丁辛醇廢液回收技術(shù)

1、丁辛醇廢液回收技術(shù)丁辛醇廢液回收的背景與意義正丁醇、正辛醇主要用于生產(chǎn)增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯(dbp)和鄰苯二甲酸二辛酯(dop)。隨著我國(guó)石油化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，塑料生產(chǎn)量正在迅猛增加，市場(chǎng)對(duì)丁醇和辛醇(簡(jiǎn)稱(chēng)丁辛醇)的需要量也逐年遞增。目前，我國(guó)丁辛醇裝置的生產(chǎn)工藝主要是以丙烯和合成氣為原料，在銠催化劑作用下，經(jīng)羰基合成反應(yīng)生成丁醛，正、異丁醛通過(guò)加氫直接生產(chǎn)正、異丁醇，同時(shí)正丁醛也可在堿性催化條件下縮合生成辛烯醛，辛烯醛經(jīng)過(guò)加氫轉(zhuǎn)化為2一乙基己醇(辛醇)，反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)精餾提純得到丁醇、辛醇產(chǎn)品。在反應(yīng)和精制提純過(guò)程中均有部分副產(chǎn)物排出，排出的混合液稱(chēng)為丁辛醇?xì)堃?。此部分殘液的排出量一般為?/p>

2、、辛醇產(chǎn)品總量的5%一6%。其中含有有價(jià)值的c4組分主要為丁醛、丁醇；c5-7組分主要為c5-7的醛、醇混合物；c8組分主要為辛烯醛、辛醛、辛醇；重組分主要為c12、c16等醛類(lèi)縮聚物等。此部分殘液由于組成復(fù)雜，c4含量較低，長(zhǎng)期沒(méi)有得到合理的回收和利用，通常經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分離后，作為燃料和低檔溶劑銷(xiāo)售。副產(chǎn)物的回收利用價(jià)值不高，經(jīng)濟(jì)效益較差。該技術(shù)針對(duì)丁辛醇?xì)堃鼓壳安荒芎侠砝眠@一現(xiàn)狀通過(guò)分析丁辛醇?xì)堃何镄缘奶攸c(diǎn)提出了一套新的回收利用工藝。丁辛醇廢液回收技術(shù)1、回收工藝的概述分析表明，丁辛醇?xì)堃汉衏4-16的各種醇、醛、烯醛、縮醛、酸、酯等化合物及少量水，多達(dá)數(shù)十種組分。具有代表性的丁辛醇?xì)堃旱?/p>

3、質(zhì)量組成見(jiàn)表1。components w,%components w %components w %iso-butyraldehyde 0.76c5-7 6.34otherc8 1.21n- butyraldehyde 12.77octenealdehyde 11.61c9-12 23.67iso- butyral 1.21 octanol 20.69c+13 4.16n- butyral 14.69iso- octanol 0.39eater 2.50從表1可看出，可直接作為產(chǎn)品的丁醇、辛醇占丁辛醇?xì)堃嘿|(zhì)量的36.98%，丁醛、辛烯醛（占丁辛醇?xì)堃嘿|(zhì)量的25.14%）可通過(guò)加氫得到丁醇和辛醇

4、。因此，丁辛醇?xì)堃弘m然組成復(fù)雜，但其中可直接或間接成為產(chǎn)品的有價(jià)值組分占60%以上。通精餾分離將這些有價(jià)值的組分進(jìn)行回收，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。剩下的重組分還可通過(guò)裂解得到c4和c8等輕組分，可重新返回分餾單元再進(jìn)行回收分離，故丁辛醇?xì)堃褐械慕^大多數(shù)組分都可通過(guò)相應(yīng)的加工工藝轉(zhuǎn)化成價(jià)值較高的產(chǎn)品。2、回收工藝流程2.1 組成和計(jì)算模型的確定丁辛醇?xì)堃旱纳V分析譜圖中有多達(dá)60個(gè)以上的峰，除已知的7個(gè)組分外，其余組分都難以定性，這給流程的模擬計(jì)算帶來(lái)一定的困難。采用化工流程模擬軟件的嚴(yán)格精餾模型進(jìn)行精餾塔的模擬計(jì)算，首先根據(jù)分析數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中選定若干沸點(diǎn)、性質(zhì)相近的組分代表未知組分，核算不同實(shí)驗(yàn)條

5、件下的蒸餾數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)整組分、組成和選用合適的汽液平衡計(jì)算模型，達(dá)到計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合，以此作為分離流程的模擬計(jì)算基礎(chǔ)。2.2 工藝流程的說(shuō)明根據(jù)丁辛醇?xì)堃旱慕M成和產(chǎn)品的分離要求，考慮到物料熱穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，采用四塔順序分離流程和連續(xù)精餾工藝，同時(shí)保證重組分受熱歷程短，以防止其裂解。分離工藝流程見(jiàn)圖1。圖1 分離工藝流程4個(gè)精餾塔各有其主要功能：第一精餾塔（即丁醛塔）主要將丁醛與丁醇分離兼脫水，只有將丁醛和水全部從塔頂脫除，才能保證下一精餾塔中丁醇產(chǎn)品的純度。如果原料含水多，為了在丁醛塔中將水脫凈，塔頂除餾出全部丁醛外還將帶出一定量的丁醇；如果原料含水少，則應(yīng)確保丁醛全部從第一精餾塔塔頂脫

