一种高收率顺酐水吸收连续精制工艺的制作方法

1.本发明属于顺丁烯二酸酐领域，具体涉及一种高收率顺酐水吸收连续精制工艺。


背景技术：

2.2013年之前顺酐行业以苯氧化水吸收后间歇精制为主，少量以正丁烷氧化水吸收后间歇精制为辅。由于石油价格上涨，导致原料苯价格远高于原料正丁烷价格，正丁烷氧化工艺成本远低于苯氧化工艺成本，2013年之后，引进国外正丁烷氧化溶剂（dbp）吸收工艺和国内消化吸收国外工艺的正丁烷氧化溶剂（dibe）吸收工艺，使顺酐行业正丁烷氧化制顺酐工艺快速发展，快速取代苯氧化制顺酐工艺。2013年之后，顺酐行业氧化工段以正丁氧化工艺为主，以苯氧化工艺为辅；后处理工艺以有机溶剂吸收连续精制为主，水吸收间歇精制为辅。
3.现有的有机溶剂吸收工艺存在以下缺点：（1）反应器使用新催化剂的第一个月内，溶剂乳化严重，溶剂消耗巨高，污水cod巨高；（2）使用邻苯二甲酸二正丁酯（dbp）为溶剂时，该溶剂分子结构中含苯环，顺酐优级品等级的商品中含有微量dbp，导致该种工艺生产的顺酐，欧盟和部分用户不认可；（3）有机溶剂在吸收解析工艺中的高温环境下分解，导致最终顺酐优级品等级的商品中含有微量的溶剂分解产物；（4）有机溶剂吸收解析工艺装置投资大。
4.同时，现有的水吸收间歇精制还存在以下缺点：（1）部分冷凝分离出的粗酐游离酸含量高达3.0%；（2）每生产3个批次就需要清洗脱水精制系统，产生废水量大；（3）脱水精制釜清洗后排出大量的残渣，损失收率2%wt；（4）美国sd工艺包，要求顺酸浓度控制42%，使装置脱水能耗高；（5）由于精制釜爆炸危险存在，导致单套装置规模小于5万吨/年。


