PDF《尾气循环技术在国内顺酐装置的应用》

尾气循环技术在国内顺酐装置的应用 姚杰!席宗敬!吴洪涛!吴洪福 ! 中国石油天然气股份有限公司吐哈油田分公司 !!摘!要! 顺酐生产过程排放的废气中含有大量未反应原料! 副产物 ! 和挥发性有机物 # !# 等$ 对其进 行处理使之达标排放$ 回收其中可利用的物质或能量有重要意义%吐哈石化厂顺酐装置采用 ! $ % &

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公司工 艺技术$ 新增部分尾气回收生产工艺路线$ 回收( )*的尾气中的正丁烷$ 实现了蒸汽分阶利用$ 排放的废气中 % +! $ ,! 颗粒物等达到 - .

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大气污染物综合排放标准'

中二级标准% !!关键词!吐哈油田!顺酐!溶剂吸收!尾气循环!挥发性有机物 # !# !!引!言!!吐哈石化厂顺丁烯二酸酐! 以下简称顺酐 装置 采用正 丁烷氧化固定床溶剂吸收工艺# 生产能力+4/ ) (

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6 # 该装置由于现阶段催化剂性能所限# 正丁 烷氧化转化率和选择性均没有达到理论值# 顺酐反应 生成气中仍有)7

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5 正丁烷# 这部分正丁烷原 料由于未回收# 只得送焚烧炉烧掉# 国外丁烷法顺酐 生产也大都如此% 只有! $ % &

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公司在比利时;

6?@A工厂应用部分尾气循环工艺# 回收尾气中 的正丁烷# 现已平稳运行十多年%石化厂+ ) ) 0年对 该装置进行了尾气循环改造# 作为国内独家采用! 世 界上第二家 该工艺的顺酐装置# 目前运行平稳# 实现 了提高收率&

清洁生产的目的% !顺酐溶剂回收工艺 !!目前# 工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为 苯氧化法&

正丁烷氧化法&

! ( 烯烃法和苯酐副产法( 种# 其中苯氧化法应用最为广泛# 但由于苯资源有限# 以正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生%初期主 要是一些苯氧化法装置通过更换催化剂实现# 采用水 吸收法回收%但是正丁烷氧化反应会生成少量的乙 酸和丙烯酸# 而苯 氧化反 应几乎不生 成乙酸和丙烯酸# 另外正丁烷氧化生成的水也比苯氧化多了一倍# 因而正丁烷法水吸收工艺遇到的腐蚀和堵塞问题要 比苯法更严重%目前全球正丁烷法顺酐装置中除少 数装置仍采用水吸收工艺外# 绝大多数正丁烷法顺酐 装置都采用了溶剂吸收工艺%溶剂吸收工艺的顺酐 收率比水吸收工艺约高8* % 溶剂吸收工艺采用低挥发性有机溶剂# 主要有六氢邻苯二 甲酸二异丁酯!BC.&

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邻苯二甲酸二正丁酯! B . ;

%在工业生产 中这两种溶剂的消耗接近%B C . &

溶剂处理需进行水 洗和 碱洗两个过程# 而B.;

溶剂仅需水洗'

另外BC.&

的价格要高于 B . ;

%因此# 石化厂选择 B . ;

作 为溶剂% #!改造背景 !!顺酐溶剂吸收工艺正丁烷转化率约为

9 +*# 选 择性约为0 1*! 副产物为 ! &

丙烯酸和乙酸 # 对于 未反应的正丁烷和副产物及吸收工序和解吸工序排 放的挥发性有机物! 简称 # !# 主要由大量 $ +&

+&

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! + 及少量的顺酸&

富马酸&

邻苯二甲酸等气体 组成 # 原装置采取送废气焚烧炉焚烧的方式处理# 从 降低原料消耗的角度考虑# 对其中未反应的正丁烷应 循环利用%回用的途径有直接分离回收正丁烷或者 将尾气洗涤分离脱酸后直接回用! 即尾气循环 # 分离 回收正丁烷的方法有吸收法&

冷凝法&

吸附法三种% +7 / 直接分离回收 直接分离回收工艺主要有以下E种方法( 吸收法( /) !吸收法是利用对某一 # ! 具有特殊 选择性的溶剂! 或添加化学药剂的溶液 的特性进行 处理的一种方法# 目前尚未找到一种既经济# 同时对 正丁烷溶解度大的溶剂# 吸收法应用于顺酐工程还有 待于研究发展% 冷凝法!对于高含量 # !! 一般体积分数在)7 ) / 以上 # 可以使其通过冷凝器# 将可利用的气体降低到 沸点以下# 凝结成液体后回收再利用% 顺酐装置吸收 姚杰# /

