本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)及方法，更具體的說，是涉及一種工業(yè)丙烯羰基合成裝置中弛放氣的綜合利用系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
丁辛醇裝置羰基合成反應(yīng)系統(tǒng),以丙烯和合成氣為原料在銠催化劑的作用下,反應(yīng)生成正、異丁醛,同時也有少量的丙烯轉(zhuǎn)化為丙烷。為了防止丙烷等惰性組分的積累,保持系統(tǒng)壓力恒定,需要有一部分氣體(簡稱弛放氣)從系統(tǒng)的循環(huán)回路中連續(xù)排放。目前這股氣體被當(dāng)作燃料排至燃料氣管網(wǎng),進(jìn)行焚燒處理。但是國內(nèi)部分丁辛醇生產(chǎn)廠家對這股弛放氣進(jìn)行了回收，采用的方法主要為丁醛吸附弛放氣中的c3，然后進(jìn)行解析可以得到混合c3(主要為丙烯和丙烷)，將混合c3以液化石油氣對外進(jìn)行出售。未對此股弛放氣實(shí)現(xiàn)最大價值的提升和綜合利用。以25萬噸/年的丁辛醇裝置羰基合成氣中釋放氣的流量為1327nm3/h，其中弛放氣中含有氮?dú)?、氫氣、一氧化碳、丙烯、丙烷、丁醛等物質(zhì)。而弛放氣中含有丙烯425kg/h，丙烷562kg/h，由此每年燒掉的丙烯約6800t、丙烷約8992t，丁醛1380噸，造成資源浪費(fèi)十分巨大，同時造成環(huán)境的污染，不符合綠色工業(yè)發(fā)展的思路。
公開號為cn105622319a的專利是將利用壓縮機(jī)將丁辛醇羰基合成施放氣進(jìn)行壓縮，在經(jīng)過壓縮機(jī)后丙烯、丙烷、及氣態(tài)丁醛冷凝成液體，不凝氣(氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氫氣?與液體分離，并進(jìn)行施放；液體進(jìn)行精餾系統(tǒng)分離出溶解丙烯、丙烷和丁醛，精餾出的丙烯和丙烷再次經(jīng)過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)化為液體變成混合燃料油，丁醛純化進(jìn)行綜合回收利用。此專利確實(shí)對丁辛醇羰基化裝置的弛放氣中的丁醛和混合烴的分離回收，但是并為對如丙烯和丙烷進(jìn)行分離，并未對價值較高的丙烯進(jìn)行價值提升。
公開號為cn104649858a的專利與cn105622319a的專利無太大的區(qū)別，公開號為cn104649858a的專利采用分級壓縮分離的辦法，一級壓縮分離出丁醛、二級壓縮分離出丙烯、丙烷混合液，排放掉不凝氣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種工業(yè)丙烯羰基合成裝置中弛放氣的綜合利用系統(tǒng)及方法，能夠提高工業(yè)丙烯羰基合成裝置中馳放尾氣的利用率，解決工業(yè)生產(chǎn)裝置中丁醛消耗丙烯數(shù)值較高的問題和燃燒法對環(huán)境造成的污染。
本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的工業(yè)丙烯羰基合成裝置中弛放氣的綜合利用系統(tǒng)，包括吸收塔，所述吸收塔連接有弛放氣輸入管路和丁醛輸入管路，所述吸收塔頂部通過管路依次連通有第一壓縮機(jī)、第一收液槽、二號泵和反應(yīng)釜，所述吸收塔底部連接有一號泵，所述一號泵輸出端和第一收液槽相連通，所述反應(yīng)釜底部連接有合成氣輸入管路，所述反應(yīng)釜通過輸出管路連通低壓蒸發(fā)器，所述輸出管路連接有降溫管路，所述降溫管路一端與輸出管路相連通，另一端與反應(yīng)釜相連通，所述降溫管路上安裝有第一冷卻器和三號泵，所述低壓蒸發(fā)器底部連接有四號泵，所述四號泵輸出端和降溫管路相連通，所述低壓蒸發(fā)器上部通過管路依次連通有第二冷卻器、第二收液槽和五號泵，所述五號泵輸出端連接有外送管路和循環(huán)管路，所述循環(huán)管路與丁醛輸入管路相連通。
所述第一收液槽頂部連接有氮?dú)廨斎牍苈泛偷谝环趴展苈贰?/p>
