专利名称：脱除制备醋酸仲丁酯反应尾气中酸的方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种利用液化石油气混合碳四烯烃中的正丁烯与醋酸反应 制备醋酸仲丁酯过程中有效脱除尾气中酸的方法及其装置。
技术背景醋酸是重要的有机化工原料之一，它是合成各种低级脂肪酸酯、醋酸 纤维和塑料等的原料。它是无色透明液体，有刺激性酸臭气味，能强烈刺激人的鼻、喉和呼吸道系统，污染环境；而且其易燃、闪点为43'C，其蒸 气与空气可形成爆炸性混合气体，遇明火、高温能引起燃烧爆炸；其又是 一种腐蚀性很强的有机酸，对普通钢铁甚至是耐蚀的不锈钢都具有很强的 腐蚀作用。在石油炼制或石油加工过程中，副产一定量含混合烯烃的液化石油气。 目前，对液化石油气的应用，除生产甲乙酮、高辛烷值汽油的调合组分， 或者是直接作为燃料烧掉外，仲丁酯是这些混合碳四烯烃中的正丁烯与醋 酸反应所获得的又一个新产品。该工业化生产装置在生产过程中会产生一 些含醋酸的泄放气，此处简称为酸性尾气。它的主要来源有①原料醋酸 储罐和生产装置含酸中间储罐的呼吸阀排放；②含醋酸物料的机泵和换热 器因故障检修时的醋酸排放；③塔、反应器因超压安全阀启跳时大量液化 气夹带含醋酸气体的排放；④装置开停工吹扫时大量含醋酸气体的排放。醋酸的危害性决定了在有醋酸物料装置中的这些含有醋酸的酸性尾气 应当采取无害化处理再排放。中国专利CN1099381A公开了乙烯、丙烯、丁烯与低级脂肪酸反应制备 低级脂肪酸酯的方法，另一个中国专利CN1085652C亦公开了丙烯、异丁烯、 丁烯-l和丁烯-2与低级脂肪酸反应制备有机酸异丙酯、有机酸异丁酯和有 机酸仲丁酯的方法。但上述专利仅均只介绍低级脂肪酸酯的生产工艺，对生产过程中生产装置包括醋酸储罐所产生的有害酸性尾气的处理方法却均 没有提及。其它文献资料提到了以下3种脱除酸性气体的方法。第一种是利用混合气中各物质分子量的大小，采用变压吸附或膜分离 的物理方式将酸性气体从混合气中分离出来。例如，从天然气中脱除酸性 气二氧化碳即是采用这种方法。第二种是使用物理溶剂从进料气中脱除酸性气体，通过大量的酸性气 体与溶剂反应生成一种中间态的化合物，再通过含有中间态化合物的溶剂 再生时，使酸性气体又被集中释放出来再加以回收利用。例如，乙烯裂解 装置和催化裂化装置的裂解气在氨吸收塔内采用醇胺溶剂来脱除其中的硫 化氢和二氧化碳等酸性气就是采用这种方法。这方面己有许多专利技术，如专利"89103780.2"提供了一种"回收酸性气体的改进方法"，是将链烷 醇胺和再生的链烷醇胺水溶液导入吸收酸性气体；专利"90105652.9"提 供一种"净化酸性气体的方法"，是采用叔胺和双叔胺基衍生物和特定的酯 类等物质所组成的混合溶剂，吸收脱除气流中酸性组分；专利"92100440.0" 提供一种"从气态混合物中彻底脱除酸性气体的方法"，包括用溶剂吸收和 废溶剂的再生，溶剂中含有二甲基乙醇胺(DMEA)含水混合物和一种助催化 剂。第三种是采用醋酸溶于水的特性而除去。例如，在大型醋酸储罐区， 对储罐上呼吸阀排出的酸性气体，根据醋酸易溶于水的特点，采用塔内件 为填料的吸收塔用水进行吸收处理，达到治废的目的。上述的第一和第二种技术均没涉及有醋酸物料装置的酸性尾气脱除， 第三种技术虽是先用水作为溶剂初脱除含酸气中的酸，但其是针对醋酸储 罐顶呼吸阀连续、均匀排放的微量的酸性气体，也未涉及醋酸酯装置含酸 尾气的处理方法。该技术采用水处理含醋酸的尾气，虽然能脱除含酸尾气 中的酸，但该技术存在以下几个问题①是采用大量水吸收酸，过程中产 生了大量的含酸污水，污水的外排处理，既浪费金钱、影响经济效益，又污染环境、影响社会效益。