本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，具體而言，涉及用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置，還涉及用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝。
背景技術(shù)：
目前，大規(guī)模工業(yè)化的煤制乙二醇的工藝路線主要利用醇類與NO和NO2反應(yīng)生成亞硝酸甲酯（MN），MN 在Pd催化劑上氧化偶聯(lián)得草酸二甲酯（DMO），再催化加氫得EG。其中，亞硝酸甲酯（MN）再生塔在整個(gè)流程中起到十分關(guān)鍵的作用。在目前工藝中， MN再生塔中會(huì)間斷排放掉一些反應(yīng)產(chǎn)生的N2O副產(chǎn)氣體，為了彌補(bǔ)這部分氮氧化物損失，通常會(huì)往系統(tǒng)添補(bǔ)一部分硝酸以產(chǎn)生足夠的NO和NO2。
硝酸的添補(bǔ)主要通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)反應(yīng)釜來(lái)完成，添補(bǔ)的硝酸與部分脫除DMO后的反應(yīng)氣在釜內(nèi)反應(yīng)，主要反應(yīng)式如下：主反應(yīng)HNO3 + 2NO + 3CH3OH → 3CH3ONO + 2H2O；副反應(yīng)HNO3 + CO + CH3OH → CH3ONO + CO2 + H2O。以年產(chǎn)20萬(wàn)噸/年乙二醇裝置為例，目前運(yùn)行最好的硝酸補(bǔ)給裝置需要補(bǔ)給6-10m3/h硝酸吸收液（質(zhì)量濃度約5-10%，下同），而排放液中硝酸濃度則達(dá)到0.7wt%-1wt%，需要用堿液中和處理，浪費(fèi)嚴(yán)重并且導(dǎo)致環(huán)保處理壓力和處理成本增加。另一方面，由于反應(yīng)釜內(nèi)需要充足的反應(yīng)停留時(shí)間，因此需要用3個(gè)以上容量在30-100m3的反應(yīng)釜來(lái)共同完成，造成占地面積大，空間利用率低，設(shè)備投資高，控制不穩(wěn)定。而且，大體積反應(yīng)釜放大效應(yīng)明顯，混合反應(yīng)不均勻，這些都導(dǎo)致目前補(bǔ)給凈化裝置的低效和高排放。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝。
根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置包括：塔體，所述塔體上設(shè)有第一進(jìn)氣口、出氣口、第一進(jìn)液口和排液口；凈化段，所述凈化段設(shè)在所述塔體內(nèi)，所述凈化段位于所述第一進(jìn)氣口和所述排液口的上方，所述凈化段位于所述第一進(jìn)液口和所述出氣口的下方，其中所述凈化段包括多層第一塔板；和催化分解段，所述催化分解段設(shè)在所述塔體內(nèi)，所述催化分解段位于所述第一進(jìn)氣口的下方且位于所述排液口的上方，其中所述催化分解段包括催化劑固定床、填放有催化劑的第一填料和放置有催化劑的第二塔板中的至少一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置具有反應(yīng)效率高、節(jié)能減排效果顯著、占地面積小、投資省、流程短的突出優(yōu)點(diǎn)。
另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置進(jìn)一步包括：循環(huán)吸收段，所述循環(huán)吸收段設(shè)在所述塔體內(nèi)，所述循環(huán)吸收段位于所述凈化段的上方，所述循環(huán)吸收段位于所述第一進(jìn)液口和所述出氣口的下方，所述循環(huán)吸收段包括至少一段第二填料或至少一層第三塔板；和集液器，所述集液器設(shè)在所述塔體內(nèi)，所述集液器在上下方向上位于所述循環(huán)吸收段與所述凈化段之間，其中所述集液器上設(shè)有第一回流液出口，所述塔體上進(jìn)一步設(shè)有第二回流液出口和回流液進(jìn)口，所述第二回流液出口與所述第一回流液出口和所述回流液進(jìn)口中的每一個(gè)連通，所述回流液進(jìn)口位于所述循環(huán)吸收段的最下方的所述第二填料或所述第三塔板的上方。