所述第二冷卻器的輸出端連接第二壓縮機(jī)。
本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
基于上述工業(yè)丙烯羰基合成裝置中弛放氣的綜合利用系統(tǒng)的綜合利用方法，包括以下步驟：
步驟一，將丙烯羰基合成弛放氣從底部通入吸收塔中，與塔頂進(jìn)來的丁醛逆流交匯，使馳放氣中的丙烯、丙烷溶解于丁醛中，形成丙烯飽和溶液及丙烷溶液，吸收塔內(nèi)溫度控制在24-26℃，壓力控制在1.6mpa，吸收塔內(nèi)形成的液體經(jīng)一號泵輸送至第一收液槽中；
步驟二，吸收塔內(nèi)弛放氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮后的壓力達(dá)到2.0mpa，將弛放氣中未溶解的丙烯和丙烷及從吸收塔帶出的丁醛轉(zhuǎn)換為液體，自流至第一收液槽中；第一收液槽頂部通入氮?dú)猓沟谝皇找翰蹆?nèi)壓力控制在1.9mpa，不凝氣經(jīng)第一收液槽以氣態(tài)形式放空至火炬；
步驟三，第一收液槽內(nèi)的溶液通過二號泵送入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，在反應(yīng)過程中選擇銠/yls丙烯羰基合成催化體系；
步驟四，合成氣通過合成氣輸入管路經(jīng)分布器進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)，與二號泵輸送過來的溶液在銠/yls催化體系中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在70-85℃之間，壓力控制在1.2-1.45mpa，反應(yīng)后的溶液一部分經(jīng)過第一冷卻器冷卻至60-65℃，對反應(yīng)釜進(jìn)行降溫，另一部分直接壓入低壓蒸發(fā)器內(nèi)；
步驟五，低壓蒸發(fā)器內(nèi)的加熱溫度控制在115-120℃之間，壓力控制在0.05mpa，低壓蒸發(fā)器底部的催化劑母液通過四號泵打入反應(yīng)釜內(nèi)，經(jīng)減壓蒸發(fā)脫出的丁醛和丙烷，丁醛經(jīng)第二冷卻器冷凝后進(jìn)入第二收液槽內(nèi)，不冷凝的丙烷進(jìn)入第二壓縮機(jī)液化為丙烷產(chǎn)品；
步驟六，第二收液槽內(nèi)的丁醛通過五號泵一部分外送采出，另一部分回送至吸收塔內(nèi)循環(huán)利用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：
(1)本發(fā)明能夠提高工業(yè)丙烯羰基合成裝置中馳放尾氣的利用率；
(2)本發(fā)明能夠解決工業(yè)生產(chǎn)裝置中丁醛消耗丙烯數(shù)值較高的問題及燃燒法對環(huán)境造成的污染；
(3)本發(fā)明能夠解決馳放氣經(jīng)過壓縮后的丙烯和丙烷混合液分離條件難度大的問題。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記:1丁醛輸入管路；2弛放氣輸入管路；3吸收塔；4一號泵；5第一壓縮機(jī)；6第一收液槽；7二號泵；8氮?dú)廨斎牍苈罚?第一放空管路；10反應(yīng)釜；11輸出管路；12降溫管路；13第一冷卻器；14三號泵；15低壓蒸發(fā)器；16四號泵；17第二冷卻器；18第二壓縮機(jī)；19第二收液槽；20五號泵；21外送管路；22循環(huán)管路；23合成氣輸入管路。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，本發(fā)明的工業(yè)丙烯羰基合成裝置中弛放氣的綜合利用系統(tǒng)，包括吸收塔3，所述吸收塔3連接有弛放氣輸入管路2和丁醛輸入管路1，所述吸收塔3頂部通過管路依次連通有第一壓縮機(jī)5、第一收液槽6、二號泵7和反應(yīng)釜10，所述吸收塔3底部連接有一號泵4，所述一號泵4輸出端和第一收液槽6相連通，所述第一收液槽6頂部連接有氮?dú)廨斎牍苈?