技术实现要素：

5.基于上述缺点，本发明的目的是要提供一种高收率顺酐水吸收连续精制工艺。
6.为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高收率顺酐水吸收连续精制工艺，包括粗酐净化回收工段、双脱工段和粗酐精制工段；粗酐净化回收工段是将反应混合气冷却到60℃进入旋风分离器，分离出的液相粗酐，经泵输送到加热器加热后，进入粗酐气提脱水塔顶，气提脱水塔底的粗酐输送给粗酐精制工段，旋风分离器分离出的含顺酐气相进入水吸收塔底部，与塔顶进入的水传质传热生成马来酸溶水后流入浓酸水泵，输送给双脱工段的脱水工段的脱水塔；双脱工段中，来源于粗酐净化回收工段的马来酸水与塔顶回流的二甲苯一起沿塔
向下流动，与塔底上升的二甲苯传质传热，酸水中的水汽化和顺酸脱出的水汽与气态二甲苯形成恒沸物汽体沿塔向上，经塔顶冷凝器冷凝为液体流进倾析器，上层的二甲苯全回流到脱水塔顶，倾析器排出的水90%回到吸收塔顶作为吸收剂，吸收剂不足时，部分补充脱盐水，另外10%的排出水去污水处理，顺酸脱水后形成的顺酐全部和部分二甲苯流到塔底，流进塔底再沸器，为脱水塔提供上升气相，抽出顺酐和二甲苯的混合物送到脱二甲苯塔顶，液体向下流动经各塔盘逐级提浓，到塔底顺酐中的二甲苯全部蒸出，塔底抽出粗酐作为粗酐精制工段进料，塔顶提浓二甲苯，返回到退水塔底；粗酐精制工段中，粗酐净化回收工段产生的粗酐和双脱工段中脱二甲苯塔底产生的粗酐进入脱轻塔，轻组分从塔顶流出到脱轻塔顶冷凝器，采出部分到二甲苯塔顶，重组分到塔底经泵送到脱主馏分塔，脱主馏分塔底流出的重组分到重组分蒸馏搅拌釜，蒸出的气相冷凝后用泵送到脱主馏分塔底，回收顺酐，脱主馏分塔轻组分经塔顶冷凝器冷凝，回流到脱主馏分塔顶回流，并采出到脱轻塔进料；脱主馏分塔在第14层塔盘抽出优级品顺酐。
7.所述气提脱水塔的塔顶气相返回到后冷器入口或最终进水吸收塔；粗酐气提使用空气或氮气或等其它气体。
8.所述脱水塔的塔顶冷凝器增加连接一台用于排气的风机，通过风机将不凝气送出并控制脱水塔及脱二甲苯塔压，控制脱水塔底和脱二甲苯塔底小于165摄氏度。
9.所述水吸收塔塔底浓酸水直接用泵输送给脱水塔或进入缓冲容器，控制最低液位运行。
10.所述的脱二甲苯塔流程，包含塔底使用再沸器和塔顶使用冷凝器的脱除二甲苯的工艺流程。
11.所述脱主馏分塔塔底重组分进入搅拌蒸发釜，负压蒸出顺酐，回收到脱主馏分塔底或含顺酐的物料中。
12.本精制工艺根据脱水塔顶温度，增加回收脱水塔顶物料热量的换热器系统，所述换热器系统用于供暖或用于液化气分离系统的再沸器。
13.本精制工艺根据脱主馏分塔顶温度，增加回收脱主馏分塔顶物料热量的换热器系统，所述换热器系统用于产生0.2mpa以下等级蒸汽。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明的水吸收工艺装置，在新催化剂使用的整个寿命周期内没有乳化现象。
15.（2）本发明所制备得到的顺酐商品中，没有溶剂分解产物的微量杂质。
16.（3）旋风分离器产生的粗酐经加热后，进入气提塔脱除水分，降低粗酐中马来酸含量到0.5%以下。解决马来酸堵管道及堵罐问题。
17.（4）由于粗酐中马来酸含量的降低，提高装置顺酐收率2.5%。大幅度减少装置的固废产生量。
18.（5）由于粗酐中马来酸含量的减少，可使装置的运行周期延长到一年以上，大幅度减少顺酐装置产生的废水量，。
19.（6）由于采用连续工艺，大幅度减小浓酸水的停留时间，可以提高浓酸水的浓度，降低装置脱水能耗。
20.（7）由于采用连续工艺，大幅度减少顺酐在高温区的停留时间，减少顺酐高温缩合
反应，提高装置顺酐收率，减少固废生成量。
21.（8）由于采用连续精制工艺，取消了精制釜，减少了装置内可燃物料的存储量，可使装置规模大型化。
22.（9）没有溶剂净化单元，使顺酐水吸收连续精制工艺装置投资少。
23.（10）相对有机溶剂吸收解析装置，流程简化，用机泵少，减少电耗。
附图说明
24.图1为本发明所述粗酐净化回收工段的工艺流程图。
25.图2为本发明所述双脱工段的工艺流程图。
26.图3为本发明所述粗酐精制工段的工艺流程图。
27.图中，e310-后冷却器；d310-旋风分离器；g310-分离器底泵；e311-粗酐加热器；t310-粗酐气提脱水塔；v311-粗酐罐；g311-粗酐泵；t312-吸收塔；v312-浓酸水罐；g312-浓酸水泵；e610-脱水塔底再沸器；t410-脱水塔；g410-脱水塔底泵；e411-脱水塔顶冷凝器；v411-倾析器；v412-工艺水罐；g412-工艺水泵；g414-尾气增压泵；e413-脱二甲苯塔底再沸器；t413-脱二甲苯塔；g413-脱二甲苯塔底泵；e510-脱轻塔底再沸器；t510-脱轻塔；g510-脱轻塔底泵；e511-脱轻塔顶冷凝器；g511-脱轻塔顶回流泵；e512-产品精制塔底再沸器；t512-脱主馏分塔；v515-残液槽；v514-重组分蒸发釜；e514-重组分釜顶冷凝器；g514-回收酐泵；g513-侧线采出成品泵；g512-产品塔顶回流泵；e513-产品精制塔顶冷凝器。