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置進(jìn)一步包括第二液體收集分布器，所述第二液體收集分布器設(shè)在所述塔體內(nèi)，所述第二液體收集分布器在上下方向上位于所述凈化段和所述催化分解段之間，其中，所述循環(huán)吸收段包括多段所述第二填料和多個(gè)第一液體收集分布器，多段所述第二填料和多個(gè)所述第一液體收集分布器交替設(shè)置，位于最上方的所述第一液體收集分布器位于所述第一進(jìn)液口的下方且位于多段所述第二填料的上方；或者，所述循環(huán)吸收段包括多個(gè)所述第三塔板和多個(gè)第一液體收集分布器，多個(gè)所述第三塔板和多個(gè)所述第一液體收集分布器交替設(shè)置，位于最上方的所述第一液體收集分布器位于所述第一進(jìn)液口的下方且位于多個(gè)所述第三塔板的上方。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述集液器上設(shè)有溢流口；或者，所述塔體上設(shè)有第二進(jìn)液口，所述第二進(jìn)液口與所述第二回流液出口連通，其中所述第二進(jìn)液口位于所述集液器的下方且位于所述凈化段的上方。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 所述塔體上進(jìn)一步設(shè)有第二進(jìn)氣口，所述第二進(jìn)氣口在上下方向上位于所述集液器與所述凈化段之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一塔板為5-25個(gè)，所述第一塔板選自泡罩塔板和所述浮閥塔板中的至少一個(gè)，所述催化分解段包括1-3段催化劑固定床、1-3段填放有催化劑的第一填料或3-10層放置有催化劑的第二塔板，所述第一填料為規(guī)整填料；所述循環(huán)吸收段包括1-3個(gè)第一液體收集分布器和1-3段所述第二填料，所述第二填料選自板波紋規(guī)整填料、絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料和散堆填料中的至少一種，或者所述循環(huán)吸收段包括3-15層所述第三塔板。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置進(jìn)一步包括換熱器，所述換熱器的進(jìn)口與所述第二回流液出口連通，所述換熱器的出口與所述回流液進(jìn)口連通。
根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝包括以下步驟：將MN再生塔底部溶液從第一進(jìn)液口輸送到塔體內(nèi)，并將含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣從第一進(jìn)氣口輸送到所述塔體內(nèi)，所述MN再生塔底部溶液與所述反應(yīng)氣在凈化段逐級(jí)逆流反應(yīng)；和離開(kāi)所述凈化段的所述MN再生塔底部溶液進(jìn)入催化分解段并進(jìn)行催化分解反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝具有反應(yīng)效率高、節(jié)能減排效果顯著、占地面積小、投資省、流程短的突出優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝包括以下步驟：將MN再生塔底部溶液從第一進(jìn)液口輸送到所述塔體內(nèi)，并將含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣從第一進(jìn)氣口輸送到所述塔體內(nèi)，所述MN再生塔底部溶液與所述反應(yīng)氣在凈化段逐級(jí)逆流反應(yīng)；離開(kāi)所述凈化段的所述MN再生塔底部溶液進(jìn)入催化分解段并進(jìn)行催化分解反應(yīng)；和離開(kāi)所述凈化段的所述反應(yīng)氣進(jìn)入到循環(huán)吸收段并在所述循環(huán)吸收段與所述MN再生塔底部溶液反應(yīng)，其中離開(kāi)所述循環(huán)吸收段的所述MN再生塔底部溶液被收集在集液器內(nèi)，所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的一部分依次通過(guò)第一回流液出口、第二回流液出口和回流液進(jìn)口回流到所述循環(huán)吸收段，所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的其余部分進(jìn)入所述凈化段，優(yōu)選地，所述反應(yīng)氣中的一部分從所述第一進(jìn)氣口輸送到所述塔體內(nèi)，所述反應(yīng)氣中的其余部分從第二進(jìn)氣口輸送到所述塔體內(nèi)，以便所述反應(yīng)氣中的所述一部分與所述MN再生塔底部溶液在所述凈化段逐級(jí)逆流反應(yīng)，所述反應(yīng)氣中的所述其余部分在所述循環(huán)吸收段與所述MN再生塔底部溶液反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述循環(huán)吸收段的理論塔板數(shù)為3-15層，所述循環(huán)吸收段的操作溫度為40℃-80℃，所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的所述一部分的流量為10m3/h -100m3/h，所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的所述一部分與所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的所述其余部分的質(zhì)量流量比為3-10:1，優(yōu)選地，所述循環(huán)吸收段的理論塔板數(shù)為5-8層，所述循環(huán)吸收段的操作溫度為50℃-60℃，所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的所述一部分的流量為30m3/h-60m3/h，所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的所述一部分與所述集液器內(nèi)的所述MN再生塔底部溶液的所述其余部分的質(zhì)量流量比為4-6:1；所述反應(yīng)氣中的所述一部分與所述反應(yīng)氣中的所述其余部分的體積流量比為0.5-2:1，優(yōu)選地，所述反應(yīng)氣中的所述一部分與所述反應(yīng)氣中的所述其余部分的體積流量比為1.2-1.5:1；所述凈化段的第一塔板為5-25層，每層所述第一塔板的液相停留時(shí)間大于1.5分鐘且持液量大于5m3，所述凈化段的理論塔板數(shù)為3-15層，所述凈化段的操作溫度為50℃-80℃，優(yōu)選地，所述凈化段的理論塔板數(shù)為5-8層，所述凈化段的操作溫度為55℃-65℃。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
硝酸凈化裝置10、
塔體110、第一進(jìn)氣口112、出氣口113、第一進(jìn)液口114、排液口115、第二回流液出口116、回流液進(jìn)口117、第二進(jìn)液口118、第二進(jìn)氣口119、
循環(huán)吸收段1、凈化段2、催化分解段3、第一液體收集分布器4、第二填料5、集液器6、換熱器7、第一塔板8、第二液體收集分布器9、第一填料10。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置10。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置10包括塔體110、凈化段2和催化分解段3。
塔體110上設(shè)有第一進(jìn)氣口112、出氣口113、第一進(jìn)液口114和排液口115。凈化段2設(shè)在塔體110內(nèi)，凈化段2位于第一進(jìn)氣口112和排液口115的上方，凈化段2位于第一進(jìn)液口114和出氣口113的下方，凈化段2包括多層第一塔板8。催化分解段3設(shè)在塔體110內(nèi)，催化分解段3位于第一進(jìn)氣口112的下方，催化分解段3位于排液口115的上方。其中，催化分解段3包括催化劑固定床、填放有催化劑的第一填料10和放置有催化劑的第二塔板中的至少一個(gè)。
下面參考圖1描述利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置10實(shí)施的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝包括以下步驟：
將MN再生塔底部溶液從第一進(jìn)液口114輸送到塔體110內(nèi)，并將含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣從第一進(jìn)氣口112輸送到塔體110內(nèi)，MN再生塔底部溶液與反應(yīng)氣在凈化段2逐級(jí)逆流反應(yīng)；和
離開(kāi)凈化段2的MN再生塔底部溶液進(jìn)入催化分解段3并進(jìn)行催化分解反應(yīng)。其中，該MN再生塔底部溶液從排液口115排出塔體110，該反應(yīng)氣從出氣口113排出塔體110。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置10通過(guò)設(shè)置凈化段2和催化分解段3，從而可以使含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣與該MN再生塔底部溶液中的硝酸反應(yīng)，由此不僅可以將該反應(yīng)氣中的亞硝酸甲酯的體積濃度提升至12%-16%，而且可以使該MN再生塔底部溶液中的硝酸的含量降至100ppm以下。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置10具有反應(yīng)效率高、節(jié)能減排效果顯著、占地面積小、投資省、流程短等突出優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝通過(guò)使含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣與該MN再生塔底部溶液中的硝酸反應(yīng)，由此不僅可以將該反應(yīng)氣中的亞硝酸甲酯的體積濃度提升至12%-16%，而且可以使該MN再生塔底部溶液中的硝酸的含量降至100ppm以下。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝具有反應(yīng)效率高、節(jié)能減排效果顯著、占地面積小、投資省、流程短等突出優(yōu)點(diǎn)。
