本發(fā)明涉及一種高純乙腈精制系統(tǒng)中的節(jié)能裝置和節(jié)能方法。

背景技術(shù)：

在丙烯腈生產(chǎn)工藝中，乙腈、氫氰酸作為副產(chǎn)物回收，通常采用由脫氫氰酸塔、化學(xué)處理、減壓、加壓共沸蒸餾的組合工藝，對(duì)乙腈進(jìn)行連續(xù)回收，可有效地脫除乙腈中水和雜質(zhì)。

例如，EP055920公開了一種連續(xù)回收乙腈的工藝，該工藝采用精餾脫除氫氰酸等輕組分、化學(xué)處理進(jìn)一步脫除氫氰酸、減壓精餾和加壓精餾聯(lián)合脫水的方法，提高了乙腈的精制回收率，可得到較高純度的乙腈產(chǎn)品。CN1328994A也公開了一種高純乙腈精制方法，從含有乙腈、水、HCN、噁唑和重有機(jī)物的粗乙腈中連續(xù)回收高純乙腈，該方法對(duì)傳統(tǒng)連續(xù)回收乙腈的工藝進(jìn)行了改進(jìn)，通過在第一分離塔的精餾段上部增加一個(gè)液相抽出口，使累積的噁唑被順利排出系統(tǒng)。CN1328993A也公開了一種連續(xù)回收乙腈的工藝，通過在傳統(tǒng)的減壓精餾塔和加壓精餾塔的精餾段局部添加堿性化合物，從而通過精餾除去HCN，達(dá)到脫除乙腈中微量HCN的目的。

在上述現(xiàn)有技術(shù)中，均采用了在第一分離塔脫除氫氰酸等輕組分、提餾段側(cè)線氣相抽出含水等雜質(zhì)的乙腈的工藝，該抽出乙腈物料經(jīng)化學(xué)處理、減壓和加壓脫水后得到乙腈成品。通常，在該工藝中，第一分離塔、第二分離塔和第三分離塔中的所需蒸發(fā)量分別來自各自的塔釜再沸器，再沸器所需熱量由低壓蒸汽提供。另一方面，化學(xué)處理時(shí)的加熱源也為低壓蒸汽。如圖1所示，化學(xué)反應(yīng)釜2采用夾套蒸汽加熱，蒸汽17從夾套上部加入，蒸汽凝水18從夾套底部流出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通常，在化學(xué)反應(yīng)釜2中所進(jìn)行的化學(xué)處理實(shí)際上并不需要過高的溫度，一般控制在40℃～70℃。本發(fā)明人進(jìn)行了大量研究之后發(fā)現(xiàn)，第一分離塔、第二分離塔和第三分離塔各自的塔釜再沸器中所產(chǎn)生的蒸汽凝水足以滿足化學(xué)反應(yīng)釜2需要熱量的要求。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種高純乙腈精制系統(tǒng)中的節(jié)能裝置和節(jié)能方法。根據(jù)本發(fā)明，通過將乙腈精制系統(tǒng)中各分離塔再沸器的蒸汽凝水收集再利用，作為化學(xué)處理釜熱源，具有在完成化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，操作簡便、反應(yīng)溫度易控、能耗更低的特點(diǎn)。

本發(fā)明的一方面提供一種乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能裝置，該裝置包括：

第一分離塔再沸器；

第二分離塔再沸器；

第三分離塔再沸器；

蒸汽凝水收集單元；以及

化學(xué)反應(yīng)釜加熱夾套，其中，

所述第一分離塔再沸器、所述第二分離塔再沸器和所述第三分離塔再沸器分別利用低壓蒸汽產(chǎn)生第一分離塔、第二分離塔和第三分離塔所需的蒸發(fā)量，并產(chǎn)生蒸汽凝水，

所述蒸汽凝水收集單元收集所述蒸汽凝水，并將所述蒸汽凝水供應(yīng)至所述化學(xué)反應(yīng)釜加熱夾套，并且

所述化學(xué)反應(yīng)釜加熱夾套利用所述蒸汽凝水向化學(xué)反應(yīng)釜供熱。

在本發(fā)明的乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能裝置中，優(yōu)選地，所述蒸汽凝水收集單元為凝水罐或凝水總管。

在本發(fā)明的乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能裝置中，優(yōu)選地，所述蒸汽凝水的溫度為80～120℃。

在本發(fā)明的乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能裝置中，優(yōu)選地，所述化學(xué)處理釜的溫度變化范圍為±3℃。