(作為自動調(diào)壓系統(tǒng))和第一放空管路9。所述反應(yīng)釜10底部連接有合成氣輸入管路23，所述反應(yīng)釜10通過輸出管路11連通低壓蒸發(fā)器15，所述輸出管路11連接有降溫管路12，所述降溫管路12一端與輸出管路11相連通，另一端與反應(yīng)釜10相連通，所述降溫管路12上安裝有第一冷卻器13和三號泵14。所述低壓蒸發(fā)器15底部連接有四號泵16，所述四號泵16輸出端和降溫管路12相連通，所述低壓蒸發(fā)器15上部通過管路依次連通有第二冷卻器17、第二收液槽19和五號泵20，所述五號泵20輸出端連接有外送管路21和循環(huán)管路22，所述循環(huán)管路22與丁醛輸入管路1相連通。所述第二冷卻器17的輸出端連接第二壓縮機(jī)18。
基于上述工業(yè)丙烯羰基合成裝置中弛放氣的綜合利用系統(tǒng)的綜合利用方法，包括以下步驟：
步驟一，將丙烯羰基合成弛放氣從底部通入吸收塔3中，與塔頂進(jìn)來的丁醛逆流交匯，使馳放氣中的丙烯、丙烷充分溶解于丁醛中，形成丙烯飽和溶液及丙烷溶液，吸收塔3內(nèi)溫度控制在24-26℃，壓力控制在1.6mpa，吸收塔3內(nèi)形成的液體經(jīng)一號泵4輸送至第一收液槽6中。
步驟二，吸收塔3內(nèi)弛放氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)5，經(jīng)壓縮后的壓力達(dá)到2.0mpa，將弛放氣中未溶解的丙烯和丙烷及從吸收塔3帶出的丁醛轉(zhuǎn)換為液體，自流至第一收液槽6中。第一收液槽6頂部通入氮?dú)?作為自動調(diào)壓系統(tǒng))，使第一收液槽6內(nèi)壓力控制在1.9mpa，不凝氣(氮?dú)?、氫氣、一氧化碳?經(jīng)第一收液槽6以氣態(tài)形式放空至火炬。通過壓縮不凝氣，有效的解決了工業(yè)生產(chǎn)中弛放氣的排放波動對丙烯、丙烷、丁醛回收率的影響，提高回收裝置的回收效果。
步驟三，第一收液槽6內(nèi)的溶液通過二號泵7送入反應(yīng)釜10內(nèi)進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，在反應(yīng)過程中選擇銠/yls丙烯羰基合成催化體系。
步驟四，合成氣通過合成氣輸入管路23經(jīng)分布器進(jìn)入反應(yīng)釜10內(nèi)，與二號泵7輸送過來的溶液在銠/yls催化體系中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在70-85℃之間，壓力控制在1.2-1.45mpa，反應(yīng)后的溶液一部分經(jīng)過第一冷卻器13冷卻至60-65℃，對反應(yīng)釜10進(jìn)行降溫，另一部分直接壓入低壓蒸發(fā)器15內(nèi)。
步驟五，低壓蒸發(fā)器15內(nèi)的加熱溫度控制在115-120℃之間，壓力控制在0.05mpa，低壓蒸發(fā)器15底部的催化劑母液通過四號泵16打入反應(yīng)釜10內(nèi)。經(jīng)減壓蒸發(fā)脫出的丁醛和丙烷，丁醛經(jīng)第二冷卻器17冷凝后進(jìn)入第二收液槽19內(nèi)，不冷凝的丙烷進(jìn)入第二壓縮機(jī)18液化為99.5％以上的丙烷產(chǎn)品進(jìn)行出售。
步驟六，第二收液槽19內(nèi)的丁醛通過五號泵20一部分外送采出，另一部分回送至吸收塔3內(nèi)循環(huán)利用。
實(shí)施例一
步驟一，將丙烯羰基合成弛放氣從底部通入吸收塔3中，與塔頂進(jìn)來的丁醛逆流交匯，使馳放氣中的丙烯、丙烷充分溶解于丁醛中，形成丙烯飽和溶液及丙烷溶液，吸收塔3內(nèi)溫度控制在24℃，壓力控制在1.6mpa，吸收塔3內(nèi)形成的液體經(jīng)一號泵4輸送至第一收液槽6中。