也就是說(shuō)，通過(guò)利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置10和硝酸凈化工藝，不僅無(wú)需利用堿液中和MN再生塔底部溶液，以便避免浪費(fèi)、消除環(huán)保處理壓力、降低處理成本，而且無(wú)需使用多個(gè)（例如3個(gè)）大容量（例如30-100m3）的反應(yīng)釜來(lái)處理MN再生塔底部溶液，從而極大減小占地面積，提高空間利用率，減小設(shè)備投資，穩(wěn)定控制。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化裝置10包括塔體110、凈化段2、催化分解段3、循環(huán)吸收段1、集液器6、第二液體收集分布器9。塔體110上設(shè)有第一進(jìn)氣口112、第二進(jìn)氣口119、出氣口113、第一進(jìn)液口114、排液口115、第二回流液出口116和回流液進(jìn)口117。
凈化段2、催化分解段3、循環(huán)吸收段1、集液器6和第二液體收集分布器9設(shè)在塔體110內(nèi)。凈化段2在上下方向上位于循環(huán)吸收段1與催化分解段3之間，循環(huán)吸收段1位于凈化段2的上方，催化分解段3位于凈化段2的下方。集液器6在上下方向上位于循環(huán)吸收段1與凈化段2之間，第二液體收集分布器9在上下方向上位于凈化段2與催化分解段3之間。其中，第一進(jìn)液口114和出氣口113位于循環(huán)吸收段1的上方，排液口115位于催化分解段3的下方，第一進(jìn)氣口112在上下方向上位于凈化段2與催化分解段3之間，第二進(jìn)氣口119在上下方向上位于集液器6與凈化段2之間。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)吸收段1包括至少一段第二填料5或至少一層第三塔板。循環(huán)吸收段1包括至少一段第二填料5和至少一個(gè)第一液體收集分布器4。
如圖1所示，有利地，循環(huán)吸收段1包括多段第二填料5和多個(gè)第一液體收集分布器4，多段第二填料5和多個(gè)第一液體收集分布器4交替設(shè)置，位于最上方的第一液體收集分布器4位于第一進(jìn)液口114的下方且位于多段第二填料5的上方。換言之，最上方的第一液體收集分布器4位于最上方的第二填料5的上方，以便利用最上方的第一液體收集分布器4對(duì)回流的MN再生塔底部溶液進(jìn)行分布。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)吸收段1包括多個(gè)第三塔板和多個(gè)第一液體收集分布器4，多個(gè)該第三塔板和多個(gè)第一液體收集分布器4交替設(shè)置，位于最上方的第一液體收集分布器4位于第一進(jìn)液口114的下方且位于多個(gè)該第三塔板的上方。換言之，最上方的第一液體收集分布器4位于最上方的該第三塔板的上方，以便利用最上方的第一液體收集分布器4對(duì)回流的MN再生塔底部溶液進(jìn)行分布。
例如，循環(huán)吸收段1包括1-3個(gè)第一液體收集分布器4和1-3段第二填料5，第二填料5選自板波紋規(guī)整填料、絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料和散堆填料中的至少一種，或者循環(huán)吸收段1包括3-15層第三塔板。
經(jīng)過(guò)循環(huán)吸收段1的MN再生塔底部溶液被收集在集液器6內(nèi)。集液器6上設(shè)有第一回流液出口，該第一回流液出口與第二回流液出口116連通，第二回流液出口116與回流液進(jìn)口117連通，其中第二回流液出口116在上下方向上位于循環(huán)吸收段1與凈化段2之間，回流液進(jìn)口117位于循環(huán)吸收段1的最下方的第二填料5或該第三塔板的上方。集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的一部分依次通過(guò)該第一回流液出口和第二回流液出口116離開(kāi)塔體110，進(jìn)而通過(guò)回流液進(jìn)口117回到塔體110內(nèi)并再次流過(guò)循環(huán)吸收段1。
