一种丁辛醇尾气回收系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种丁辛醇尾气回收系统及其方法。该系统包括：压缩机构1，其用于接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；精馏机构，其用于接收来自所述压缩机构1的输出流，并分别输出回收的丁醛流、回收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾气流；压缩机构2，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并输出压缩后的剩余尾气流；深冷机构，其用于接收来自所述压缩机构2的剩余尾气流，并分离其中的不凝性气体，回收其中的丙烯丙烷。本发明专利技术的系统通过压缩机构1、精馏机构、压缩机构2和深冷机构的协同配合工作，实现了在低能耗的情况下获得高回收率的丁醛以及丙烯丙烷混合物。

【技术实现步骤摘要】
一种丁辛醇尾气回收系统及其方法
本专利技术属于尾气处理领域，具体涉及一种丁辛醇尾气回收系统及其方法。
技术介绍
丁辛醇为重要的醇类化工原料，它有三个重要的品种：正丁醇、异丁醇和辛醇(或称2-乙基己醇)。正丁醇主要用于生产丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯等酯类产品。前者用于涂料和粘合剂，后两者为PVC的增塑剂。异丁醇可部分代替正丁醇的用途。辛醇主要用于生产PVC的增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯等，还用来制造丙烯酸辛酯作为涂料和粘合剂。丁辛醇产品是随着石油化工、聚氯乙烯塑料工业、有机化学工业的发展及羰基合成技术的发展而迅速发展起来的。丁辛醇的工业化生产方法主要有乙醛缩合法、发酵法、齐格勒法和羰基合成法等。其中，羰基合成法是应用最广的技术，反应原料为丙烯和合成气。羰基合成反应主要是指丙烯、合成气在铑催化剂存在时生成丁醛的过程。整套系统排出的尾气来自于羰基合成反应器、低压蒸发系统、高压蒸发系统、稳定系统等部分。现有丁辛醇生产系统的尾气排放量很高，如30万吨/年的丁辛醇系统产生的尾气最高可达3850kg/hr。丁辛醇尾气的组分较为复杂，其包括从氢气到丁醛等轻重不同的多种组分，其中丁醛、丙烯和丙烷的含量最高且最有价值。如果丁辛醇尾气的各种组份不进行分离，其只能作为低价值的燃料气，而将其中的丁醛、丙烯和丙烷等组份分离出来，则可作为高价值的化工原料，这种分离过程被称为回收。其中，丙烯和丙烷作为混合物的产品或直接出售，或送入精馏塔进一步分离。目前，回收丁辛醇尾气的技术主要是采用丁醛作为吸收剂，在一定压力下吸收丙烯和丙烷组分。这样丁醛与吸收剂的分离操作即可省略。但丁醛在实际操作中表现出一定的腐蚀性，吸收解吸塔要采用不锈钢材质，投资较大。此外，如果要求吸收法达到很高的尾气回收率(例如90％以上)，那么投资和能耗将增加较大。为解决现有技术的缺点，本专利技术的专利技术人进行了研究，目的是对现有的丁辛醇尾气回收系统和方法进行改进，提供一种能耗更低、能量利用率更高、投资成本更低、过程容易控制的丁辛醇尾气回收系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种丁辛醇尾气回收系统，即通过降低精馏机构中脱丁醛塔的塔压使塔釜温度降至100℃以下，此时塔釜釜液可使用锅炉热水加热，达到避免使用中压蒸汽的目的，同时采用预分离丙烯丙烷的技术保证该塔塔顶冷凝器温度不低于-5℃，避免使用高品位的冷公用工程。本专利技术的又一目的在于提供一种利用上述丁辛醇尾气回收系统来回收丁辛醇尾气的方法，其包括压缩步骤、精馏步骤、压缩步骤和深冷分离步骤。根据本专利技术的一个目的，本专利技术提供了一种丁辛醇尾气回收系统，所述系统包括：压缩机构1，其用于接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；精馏机构，其用于接收来自所述压缩机构1的输出流，并分别输出回收的丁醛流、回收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾气流；压缩机构2，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并输出压缩后的剩余尾气流；深冷机构，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并分离其中的不凝性气体，回收其中的丙烯丙烷。本专利技术的系统通过压缩机构1、精馏机构、压缩机构2和深冷机构四部分的协同配合工作，不仅能够高效回收尾气中的丁醛和丙烯丙烷混合物(丁醛的回收率大于99％、丙烯丙烷混合物的回收率在95％以上)，有效解决了脱丁醛塔的塔釜温度过高的问题，同时又避免脱丁醛塔的塔顶温度过低的现象，而且显著降低尾气回收系统能耗。根据本专利技术的一个具体实施例，所述压缩机构1包括至少一个第一压缩机和至少一个第三换热器，其用于接收丁辛醇尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级。其中，第三换热器的作用是通过采用便宜的冷媒介，例如循环冷却水，将压缩后的尾气冷却到尽可能低的温度，以节省后续精馏机构的能耗。由于丁辛醇生产系统的各个部分会产生多个不同压力等级的尾气，为了回收全部尾气，所以需要采用压缩机构1将全部尾气的压力提升到同一个压力等级。根据本专利技术的一个具体实施例，所述精馏机构包括：至少一个第一换热器，其用于接收并冷却来自所述压缩机构1的输出流，输出温度低于压缩机构1输出流的露点温度的含有气液混合物的第一料流；至少一个第一气液分离器，其用于接收第一料流以进行气液分离，在液相出口输出第二物流而在气相出口输出第三物流；第二物流经一个节流阀返回第一换热器进行换热后得到输出的第四料流；至少一个预分离塔，其用于接收来自第一换热器的第四料流，并在其塔底输出第五流而塔顶输出第六料流；至少一个脱丁醛塔，其用于接收第五料流以进行丙烯丙烷与丁醛的回收，并在塔顶回收丙烯丙烷混合流而塔底输出回收的丁醛流。