步驟二，吸收塔3內(nèi)弛放氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)5，經(jīng)壓縮后的壓力達(dá)到2.0mpa，將弛放氣中未溶解的丙烯和丙烷及從吸收塔3帶出的丁醛轉(zhuǎn)換為液體，自流至第一收液槽6中。第一收液槽6頂部通入氮?dú)?作為自動調(diào)壓系統(tǒng))，使第一收液槽6內(nèi)壓力控制在1.9mpa，不凝氣(氮?dú)?、氫氣、一氧化碳?經(jīng)第一收液槽6以氣態(tài)形式放空至火炬。經(jīng)檢測，放空的不凝氣中丙烯含量為0.02％，丙烷含量為0.01％。通過壓縮不凝氣，有效的解決了工業(yè)生產(chǎn)中弛放氣的排放波動對丙烯、丙烷、丁醛回收率的影響，提高回收裝置的回收效果。
步驟三，第一收液槽6內(nèi)的溶液通過二號泵7送入反應(yīng)釜10內(nèi)進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，在反應(yīng)過程中選擇銠/yls丙烯羰基合成催化體系。
步驟四，合成氣通過合成氣輸入管路23經(jīng)分布器進(jìn)入反應(yīng)釜10內(nèi)，與二號泵7輸送過來的溶液在銠/yls催化體系中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在70℃，壓力控制在1.2mpa，反應(yīng)后的溶液一部分經(jīng)過第一冷卻器13冷卻至60℃，對反應(yīng)釜10進(jìn)行降溫，另一部分直接壓入低壓蒸發(fā)器15內(nèi)。
步驟五，低壓蒸發(fā)器15內(nèi)的加熱溫度控制在115℃，壓力控制在0.05mpa，低壓蒸發(fā)器15底部的催化劑母液通過四號泵16打入反應(yīng)釜10內(nèi)。經(jīng)減壓蒸發(fā)脫出的丁醛和丙烷，丁醛經(jīng)第二冷卻器17冷凝后進(jìn)入第二收液槽19內(nèi)，不冷凝的丙烷進(jìn)入第二壓縮機(jī)18液化為99.5％的丙烷產(chǎn)品進(jìn)行出售，其中丙烷產(chǎn)品中丙烯含量僅為0.4％。
步驟六，第二收液槽19內(nèi)的丁醛通過五號泵20一部分外送采出，另一部分回送至吸收塔3內(nèi)循環(huán)利用。
采用本方法有效降低了丙烯羰基化過程中的原料消耗，每生產(chǎn)一噸丁醛，丙烯消耗量可降低4kg，合成氣消耗量可降低9nm3。
實(shí)施例二
步驟一，將丙烯羰基合成弛放氣從底部通入吸收塔3中，與塔頂進(jìn)來的丁醛逆流交匯，使馳放氣中的丙烯、丙烷充分溶解于丁醛中，形成丙烯飽和溶液及丙烷溶液，吸收塔3內(nèi)溫度控制在25℃，壓力控制在1.6mpa，吸收塔3內(nèi)形成的液體經(jīng)一號泵4輸送至第一收液槽6中。
步驟二，吸收塔3內(nèi)弛放氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)5，經(jīng)壓縮后的壓力達(dá)到2.0mpa，將弛放氣中未溶解的丙烯和丙烷及從吸收塔3帶出的丁醛轉(zhuǎn)換為液體，自流至第一收液槽6中。第一收液槽6頂部通入氮?dú)?作為自動調(diào)壓系統(tǒng))，使第一收液槽6內(nèi)壓力控制在1.9mpa，不凝氣(氮?dú)?、氫氣、一氧化碳?經(jīng)第一收液槽6以氣態(tài)形式放空至火炬。經(jīng)檢測，放空的不凝氣中丙烯含量為0.015％，丙烷含量為0.01％。通過壓縮不凝氣，有效的解決了工業(yè)生產(chǎn)中弛放氣的排放波動對丙烯、丙烷、丁醛回收率的影響，提高回收裝置的回收效果。
步驟三，第一收液槽6內(nèi)的溶液通過二號泵7送入反應(yīng)釜10內(nèi)進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，在反應(yīng)過程中選擇銠/yls丙烯羰基合成催化體系。
步驟四，合成氣通過合成氣輸入管路23經(jīng)分布器進(jìn)入反應(yīng)釜10內(nèi)，與二號泵7輸送過來的溶液在銠/yls催化體系中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在80℃，壓力控制在1.3mpa，反應(yīng)后的溶液一部分經(jīng)過第一冷卻器13冷卻至63℃，對反應(yīng)釜10進(jìn)行降溫，另一部分直接壓入低壓蒸發(fā)器15內(nèi)。
