。后来，国内相关研究和设计单位不断消化吸收树脂法直接水合技术，并开发了拥有自主知识产权的甲乙酮成套技术。国内陆续新建了一批甲乙酮装置，并不断扩能改造。截至到2014年，我国甲乙酮的总设计生产能力约为60.2万吨。甲乙酮主要工艺路线有：丁烯水合、脱氢两步法，丁烷液相氧化，丁二烯催化水解法，混合Ｃ4氧化法，丁烯直接氧化法，丁烯电解氧化法，异丁苯法，环氧丁烷异构法，异丁醛异构法，正丁烯一步氧化法等。其中已工业化的主要有：丁烷液相氧化，丁烯水合、脱氢两步法及仲丁醇氧化法。目前甲乙酮的生产工艺以Ｃ4为原料是甲乙酮的主要生产路线，实现工业化最早，工艺可靠成熟，产品质量稳定。丁烯水合、脱氢两步法，是目前国内外生产仲丁醇最主要的方法。以树脂为催化剂，正丁烯通过质子催化作用生成仲丁醇（SBA），反应在三相条件下进行，反应温度为135℃～170℃，反应压力为6.0～8.0MPa，水与正丁烯摩尔比约为1:1～2:1，树脂多选用耐热性好的强酸性阳离子交换树脂。该法工艺流程简单，产品回收精制容易，三废少，对设备腐蚀性小，仲丁醇选择性高。在仲丁醇合成工段，正丁烯直接水合制仲丁醇的单程转化率一般低于6.0％，尾气中含有大量正丁烯（丁烯-１，顺、反丁烯-２含量为85％左右）及少量醇、醚、甲乙酮和水等杂质，如果直接循环利用，这些杂质会造成丁烯提浓萃取剂的“中毒”。这部分尾气必须进行净化处理除去其中的醇、醚、甲乙酮及水等杂质，方可循环使用。关于甲乙酮尾气净化的方案有很多，如：水洗法、精馏法、利用MTBE装置净化法和吸收－蒸馏净化工艺等。在这些方法中，水洗法由于剩余丁烯中的醚类不溶于水，达不到净化的效果；精馏法由于剩余丁烯中的水与醚类、醇类和甲乙酮存在共沸的问题无法实现净化。因此，《现代化工》2005年第25卷第9期和《化工进展》2009年第28卷第1期报道了甲乙酮装置循环丁烯脱除仲丁醇吸附剂，以开发的PUMS-01吸附剂吸附容量达到22%，在操作温度为常温、压力为0.5MPa、液空速为0.2h－1的工艺条件下，能将原料中0.5%～2.5%的仲丁醇脱除至100μg/g以下。《化学工业与工程技术》2012年第33卷第6期报道了剩余丁烯脱水－精馏净化工艺在2500t/a甲乙酮装置的应用，介绍了甲乙酮尾气经脱水－精馏净化工艺对尾气经行了净化，结果表明，经过脱水－精馏净化工艺的处理后，含水质量分数降至0.0006％，完全脱除了剩余丁烯中的仲丁醇、仲丁醚和甲乙酮，满足甲乙酮装置的进料要求，可以循环利用。上述方法普遍存在，工艺过程复杂和生产成本高，另外吸附剂达到一定吸附量后，需要再生方可使用，现有技术中没有采用膜来分离处理甲乙酮装置尾气的技术方案。
技术实现思路
为解决现有技术中甲乙酮装置的尾气存在处理工艺复杂、成本高和尾气处理效果不达标的问题，本专利技术拟提供一种甲乙酮装置尾气的处理方法，以特定手段处理膜组件并控制操作条件对尾气进行分离处理，分离得到纯度在95%以上丁烯组分，可直接循环利用。为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术手段：本专利技术提供了一种甲乙酮装置尾气的处理方法，甲乙酮装置尾气是指由丁烯经水合、脱氢两步法生产甲乙酮过程中，水合反应阶段的尾气，处理方法包括以下步骤：将尾气脱水除尘后通过膜反应器进行膜分离，膜分离的操作条件为：压力0.1MPa～1.5MPa，温度50℃～120℃，进气速度0.5m/s～10.0m/s，得到富含丁烯的渗透气与富含醇、醚和甲乙酮的渗余气，所述富含丁烯的渗透气可返回仲丁醇工段作为原料继续反应；其中，所述膜反应器中的膜为硅橡胶/聚枫复合膜，膜孔径为0.01um～1.0um，内径为0.1mm～1.5mm，壁厚为0.1mm～1.5mm；所述膜反应器在使用前通过以下方式进行处理：先以甲苯于40℃～80℃下浸泡8h～24h，再用甲基异丁基酮在40℃～60℃下浸泡4h～12h，再以氧含量≤5mg/L的蒸馏水分三阶段进行浸泡处理：第一阶段处理条件为压力0.5MPa～0.8Mpa，温度60℃～75℃，浸泡时间8h～24h；第二阶段处理条件为压力0.9MPa～1.5Mpa，温度85℃～100℃，浸泡时间12h～24h；第三阶段处理条件为压力1.3MPa～1.5Mpa，温度120℃～150℃，浸泡时间12h～48h；以上三阶段均同时通入惰性气体或氮气，最后进行干燥。