本發(fā)明的另一方面提供一種乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能方法，該方法包括以下步驟：

通過第一分離塔再沸器、第二分離塔再沸器和第三分離塔再沸器分別利用低壓蒸汽產(chǎn)生第一分離塔、第二分離塔和第三分離塔所需的蒸發(fā)量，并產(chǎn)生蒸汽凝水；

將所述蒸汽凝水收集到所述蒸汽凝水收集單元；以及

將所述蒸汽凝水收集單元中的所述蒸汽凝水供應(yīng)至化學(xué)反應(yīng)釜加熱夾套，以向化學(xué)反應(yīng)釜供熱。

在本發(fā)明的乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能方法中，優(yōu)選地，所述蒸汽凝水收集單元為凝水罐或凝水總管。

在本發(fā)明的乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能方法中，優(yōu)選地，所述蒸汽凝水的溫度為80～120℃。

在本發(fā)明的乙腈精制系統(tǒng)的節(jié)能方法中，優(yōu)選地，所述化學(xué)處理釜的溫度變化范圍為±3℃。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的乙腈精制系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的乙腈精制系統(tǒng)的示意圖。

圖3為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的乙腈精制系統(tǒng)的示意圖。

參考標(biāo)記列表

1：第一分離塔

2：化學(xué)反應(yīng)釜

3：第二分離塔

4：第三分離塔

5：第一分離塔再沸器

6：化學(xué)處理釜加熱夾套

7：第二分離塔再沸器

8：第三分離塔再沸器

10、17、20、30：低壓蒸汽

11、18、21、31：蒸汽凝水

35：凝水罐

36：凝水總管

具體實(shí)施方式

以下，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。

【第一實(shí)施方式】

本發(fā)明的第一實(shí)施方式的乙腈精制系統(tǒng)的示意圖如圖2所示。原料粗乙腈9從定位于第一分離塔中部的原料進(jìn)口進(jìn)入。原料可以包含部分提純的乙腈，可以來自任何適合的來源，例如來自丙烯腈裝置乙腈解吸塔頂，以重量百分比計(jì)，其組成可以包括20～80％乙腈，1～4％HCN，0.1～0.3％丙烯腈，20～79％水。第一分離塔塔頂氣相物流12經(jīng)第一分離塔冷凝器冷凝后，凝液14全部回流，不凝氣體氫氰酸等輕組份13排出系統(tǒng)脫除。塔釜排除部分水和重組份16，脫除了輕組份的含水乙腈15從脫氫氰酸塔1提餾段下部側(cè)線氣相抽出去化學(xué)處理釜2。

來自第一分離塔側(cè)線的含水乙腈15進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)釜2，同時(shí)加入氫氧化鈉溶液進(jìn)行化學(xué)處理，脫除游離氫氰酸和少量丙烯腈等雜質(zhì)。

化學(xué)處理后的反應(yīng)液19從第二分離塔3的中部進(jìn)入，脫除重組分和大部分水的乙腈22從塔頂餾出，經(jīng)冷凝冷卻后部分作為回流23從塔頂回流口流入，其余24送去第三分離塔4；水和重組分雜質(zhì)25從塔 釜排出。

來自第二分離塔3塔頂?shù)拿摮舜蟛糠炙囊译嫖锪?4進(jìn)入第三分離塔4，塔頂含較多水份的乙腈物料26經(jīng)冷凝冷卻后，部分物料27回流，其余物料28返回第二分離塔3的進(jìn)料19或第一分離塔1的進(jìn)料9；塔釜含重組分乙腈物料32返回第二分離塔3的進(jìn)料19；第三分離塔4的提餾段下部氣相側(cè)線抽出高純度成品乙腈29。

在上述乙腈精制系統(tǒng)中，第一分離塔1、第二分離塔3和第三分離塔4各自所需的蒸發(fā)量分別來自于第一分離塔再沸器5、第二分離塔再沸器7和第三分離塔再沸器8。上述三個(gè)再沸器所需的熱量由低壓蒸汽提供。如圖2中所示，低壓蒸汽10、20和30分別進(jìn)入上述三個(gè)分離塔再沸器5、7和8，冷凝后形成的蒸汽凝水11、21和31分別從分離塔再沸器5、7和8流出，經(jīng)連接管道37、38和39被收集到凝水罐35內(nèi)。經(jīng)化學(xué)處理釜溫度與凝水流量串級(jí)控制調(diào)節(jié)后，凝水罐35內(nèi)的蒸汽凝水33被輸送至化學(xué)處理釜2的加熱夾套6，以提供化學(xué)處理所需的熱量。最后，回水34由加熱夾套6的上部流出。