6、除。第二精餾塔塔頂餾出的產(chǎn)品為丁醇，該塔應(yīng)有足夠的分離能力，使c5-7中間餾分全部進(jìn)入塔底，保證丁醇的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）大于98%，并盡量避免丁醇進(jìn)入塔底；c5-7及辛烯醛應(yīng)全部從第三精餾塔塔頂餾出，且控制第三塔塔頂流出物中辛醇含量較少而辛烯醛餾分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%以上；第四精餾塔塔頂餾出的產(chǎn)品是辛醇，保證辛醇的純度大于98%。由于丁辛醇?xì)堃簩?duì)熱不穩(wěn)定，精餾系統(tǒng)須在熱敏溫度以下操作，精餾塔的操作壓力由操作溫度決定，為降低溫度須在真空下操作。除第一精餾塔外，其余精餾塔均采用減壓操作。精餾塔的操作真空度由塔釜所允許的最高溫度確定。但真空度的提高也有一定的限度，為此利用在適當(dāng)位置先脫除重組分的辦

7、法來(lái)降低真空度。經(jīng)模擬計(jì)算，將第二精餾塔塔底物料首先進(jìn)行加熱和真空閃蒸，物料經(jīng)降膜蒸發(fā)器后，氣相組分進(jìn)入第三精餾塔，液相重組分直接排出，使第三和第四精餾塔在適宜的真空度和允許的溫度下操作。為了縮短物料在加熱設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間，第四精餾塔塔底物料的加熱應(yīng)采用降膜蒸發(fā)器，第二和第三精餾塔采用強(qiáng)制循環(huán)再沸器。降膜蒸發(fā)器應(yīng)用于熱敏物質(zhì)，被加熱物料呈膜狀快速流過(guò)加熱管內(nèi)壁，減少物料因長(zhǎng)時(shí)間受熱而發(fā)生的裂解反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。為了使物料在每一根加熱管內(nèi)均勻分布，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了兩級(jí)液體分配和特殊的布膜頭，保證物料均勻進(jìn)入每一根加熱管。2.3 模擬計(jì)算的結(jié)果經(jīng)過(guò)優(yōu)化模擬計(jì)算得到了各精餾塔的氣相和液相負(fù)荷，獲得了目的產(chǎn)物

8、的回收率、換熱設(shè)備的熱負(fù)荷及物流的流量和組成，由此得到各工藝設(shè)備的操作參數(shù)。主要物流點(diǎn)的質(zhì)量組成見(jiàn)表2。從表2可看出，第二精餾塔塔頂餾出的丁醇和第四精餾塔塔頂餾出的辛醇的純度均大于98%，第三精餾塔塔頂餾出的辛烯醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%以上，符合分離要求和產(chǎn)品規(guī)格。根據(jù)各精餾塔分離要求和物料的性質(zhì)，第一精餾塔采用常壓操作，第二精餾塔采用低真空操作，第三和第四精餾塔采用高真空操作。各精餾塔的工藝操作參數(shù)見(jiàn)表3。經(jīng)計(jì)算，丁醛和丁醇的總回收率不小于90%，辛烯醛、辛醇和辛醇異構(gòu)體的總回收率不小于80%，與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的工藝相比，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。表2 主要物流點(diǎn)的質(zhì)量組成distillation towe

9、rstream point1234567w %iso-butyraldehyde0.764.980.30n- butyraldehyde12.7784.064.99iso-butanol1.214.633.500.20n-butanol14.695.9795.760.010.21c5-76.340.010.7428.620.070.22octenealdehyde11.6153.190.75n-octanol20.6916.8399.363.96iso-octanol0.391.340.560.03other c81.213.96c9-1223.670.010.0177.44c+134.161

10、3.64water2.500.3594.3sum100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00表3 各精餾塔的工藝參數(shù)distillation towerfeed/(th-1)3.8003.1302.0151.200temperature of tower top/79.085.098.9109feeding temperature of tower/116.1101.7117.4122.7temperature of tower bottom151.6149.1141.3160.9pressure at tower top/mpa0.0100-0.0733-0.0933-0.0946feeding pressure of tower/mpa0.0115-0.0700-0.0917-0.0898pressure at tower bottom/mpa0.0153-0.0653-0.0846-0.0886tower diameter/mm8001000120010002.4 設(shè)備及自控本設(shè)計(jì)根據(jù)丁辛醇?xì)堃旱慕M成和產(chǎn)品方案，采用規(guī)整填料塔作為主要的汽液分離設(shè)備，并采用先進(jìn)的自動(dòng)控制，采用四塔順序分離流程和連續(xù)精餾工藝，依次得到各目的產(chǎn)物。為保證各精