②采用内装填料的塔处理工艺，其流程和控制 系统较复杂，操作费用高。③与醋酸介质接触的部位，如其塔体、塔内填 料等都需要用昂贵的耐蚀不锈钢材料；当还要考虑装置开停工和压力容器 上安全阀启跳造成大量含酸气体排放需处理时，设备、管线的规格尺寸将 很大，装置的投资也就非常大。④以填料作为内构件的吸收塔工艺，不能 适应装置开停工和压力容器上安全阀启跳时，大量含酸气体排放的压降要 求。否则设备规格尺寸和投资将很大。关于醋酸仲丁酯制备工序中含酸尾气的脱除方法，目前还没有相关文 献报道。正常生产过程中，单独为醋酸仲丁酯装置配套建设耐酸腐蚀的气 柜一火炬系统的投资很大。往往是将这些经无害化处理后的气体排往已有 的气柜一火炬系统来处理。上述的4种主要酸性尾气中，第①、②种酸性气 来量不大且较平稳，而第③、④种的酸性气量很大、排放持续时间较长。 尤其是第③种酸性气还具有突然性，且夹带含有醋酸的液化石油气泄压后 体积瞬间膨胀，气化后的体积膨胀250 300倍左右。液化气的闪点、沸点 很低，均在(TC以下，爆炸范围为1.5 11.7%(体)，这对后续处理系统的设 计要求非常高。因此，以新增投资最省、运行操作费用最低、三废排放最 少的最优化设计，利用已有的气柜、火炬系统来处理这些酸性气体，使排 放的气体符合环境卫生和安全要求，是以液化石油气为原料的醋酸仲丁酯 装置要解决的重要问题。 发明内容本发明的目的在于对醋酸仲丁酯装置生产过程中产生的腐蚀性酸性气 体经合理地预脱酸后，再进入已有的不耐醋酸腐蚀的气柜、火炬系统，从 而减少新建装置的总投资。本发明的目的可以通过如下技术措施来实现本方法是利用酸碱中和 原理来高效脱除酸性液化石油气中的醋酸。选择苛性碱液作为脱除仲丁酯 装置生产过程中酸性气的溶剂，送入脱酸塔顶部自流而下，洗涤脱除液化气中的醋酸，脱出醋酸的液化石油气再送入一气液沉降罐，分离出碱水后 再进入火炬管网系统。本发明进一步的改进是以温度变化控制脱酸所需氢氧化钠溶液的循环 量，所述以温度变化控制脱酸所需氢氧化钠溶液的循环量，是指非正常情 况下，当温度达到设定值时，加大碱液的输出量。所述的碱液为氢氧化钠溶液，其质量百分比浓度为3 10%。在满足允许使用碱液浓度的范围内，塔下部的碱液不断循环至脱酸塔 顶部进入塔内循环使用。为实现上述方法，本发明提供脱除醋酸仲丁酯制备过程中含酸尾气的 装置。包括一脱酸塔和气液沉降罐，所述的脱酸塔是在反应部位中同一轴 线的相对方向设有相互重叠，且保持一定间距的挡扳，挡板上面缘处开有一与挡板边缘稍短的条形通孔；脱酸塔下部碱液通过泵输送到脱酸塔顶部。可以将酸碱中和的反应部位与储存碱液的储罐合二为一的一个反应塔， 上部为反应部位，吸收醋酸后的碱液存于脱酸塔下部。本发明实施例中，优选脱酸塔的规格尺寸4> 600 X 4000/ 4> 1600 X 6000。 上部的縮径的反应部位设有在同一轴线的相对方向相互重叠50 100ram，且 保持一定间距的4 8块人字挡扳，其上面顺着碱液流动方向的距板边缘 30 50mm处开有一宽3 6mm、长与挡板边缘稍短的条形通孔。本发明在挡板上增开了条形槽，使得碱液在每一块挡板上流动时，挡 板下面能形成2道碱液流，与己有结构形式挡板的碱液分布效果相比，碱液 与酸性气接触的机会增加了近一倍。所述的气液沉降罐是带有一定水封高度的储罐，规格尺寸4> 1500 X 9000。它不但用来沉降分离脱酸塔来气体中的碱水，而且还将装置与火炬 系统相连的其它装置隔离开来，以保证本装置的安全运行。所述脱酸塔中使碱液循环的泵由控制系统控制，该控制系统中包括一 温度传感器，控制系统根据测得的温度的高低控制泵的输出量。