【第二實(shí)施方式】

以下，將參考圖3對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行描述。對(duì)于第二實(shí)施方式的節(jié)能系統(tǒng)中與第一實(shí)施方式中的節(jié)能系統(tǒng)相同的構(gòu)件，采用相同的參考標(biāo)記，并省略其詳細(xì)說明。

如圖3所示，本發(fā)明的第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于，不設(shè)置凝水罐35，取而代之，設(shè)置夾套凝水總管36。具體而言，將分別來自于第一分離塔再沸器5、第二分離塔再沸器7和第三分離塔再沸器8的蒸汽凝水11、21和31分別經(jīng)連接管道37、38、39接入化學(xué)處理釜夾套凝水總管36。經(jīng)化學(xué)處理釜溫度與凝水流量串級(jí)控制調(diào)節(jié)后，凝水總管36內(nèi)蒸汽凝水33所需凝水33被輸送至化學(xué)處理釜2的加熱夾套6，以提供化學(xué)處理所需的熱量。最后，回水34由加熱夾套6的 上部流出。

通常，化學(xué)處理釜的操作溫度在40～70℃的范圍內(nèi)。因此，在上述實(shí)施方式中，蒸汽凝水的溫度優(yōu)選為80～120℃，更優(yōu)選為90～100℃。并且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠在±3℃的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)化學(xué)處理釜的溫度。

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。

實(shí)施例

【比較例1】

按照?qǐng)D1所示的乙腈精制系統(tǒng)，以重量百分含量計(jì)，含乙腈50％、氫氰酸1.5％的原料粗乙腈，從第一分離塔的中部加入，操作壓力為常壓，塔頂溫度為50℃，塔釜溫度為115℃，提餾段側(cè)線抽出溫度為92℃。塔頂脫除氫氰酸，提餾段側(cè)線抽出濃度為75％的乙腈去化學(xué)處理，按總氰：堿摩爾比為：1∶2.0加入40％NaOH溶液反應(yīng)4～6小時(shí)，蒸汽用量由化學(xué)處理釜溫度串接控制，所用蒸汽量約為0.07kg蒸汽/kg乙腈，化學(xué)處理釜的溫度變化可控制在50±5℃?；瘜W(xué)處理后進(jìn)入第二分離塔減壓脫水和第三分離塔加壓脫水，第二分離塔的塔頂壓力為0.026Mpa，頂溫40℃、釜溫64℃，從第二分離塔塔釜排除水和丙烯醇、丙腈等雜質(zhì)。第三分離塔塔頂壓力為0.3MPa，頂溫108℃、釜溫125℃，從第三分離塔側(cè)線得到成品乙腈。

【實(shí)施例1】

按照?qǐng)D2所示的乙腈精制系統(tǒng)，將第一分離塔、第二分離塔、第三分離塔的再沸器的蒸汽凝水集中收集在凝水罐中，從凝水罐向加熱夾套提供蒸汽凝水為化學(xué)處理釜加熱?；瘜W(xué)處理釜的溫度控制方式由控制蒸汽用量相應(yīng)改為凝水用量，化學(xué)處理釜的溫度變化可控制在50±2℃，溫度控制更平穩(wěn)，且省去了0.07kg蒸汽/kg乙腈的蒸汽投入，節(jié)約了能耗。改造后，同樣從第三分離塔側(cè)線得到合格的成品乙腈。

【實(shí)施例2】

按照?qǐng)D3所示的乙腈精制系統(tǒng)，在第一分離塔、第二分離塔、第三分離塔的再沸器蒸汽凝水排出管線上增加送去化學(xué)處理釜加熱夾套的凝水總管，化學(xué)處理釜的溫度控制方式由控制蒸汽用量相應(yīng)改為凝水用量，控制采用部分凝水為化學(xué)處理釜供熱，化學(xué)處理釜的溫度變化可控制在50±2℃，溫度控制更平穩(wěn)，且省去了0.07kg蒸汽/kg乙腈的蒸汽投入，節(jié)約了能耗。改造后，同樣從第三分離塔側(cè)線得到合格的成品乙腈。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過將乙腈精制系統(tǒng)中各分離塔再沸器的蒸汽凝水收集再利用，作為化學(xué)處理釜熱源，具有在完成化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，操作簡便、反應(yīng)溫度易控、能耗更低的特點(diǎn)。