具体实施方式
28.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。
29.本发明所述高收率顺酐水吸收连续精制工艺具体说明如下。
30.粗酐净化回收工段：上游工序将反应混合气冷却到135℃，进入到本发明工段的后冷却器e310，将混合气冷却到60℃进入旋风分离器d310分离出的液相粗酐，经泵输送到加热器，加热到140℃后进入粗酐气提脱水塔t310塔顶，向下流动与塔底上升的仪表空气传质传热，马来酸脱出的水与上升气流经气提塔顶气相返回到后冷却器e310入口。粗酐气提脱水塔t310塔底的粗酐进入粗酐罐v311，粗酐经泵输送给粗酐精制工段。后冷却器e310出口温度通过控制后冷却器e310调温水的温度和流量控制。
31.旋风分离器d310出的含顺酐气相进入水吸收塔t312底部，沿塔盘向上与塔顶进入的水在塔盘上传质传热，顺酐与水反应生成马来酸溶水后流入浓酸水泵g312，输送给脱水工段的脱水塔t410。吸收塔t312的温度控制通过调节冷却器出口温度和水吸收塔底循环到吸收塔t312下向上数第8块塔盘反回的循环酸水温度控制。浓酸水罐v312的作用是开停工或后序工段故障时储存浓酸水（正常运行时浓酸水不进酸水罐）。浓酸水浓度控制通过控制水吸收塔顶补水量控制。
32.双脱工段：
粗酐净化回收工段送到本工段的浓酸水进到脱水塔t410的第16块塔盘，与塔顶回流的二甲苯一起沿塔向下流动，与塔底上升的二甲苯汽体在塔盘上传质传热，酸水中的水汽化和顺酸脱出的水汽与上升的气态二甲苯形成恒沸物汽体沿塔向上，经脱水塔顶冷凝器e411冷凝为液体流进倾析器v411，依靠重力分层，上层的二甲苯全回流到脱水塔t410塔顶。倾析器v411排出的水，大部分回到吸收塔作为补水（根据顺酐产品质量确定回收量），小部分去污水处理。顺酸脱水后形成的顺酐全部和部分二甲苯流到塔底，大部分流进脱水塔底再沸器e510，为脱水塔t410提供向上流动的二甲苯和顺酐的蒸汽，为脱水提供能量。
33.脱水塔t410的脱水塔顶冷凝器e411增加连接一台用于排气的风机，通过风机将不凝气送出并控制脱水塔t410及脱二甲苯塔t413塔压，控制脱水塔t410塔底和脱二甲苯塔t413塔底小于165摄氏度。
34.塔底抽出顺酐和二甲苯的混合物送到脱二甲苯塔t413塔顶，向下流动与塔底上升的汽体进行传质传热，液体经各塔盘逐级提浓，到塔底顺酐中的二甲苯全部蒸出，塔底抽出粗酐，作为粗酐精制工段进料。沿塔向上二甲苯汽体逐渐提浓，从塔顶返回到退水塔底，为脱水塔t410补充二甲苯和能量。
35.所述脱二甲苯塔t413塔顶可以设置塔顶冷凝器，也可以不设置塔顶冷凝器，其中设置塔顶冷凝器会使塔顶二甲苯流股中顺酐含量更低，但能耗更高，不设置塔顶冷凝器更节能。
36.通过塔底再沸器蒸汽量，控制脱水塔t410塔顶温度在98～110℃。脱水塔t410塔顶常压操作。脱水塔t410和脱二甲苯塔t413可以理解为一个塔。
37.双脱工段损失的二甲苯，可以将外购的新二甲苯，通过泵部到脱水塔t410塔顶。
38.粗酐精制工段：粗酐净化回收工段产生的粗酐和脱二甲苯塔t413塔底产生的粗酐送到粗酐精制工段的脱轻塔t510下填料段上，向下流动与塔底向上汽体传质传热，轻组分向上流动，逐渐变轻，从塔顶流出到脱轻塔顶冷凝器e511，经脱轻塔顶回流泵g511回流到脱轻塔t510塔顶，采出部分到二甲苯塔顶。重组分向下逐级流动，逐渐提浓，到塔底经泵送到脱主馏分塔t512的第6层，向下与塔底上升的汽体在塔盘上传质传热，重组分逐渐被提浓到塔底，塔底流出的重组分到重组分蒸馏搅拌釜，再次蒸发，蒸出的气相冷凝后用泵送到脱主馏分塔t512塔底，回收顺酐，蒸馏釜的残液排出，冷却后，可以作为生产富马酸原料、焦炭原料、燃料。
39.沿塔向上的气相与塔顶回流液相，在塔盘上传质传热，上升的气相逐渐变轻，经塔顶冷凝器冷凝的液体，大部分经泵回流到脱主馏分塔t512塔顶回流，小部分采出到脱轻塔t510进料（根据产品质量控制采出量。）。下降的液体逐渐提纯，在第14层塔盘抽出优级品顺酐。
40.工艺参数
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。