下部是根据装置生产过程中安全阀启跳时，以最大量的含酸气体泄放 时酸碱中和反应所需储存稍过量碱液量的储罐。本发明技术方案合理，采用相互交叉形式的挡板结构，其压降小，保 证了装置安全阀突然启跳或停工吹扫时气体大通量泄放的需求，而且其结构简单，容易加工制造，投资很小；此保证了酸性气中含醋酸物质的脱除； 采用的苛性碱可全部脱除泄放尾气中的醋酸，保证了脱酸后的尾气可安全 进入不耐醋酸腐蚀的气柜、火炬系统，省去了需配套新建的耐醋酸腐蚀的 火炬系统，除脱酸塔上部反应部位使用耐腐蚀的不锈钢材料外，本尾气脱 酸发明装置的整个脱酸塔下部储罐、气液沉降分离罐及碱液循环泵等系统 均采用普通碳素钢，从而大大节约了新建装置的总投资；该发明采用温控 系统来控制尾气处理装置两大小不同泵的运行，装置的能耗低，降低了产 品的生产成本。
图l是脱酸塔上部的局部结构示意图； 图2是脱酸塔中挡板的结构示意图； 图3是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式参照图l、 2、 3，脱酸塔[l]的规格尺寸4)600X4000/d) 1600X6000。上 部的縮径的反应部位设有在同一轴线的相对方向相互重叠50 100mm (本实 施例中为75mm)，且保持一定间距的5块人字挡扳[10]，其上面顺着碱液流 动方向的距板边缘30 50mm (本实施例中为40rran)处开有一宽3 6ram (本 实施例中为5ram)、长与挡板边缘稍短的条形通孔[ll]。 一大、 一小两台不 同流量的泵，规格型号65FF-35，小泵6mVh，大泵12mVh。正常情况下只有 小泵连续运行，但出现安全阀启跳时，大量的酸与碱反应的放热会使设在 脱酸塔内人字挡板上的温度计测量信号变化，该信号通过设置的控制系统 带动大泵同时运行，提供足够量的碱液以完成脱酸过程。参考图3，仲丁酯装置泄放来的含醋酸尾气，首先从脱酸塔[l]上部的入口 [2]进入，自下而上。碱液经碱液循环泵[3]由脱酸塔[l]上部的入口 [4]送入，自流而下，通过挡扳[io]与含酸尾气逆向接触，碱液吸收脱除尾气中的醋酸，挡板与水平方向夹角为15。。碱液吸收醋酸后进入脱酸塔下部 循环使用，脱酸后尾气从脱酸塔[1]上部的出口 [5]经管线由入口 [6]进入气 液沉降分离罐[7]内，再经脱碱水后由气液沉降分离罐[7]的出口 [8]进入火 炬系统。泵[3]有两台，正常情况下小泵运行，大泵备用。当有大量含酸气 体泄放时，温度计[9]的温度会上升，其通过控制系统带动备用大泵一起运 行，增大碱液的循环量，保证酸性气中醋酸的脱除；当其温度不再上升且 保持下降趋势时，人工停大泵。 实施例l以3万吨/年醋酸仲丁酯生产线尾气处理为例。依上述工艺流程及步骤， 配制10%的循环吸收氢氧化钠溶液，运行过程中含99%浓度醋酸的尾气以 5.9t/h的量泄放，脱酸塔温控系统启动，大小两台碱液循环泵启动运行， IO分钟后事故处理完成，采样分析碱液浓度为5.6%，脱酸后尾气中的醋酸 含量测不出，尾气质量满足要求。 实施例2以3万吨/年醋酸仲丁酯生产线尾气处理为例。依上述工艺流程及步骤， 配制10%的循环吸收氢氧化钠溶液，运行过程中含82ppm浓度醋酸的尾气以 3.9t/h的量泄放，脱酸塔小碱液循环泵运行，IO分钟后事故处理完成，采 样分析碱液浓度几乎不变，脱酸后尾气中的醋酸含量测不出，尾气质量满 足要求。实施例3以3万吨/年醋酸仲丁酯生产线尾气处理为例。依上述工艺流程及步骤， 配制10%的循环吸收氢氧化钠溶液，运行过程中含52ppm浓度醋酸的尾气以 8.5t/h的量泄放，脱酸塔小碱液循环泵运行，15分钟后事故处理完成，采样分析碱液浓度几乎不变，脱酸后尾气中的醋酸含量测不出，尾气质量满 足要求。