在本专利技术中，所述第一换热器可以是板式换热器，其作用是将从第一换热器的第一入口进入的尾气冷却到尾气的露点以下，得到气液混合物。根据本专利技术的一个具体实施例，所述第二料流经一个节流阀返回第一换热器D进行换热后得到输出的第四料流。所述的节流阀P的压力影响预分离塔的塔压，预分离塔塔压越低，塔顶冷凝器温度越低，所需消耗的冷公用工程品味越高，能耗越高；其中节流阀膨胀比为1.68～3.36，优选1.73～2.40，即可以保证获得足够的冷量使精馏机构能够稳定运行，又可以在塔顶采用低品位的冷公用工程，降低能耗。在本专利技术中，所述节流阀的作用是通过节流减压来降低的第二料流的温度，从而为第一换热器提供更多的冷量，节流之后的第四料流为气液混合物。根据本专利技术的一个具体实施例，所述预分离塔塔顶压力为0.46～0.96MPaA，优选0.66～0.93MPaA。根据本专利技术的一个具体实施例，所述脱丁醛塔顶压力为0.2～0.6MPaA，优选0.4～0.5MPaA。根据本专利技术的一个具体实施例，所述第一换热器为管式换热器或板式换热器，优选板式换热器。由于板式换热器可以同时进行多股料流的换热，使用板式换热器可以显著减少设备投资及能量损失。本专利技术的系统利用高压尾气膨胀过程中自身温度的降低来获得冷量，不需要外部冷源来提供冷量。根据本专利技术的一个具体实施例，所述压缩机构2包括：至少一个第三压缩机，其与预分离塔的塔顶相连，用于加压第六料流，并输出压力较高的第七料流。根据本专利技术的一个具体实施例，所述第三压缩机的出口压力为1.25～2.0MPaA，优选1.30～1.7MPaA。根据本专利技术的一个具体实施例，所述深冷机构包括：至少一个第二换热器，其用于接收并冷却来自所述精馏机构的第三料流和来自压缩机构2的第七料流，再输出含有气液混合物的第八料流；至少一个第二气液分离器，其用于接收第八料流以进行气液分离，并在液相出口输出第九料流而气相出口输出第十料流。至少一个节流阀，其用于等焓膨胀第九料流，膨胀后的第九料流返回第二换热器进行换热后输出的第十一料流，其中所述节流阀膨胀比为3.86～7.55，优选3.92～7.55；至少一个透平膨胀机，其用于等熵膨胀第十料流，膨胀后的第十料流返回第二换热器进行换热后输出的第十二料流，其中所述透平膨胀机的膨胀比为1.93～7.45，优选2.05～7.45。在本专利技术中，所述第二换热器可以是板式换热器，其作用是将从第二换热器的第一入口进入的尾气冷却到尾气的露点以下，得到气液混合物。在本专利技术中，所述节流阀的作用是通过节流减压来降低的第九料流的温度，从而为第二换热器提供更多的冷量，节流之后的第十一料流为气液混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丁辛醇尾气回收系统，其特征在于包括：压缩机构1，其用于接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；精馏机构，其用于接收来自所述压缩机构1的输出流，并分别输出回收的丁醛流、回收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾气流；压缩机构2，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并输出压缩后的剩余尾气流；深冷机构，其用于接收来自所述压缩机构2的剩余尾气流，并分离其中的不凝性气体，回收其中的丙烯丙烷。

【技术特征摘要】
1.一种丁辛醇尾气回收装置，其特征在于包括：压缩机构1，其用于接收尾气，并将尾气中各气体组分的压力压缩到同一等级；精馏机构，其用于接收来自所述压缩机构1的输出流，并分别输出回收的丁醛流、回收的丙烯丙烷混合流以及剩余尾气流；压缩机构2，其用于接收来自所述精馏机构的剩余尾气流，并输出压缩后的剩余尾气流；深冷机构，其用于接收来自所述压缩机构2的剩余尾气流，并分离其中的不凝性气体，回收其中的丙烯丙烷；所述精馏机构包括：至少一个第一换热器，其用于接收并冷却来自所述压缩机构1的输出流，输出温度低于压缩机构1输出流的露点温度的含有气液混合物的第一料流；至少一个第一气液分离器，其用于接收第一料流以进行气液分离，在液相出口输出第二料流而在气相出口输出第三物流；第二料流经一个节流阀返回第一换热器进行换热后得到输出的第四料流；至少一个预分离塔，其用于接收来自第一换热器的第四料流，并在其塔底输出第五流而塔顶输出第六料流；至少一个脱丁醛塔，其用于接收第五料流以进行丙烯丙烷与丁醛的回收，并在塔顶输出回收的丙烯丙烷混合流而塔底输出回收的丁醛流。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一换热器为管式换热器或板式换热器。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一换热器为板式换热器。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第二料流经一个节流阀返回第一换热器D进行换热后得到输出的第四料流，所述节流阀膨胀比为1.68~3.36。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述节流阀膨胀比为1.73~2.40。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的脱丁醛塔的塔压为0.2~0.6MpaA。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的脱丁醛塔的塔压为0.3~0.5MPaA。8.根据权利要求1~7任意一项所述的装置，其特征在于，所述压缩机构2包括：至少一个第三压缩机，其与预分离塔的塔顶相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正梁，屠高女，廖祖维，包崇龙，王靖岱，蒋斌波，阳永荣，范小强，胡东芳，洪小东，张灵玲，訾灿，陈毓明，颜攀，吴美玲，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33