如圖1所示，硝酸凈化裝置10進(jìn)一步包括換熱器7，換熱器7的進(jìn)口與第二回流液出口116連通，換熱器7的出口與回流液進(jìn)口117連通，由此可以利用換熱器7對(duì)回流的MN再生塔底部溶液進(jìn)行加熱。
在本發(fā)明的一個(gè)示例中，集液器6上設(shè)有溢流口，隨著MN再生塔底部溶液不斷進(jìn)入塔體110內(nèi)，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液不斷增多，進(jìn)而通過(guò)該溢流口離開(kāi)集液器6并進(jìn)入凈化段2。
如圖1所示，在本發(fā)明的另一個(gè)示例中，塔體110上設(shè)有第二進(jìn)液口118，第二進(jìn)液口118位于集液器6的下方，第二進(jìn)液口118位于凈化段2的上方，其中第二進(jìn)液口118與第二回流液出口116連通。其中，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的一部分依次通過(guò)該第一回流液出口、第二回流液出口116和回流液進(jìn)口117回流到循環(huán)吸收段1，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的其余部分依次通過(guò)該第一回流液出口和第二回流液出口116離開(kāi)塔體110，進(jìn)而通過(guò)第二進(jìn)液口118回到塔體110內(nèi)并進(jìn)入凈化段2。
凈化段2包括多層第一塔板8。具體地，第一塔板8為5-25個(gè)，第一塔板8選自泡罩塔板和浮閥塔板中的至少一個(gè)。
催化分解段3包括催化劑固定床、填放有催化劑的第一填料10和放置有催化劑的第二塔板中的至少一個(gè)。有利地，催化分解段3包括1-3段催化劑固定床、1-3段填放有催化劑的第一填料10或3-10層放置有催化劑的第二塔板，其中第一填料10為規(guī)整填料。
下面參考圖1簡(jiǎn)要地描述利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硝酸凈化裝置10實(shí)施的用于處理MN再生塔底部溶液的硝酸凈化工藝。
將MN再生塔底部溶液L1從第一進(jìn)液口114輸送到塔體110內(nèi)，MN再生塔底部溶液L1中的硝酸的濃度為0.5wt%-12wt%，將含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣V1從第一進(jìn)氣口112和第二進(jìn)氣口119輸送到塔體110內(nèi)。也就是說(shuō)，該反應(yīng)氣V1中的一部分V2從第一進(jìn)氣口112輸送到塔體110內(nèi)，該反應(yīng)氣V1中的其余部分V3從第二進(jìn)氣口119輸送到塔體110內(nèi)，以便該反應(yīng)氣V1中的該一部分V2與MN再生塔底部溶液L1在凈化段2逐級(jí)逆流反應(yīng)，該反應(yīng)氣V1中的該其余部分V3在循環(huán)吸收段1與MN再生塔底部溶液L1反應(yīng)。
其中，該反應(yīng)氣中V1的該一部分V2與該反應(yīng)氣V1中的該其余部分V3的體積流量比為0.5-2:1。優(yōu)選地，該反應(yīng)氣V1中的該一部分V2與該反應(yīng)氣V1中的該其余部分V3的體積流量比為1.2-1.5:1。當(dāng)該MN再生塔底部溶液L1中的硝酸含量較低時(shí)，該反應(yīng)氣V1可以僅從第一進(jìn)氣口112輸送到塔體110內(nèi)。
該MN再生塔底部溶液L1與該反應(yīng)氣V1在凈化段2逐級(jí)逆流反應(yīng)。有利地，凈化段2的第一塔板8為5-25層，每層第一塔板8的液相停留時(shí)間大于1.5分鐘，每層第一塔板8的持液量大于5m3，凈化段2的理論塔板數(shù)為3-15層，凈化段2的操作溫度為50℃-80℃。優(yōu)選地，凈化段2的理論塔板數(shù)為5-8層，凈化段2的操作溫度為55℃-65℃。其中，進(jìn)入到凈化段2的MN再生塔底部溶液中含硝酸0.1wt%-1.5wt%，經(jīng)凈化段2后的MN再生塔底部溶液中的硝酸含量控制在0.01wt%-0.1wt%，優(yōu)選地，經(jīng)凈化段2后的MN再生塔底部溶液中的硝酸含量控制在0.05wt%-0.08wt%。
離開(kāi)凈化段2的MN再生塔底部溶液進(jìn)入催化分解段3并進(jìn)行催化分解反應(yīng)，離開(kāi)催化分解段3的MN再生塔底部溶液成為排放廢液L5，其中排放廢液L5中的硝酸含量降至100ppm以下。