1 9 +年毕业于华东石油学院石油炼制专业# 高级工程师# 处长%现在吐哈油田公司炼油化工处工作# 长期从事节能环保新技术引进工作%通 信地址( 新疆鄯善火车站镇吐哈油田公司炼油化工处#

9 E

9 + ) + )

1 E ) 治理技术与研究!油气田环境保护!!!!!!!!第/ 1卷・第E期!!! 塔顶尾气中正丁烷含量仅为)7 ) ) E! 体积分数 # 且正 丁烷常压沸点F)7 8G# 如采用冷凝法# 设备投资及能 耗较高# 经济上不合理# 工业应用尚不成熟$ 吸附法!吸附法是利用某些能够从气相混合物中 有选择地吸附某些组分的多孔性固体! 吸附剂 来去 除# !的一种方法$但目前缺乏经济合适的吸附剂 吸附正丁烷$ 这三种方法理论上可行# 但经济上不合理$ +7 + 尾气循环 溶剂吸收塔吸收顺酐后尾气的( )*经水洗涤塔 洗涤后送入反应器空气压缩机二段入口与新鲜空气 混合# 新鲜空气进压缩机一级入口# 这样可以利用吸 收塔 尾气压力# 减少压缩机轴功率以节能$ 其余0)*的尾气直接进焚烧炉焚烧$( )*的循环尾气与 新鲜空气混合后在混合分布器中与反应原料正丁烷 混合后进入反应器# 回收( )*尾气中的正丁烷# 降低 了正丁烷消耗# 达到清洁生产的目的$ 该工艺已有成熟的应用模型# 安全可靠# 本装置 采用溶剂吸收工艺# 配套尾气循环技术$ $!尾气循环工艺 E7 / 尾气情况 吸收塔顶出来的废气是已经吸收了顺酐的有机 废气# 原工艺采取的处理方式是进入焚烧炉的预热段 加热器# 再分为二路进入焚烧炉# 一路作为助燃空气 进入燃烧器# 一路 进入炉 膛与燃料气 混合后直接燃烧# 通过调节燃料气量控制燃烧温度在

1 ) )G# 将有 害物质完全燃烧$废水废液喷入炉膛高温段与废气 一起焚烧$烟气经 过省煤器# 废气预热器后再通过8)A 烟囱排放$焚烧炉在燃烧废气及废水废液同时# 可产生蒸汽# 副产高压蒸汽通过背压发电后# 低压 蒸汽作为装置伴热蒸汽# 实现蒸汽分阶利用$ 在连续排放的条件下# 出口温度/

8 )!/

0 )G# 焚 烧炉排出废气检测结果为% % +未检出&

烟气黑度)级!林格曼 黑度 &

其他项检测值见表/$由检测结果知# % +'

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颗粒物等可以达到-./

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0 ( 大气污染物综合排放标准) 中二级标准$ E7 + 尾气循环工艺 ( )*尾气通过换热器冷却到

8 )G 左右# 然后送 至旋风分离器# 将冷凝水及夹带的有机酸分离出去# 分离出来的酸 液送到 酸水收集罐中# 用于溶剂的再生$ 脱盐水从洗涤塔顶部塔盘进入# 将尾气中的丙烯 表 !焚烧炉废气监测结果 序号颗粒物 浓度* ! A H * A E 速率* ! I H * ? $ , 浓度* ! A H * A E 速率* ! I H * ? / #8 )7 ) + ) / )

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2 / 酸和乙酸洗除# 在洗涤塔底部收集到的水送废水收集 罐$为了确保洗涤后的尾气不夹带酸液# 将其送到气 液分离器中# 再次进行气液分离后送入空气压缩机的 吸入口$ 尾气循环工艺控制的关键步骤是确保循环尾气 进入压缩机入口不含酸液# 因此在尾气循环操作中# 需要用大量的脱盐水进行深度清洗以除去其中的有 机酸# 以避免压缩机受到酸性腐蚀# 严格控制洗涤后 气体中的酸含量! J D 值07

9 $ %!结束语 !!尾气循环工艺改造的前提是解决好酸性洗水的 去向# 因该顺酐装置配套采用溶剂吸收工艺# 洗溶剂 后的洗水去离心机分离循环使用# 其他顺酐装置如果 进行尾气循环工艺改造# 则需要增加后续水处理工艺 以处理洗出有机酸$ 装置尾气循环工艺投用后# 运行平稳# 按尾气中 )7

8 9*! :

5 正丁烷........