在上述处理方法中，本领域技术人员应当理解的是，所述甲乙酮装置尾气中除丁烯外，主要含有仲丁醇、仲丁基醚、甲乙酮和水等杂质，尾气内各组分含量因各自的工艺区别而有所不同，为使本领域技术人员更充分地理解本专利技术，本专利技术所述的处理方法尤其适用于以下杂质含量的尾气处理方法：按重量计，仲丁醇含量为0.1%～5.0%，优选1.0%～3.0%，仲丁基醚含量为0.1%～5.0%，优选0.15%～3.0%，甲乙酮含量为0.1%～3.0%，优选0.5%～2.0%，水分含量为0.5%～10.0%，优选1.0%～5.0%，余量为丁烯。而需要特别说明的是，上述组成的尾气采用本专利技术的方法进行处理，可以得到更理想的分离结果，使分离后的气体中丁烯含量满足循环作为原料的要求，其中的杂质基本得到去除，不会影响工艺反应，而并不是说本组成之外的甲乙酮装置尾气不适于用此方法进行处理。在上述处理方法中，所述脱水除尘是除去尾气中夹带的所有直径大于0.01μm的固体颗粒、水雾及气溶胶，使处理后的尾气中微尘含量≤0.05mg/Nm3，水含量≤5PPm。处理方法为本领域技术人员公知，如惯性除尘法、湿法除尘法、静电除尘法、过滤式除尘法、单筒旋风除尘法、多管旋风除尘法、离心力分离、重力沉降、折流分离、丝网分离、超滤分离和填料分离等，优选离心力分离、过滤式除尘法。在上述处理方法中，尾气通入膜分离器前可以通过气动增压泵或气体增压机使尾气增压到所需压力；通过换热方式使尾气温度降至所需温度，换热方式包括各种混合式、蓄热式或间壁式换热器，优选间壁式换热器，其中间壁式换热器可以是夹套式、管式、板式或各种异型传热面组成的特殊型式换热器；冷热流体在换热器中的流动方式包括顺流、逆流、交又流、混合流，优选逆流。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲乙酮装置尾气的处理方法，甲乙酮装置尾气是指由丁烯经水合、脱氢两步法生产甲乙酮过程中，水合反应阶段的尾气，处理方法包括以下步骤：将尾气脱水除尘后通过膜反应器进行膜分离，膜分离的操作条件为：压力0.1MPa～1.5MPa，温度50℃～120℃，进气速度0.5m/s～10.0m/s，得到富含丁烯的渗透气与富含醇、醚和甲乙酮的渗余气，所述富含丁烯的渗透气可返回仲丁醇工段作为原料继续反应；其中，所述膜反应器中的膜为硅橡胶/聚枫复合膜，膜孔径为0.01um～1.0um，内径为0.1mm～1.5mm，壁厚为0.1mm～1.5mm；所述膜反应器在使用前通过以下方式进行处理：先以甲苯于40℃～80℃下浸泡8h～24h，再用甲基异丁基酮在40℃～60℃下浸泡4h～12h，再以氧含量≤5mg/L的蒸馏水分三阶段进行浸泡处理：第一阶段处理条件为压力0.5MPa～0.8Mpa，温度60℃～75℃，浸泡时间8h～24h；第二阶段处理条件为压力0.9MPa～1.5Mpa，温度85℃～100℃，浸泡时间12h～24h；第三阶段处理条件为压力1.3MPa～1.5Mpa，温度120℃～150℃，浸泡时间12h～48h；以上三阶段均同时通入惰性气体或氮气，最后进行干燥。...

【技术特征摘要】
1.一种甲乙酮装置尾气的处理方法，甲乙酮装置尾气是指由丁烯经水合、脱氢两步法生产甲乙酮过程中，水合反应阶段的尾气，处理方法包括以下步骤：将尾气脱水除尘后通过膜反应器进行膜分离，膜分离的操作条件为：压力0.1MPa～1.5MPa，温度50℃～120℃，进气速度0.5m/s～10.0m/s，得到富含丁烯的渗透气与富含醇、醚和甲乙酮的渗余气，所述富含丁烯的渗透气可返回仲丁醇工段作为原料继续反应；其中，所述膜反应器中的膜为硅橡胶/聚枫复合膜，膜孔径为0.01um～1.0um，内径为0.1mm～1.5mm，壁厚为0.1mm～1.5mm；所述膜反应器在使用前通过以下方式进行处理：先以甲苯于40℃～80℃下浸泡8h～24h，再用甲基异丁基酮在40℃～60℃下浸泡4h～12h，再以氧含量≤5mg/L的蒸馏水分三阶段进行浸泡处理：第一阶段处理条件为压力0.5MPa～0.8Mpa，温度60℃～75℃，浸泡时间8h～24h；第二阶段处理条件为压力0.9MPa～1.5Mpa，温度85℃～100℃，浸泡时间12h～24h；第三阶段处理条件为压力1.3MPa～1.5Mpa，温度120℃～150℃，浸泡时间12h～48h；以上三阶段均同时通入惰性气体或氮气，最后进行干燥。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述膜分离的操作条件为：压力0.5MPa～1.0MPa，温度60℃～80℃，进气速度为1.0m/s～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍稳周，吕清林，刘野，李花伊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11