步驟五，低壓蒸發(fā)器15內(nèi)的加熱溫度控制在118℃，壓力控制在0.05mpa，低壓蒸發(fā)器15底部的催化劑母液通過四號泵16打入反應(yīng)釜10內(nèi)。經(jīng)減壓蒸發(fā)脫出的丁醛和丙烷，丁醛經(jīng)第二冷卻器17冷凝后進(jìn)入第二收液槽19內(nèi)，不冷凝的丙烷進(jìn)入第二壓縮機(jī)18液化為99.7％的丙烷產(chǎn)品進(jìn)行出售，其中丙烷產(chǎn)品中丙烯含量僅為0.2％。
步驟六，第二收液槽19內(nèi)的丁醛通過五號泵20一部分外送采出，另一部分回送至吸收塔3內(nèi)循環(huán)利用。
采用本方法有效降低了丙烯羰基化過程中的原料消耗，每生產(chǎn)一噸丁醛，丙烯消耗量可降低4.5kg,合成氣消耗量可降低9.3nm3。
實(shí)施例三
步驟一，將丙烯羰基合成弛放氣從底部通入吸收塔3中，與塔頂進(jìn)來的丁醛逆流交匯，使馳放氣中的丙烯、丙烷充分溶解于丁醛中，形成丙烯飽和溶液及丙烷溶液，吸收塔3內(nèi)溫度控制在26℃，壓力控制在1.6mpa，吸收塔3內(nèi)形成的液體經(jīng)一號泵4輸送至第一收液槽6中。
步驟二，吸收塔3內(nèi)弛放氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)5，經(jīng)壓縮后的壓力達(dá)到2.0mpa，將弛放氣中未溶解的丙烯和丙烷及從吸收塔3帶出的丁醛轉(zhuǎn)換為液體，自流至第一收液槽6中。第一收液槽6頂部通入氮?dú)?作為自動調(diào)壓系統(tǒng))，使第一收液槽6內(nèi)壓力控制在1.9mpa，不凝氣(氮?dú)?、氫氣、一氧化碳?經(jīng)第一收液槽6以氣態(tài)形式放空至火炬，經(jīng)檢測，放空的不凝氣中丙烯含量為0.01％，丙烷含量為0.01％。。通過壓縮不凝氣，有效的解決了工業(yè)生產(chǎn)中弛放氣的排放波動對丙烯、丙烷、丁醛回收率的影響，提高回收裝置的回收效果。
步驟三，第一收液槽6內(nèi)的溶液通過二號泵7送入反應(yīng)釜10內(nèi)進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，在反應(yīng)過程中選擇銠/yls丙烯羰基合成催化體系。
步驟四，合成氣通過合成氣輸入管路23經(jīng)分布器進(jìn)入反應(yīng)釜10內(nèi)，與二號泵7輸送過來的溶液在銠/yls催化體系中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在85℃，壓力控制在1.45mpa，反應(yīng)后的溶液一部分經(jīng)過第一冷卻器13冷卻至65℃，對反應(yīng)釜10進(jìn)行降溫，另一部分直接壓入低壓蒸發(fā)器15內(nèi)。
步驟五，低壓蒸發(fā)器15內(nèi)的加熱溫度控制在120℃，壓力控制在0.05mpa，低壓蒸發(fā)器15底部的催化劑母液通過四號泵16打入反應(yīng)釜10內(nèi)。經(jīng)減壓蒸發(fā)脫出的丁醛和丙烷，丁醛經(jīng)第二冷卻器17冷凝后進(jìn)入第二收液槽19內(nèi)，不冷凝的丙烷進(jìn)入第二壓縮機(jī)18液化為99.8％的丙烷產(chǎn)品進(jìn)行出售，其中丙烷產(chǎn)品中丙烯含量僅為0.1％。
步驟六，第二收液槽19內(nèi)的丁醛通過五號泵20一部分外送采出，另一部分回送至吸收塔3內(nèi)循環(huán)利用。
采用本方法可有效降低丙烯羰基化過程中的原料消耗，每生產(chǎn)一噸丁醛，丙烯消耗量可降低5kg，合成氣消耗量可降低10nm3。
盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的功能及工作過程進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體功能和工作過程，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。