实施例4以3万吨/年醋酸仲丁酯生产线尾气处理为例。依上述工艺流程及步骤， 配制10%的循环吸收氢氧化钠溶液，3个月的运行时间内，装置所有醋酸储 罐呼吸阀排放尾气量约为0.002t/h，脱酸塔小碱液循环泵运行，生产过程 中采样分析碱液浓度为7. 3%，脱酸后尾气中的醋酸含量测不出，尾气质量 满足要求。实施例5以3万吨/年醋酸仲丁酯生产线尾气处理为例。依上述工艺流程及步骤， 配制10%的循环吸收氢氧化钠溶液，装置停车吹扫，脱酸塔大小两台碱液循 环泵同时运行，9小时后采样分析碱液浓度为3.3%，脱酸后尾气中的醋酸 含量为15ppm，尾气中含有醋酸。更换碱液再运行后，脱酸后尾气中的醋酸 含量测不出，尾气质量满足要求。
权利要求
1、一种脱除醋酸仲丁酯制备过程中含酸尾气的方法，包括用碱溶液为溶剂，在脱酸塔内，脱除以液化石油气中的正丁烯为原料在生产醋酸仲丁酯过程中泄放尾气中的醋酸，脱出醋酸的液化石油气再送入一气液沉降罐，分离出碱水后再进入火炬管网系统，整个装置的尾气系统通过气液沉降罐设置的液封与外装置隔离。
2、 根据权利1要求所述的脱除醋酸仲丁酯制备过程中含酸尾气的方法， 其特征在于所述碱溶液为质量百分比浓度为3 10%的氢氧化钠溶液。
3、 根据权利1要求所述的脱除醋酸仲丁酯制备过程中含酸尾气的方法， 其特征在于以温度变化控制脱酸所需氢氧化钠溶液的循环量，所述以温度 变化控制脱酸所需氢氧化钠溶液的循环量，是指非正常情况下，当温度达 到设定值时，加大碱液的输出量。
4、 实施权利要求1至3所述方法的装置，包括一脱酸塔和气液沉降罐， 其特征在于所述的脱酸塔是在反应部位中同一轴线的相对方向设有相互重 叠，且保持一定间距的挡扳，挡板上面缘处开有一与挡板边缘稍短的条形 通孔；脱酸塔下部碱液通过泵输送到脱酸塔顶部。
5、 根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的脱酸塔是将酸碱中 和的反应部位与储存碱液的储罐合二为一的一个反应塔，上部为反应部位， 吸收醋酸后的碱液存于脱酸塔下部。
6、 根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的脱酸塔的规格尺寸 为小600 X 4000/ 4> 1600 X 6000;上部的縮径的反应部位设有在同一轴线的 相对方向相互重叠50 100mrn，且保持一定间距的4 8块人字挡扳，挡板 上面顺着碱液流动方向的距板边缘30 50mm处开有一宽3 6mm、长与挡板 边缘稍短的条形通孔。
7、 根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的气液沉降罐是带有 一定高度水封以隔离与之相连其它装置的储罐。
全文摘要
本发明涉及一种利用液化石油气混合碳四烯烃中的正丁烯与醋酸反应制备醋酸仲丁酯过程中有效脱除尾气中酸的方法及其装置。该方法是用碱溶液为溶剂，在脱酸塔内，脱除以液化石油气中的正丁烯为原料在生产醋酸仲丁酯过程中泄放尾气中的醋酸，脱出醋酸的液化石油气再送入一气液沉降罐，分离出碱水后再进入火炬管网系统，整个装置的尾气系统通过气液沉降罐设置的液封与外装置隔离。保证了脱酸后的尾气可安全进入不耐醋酸腐蚀的气柜、火炬系统，省去了需配套新建的耐醋酸腐蚀的火炬系统，节约新建装置的总投资。
文档编号B01D53/78GK101402018SQ20081003178
公开日2009年4月8日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者彭鸽威, 潘罗其, 袁红星 申请人:彭鸽威;袁红星;潘罗其