離開(kāi)凈化段2的反應(yīng)氣進(jìn)入到循環(huán)吸收段1并在循環(huán)吸收段1與MN再生塔底部溶液反應(yīng)。循環(huán)吸收段1的理論塔板數(shù)為3-15層，循環(huán)吸收段1的操作溫度為40℃-80℃。優(yōu)選地，循環(huán)吸收段1的理論塔板數(shù)為5-8層，循環(huán)吸收段1的操作溫度為50℃-60℃。
離開(kāi)循環(huán)吸收段1的反應(yīng)氣V4從出氣口113離開(kāi)塔體110，其中反應(yīng)氣V4中的MN的濃度提升至12%-16%（體積比）。
離開(kāi)循環(huán)吸收段1的MN再生塔底部溶液中的硝酸的濃度降至0.1wt%-1.5wt%，優(yōu)選為0.5wt%-1wt%。離開(kāi)循環(huán)吸收段1的MN再生塔底部溶液被收集在集液器6內(nèi)，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液L2通過(guò)第一回流液出口和第二回流液出口116被抽出塔體110。其中，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的一部分L3通過(guò)回流液進(jìn)口117回流到塔體110內(nèi)并進(jìn)入循環(huán)吸收段1，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的其余部分L4通過(guò)第二進(jìn)液口118回到塔體110內(nèi)并進(jìn)入凈化段2。
集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的一部分L2的流量為10m3/h -100m3/h，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的一部分L2與集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的其余部分L4的質(zhì)量流量比為3-10:1。優(yōu)選地，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的一部分L2的流量為30m3/h -60m3/h，集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的一部分L2與集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液的其余部分L4的質(zhì)量流量比為4-6:1。
其中，在循環(huán)吸收段1和凈化段2內(nèi)發(fā)生主反應(yīng)和副反應(yīng)，主反應(yīng)：HNO3 + 2NO + 3CH3OH → 3CH3ONO + 2H2O；副反應(yīng)：HNO3 + CO + CH3OH → CH3ONO + CO2 + H2O。
將煤制乙二醇過(guò)程中MN再生塔底部溶液L1與含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣通過(guò)一座硝酸凈化塔來(lái)混合反應(yīng)，以充分回收利用MN再生塔底部溶液中的硝酸，達(dá)到提效減排、降低投資之目的。
實(shí)施例1：
某化工企業(yè)20萬(wàn)噸/年煤制乙二醇企業(yè)，MN再生塔底部溶液中的硝酸濃度為7wt%，其余各部分組成為甲醇52wt%，H2O37wt%，DMC（碳酸二甲酯）、MN（亞硝酸甲酯）和MF（甲酸甲酯）等合計(jì)4wt%。
硝酸凈化裝置10的塔體110的高度為1.6米，循環(huán)吸收段1包括兩段5m的規(guī)整填料，下方設(shè)集液器6，集液器6下方設(shè)置包括16層大持液量反應(yīng)精餾塔板的凈化段2。凈化段2的下方設(shè)有一段4m的催化劑固定床。
MN再生塔底部溶液以10m3/h的流率從第一進(jìn)液口114進(jìn)入到塔體110內(nèi)，經(jīng)循環(huán)吸收段1的兩段規(guī)整填料后由集液器6收集。集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液以40m3/h的流率抽出并打入第二段規(guī)整填料上方循環(huán)。集液器6上設(shè)有溢流口，從集液器6溢流出的MN再生塔底部溶液直接進(jìn)入到凈化段2的塔板，含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣從凈化段2的最底層塔板下方進(jìn)入，與下落的含硝酸的MN再生塔底部溶液在凈化段2的16層塔板逐級(jí)逆流反應(yīng)，MN再生塔底部溶液流出凈化段2后進(jìn)入催化分解段3。
MN再生塔底部溶液流出循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的硝酸濃度分別為0.87wt%、0.12wt%和72ppm。進(jìn)、出硝酸凈化裝置10的反應(yīng)氣中MN的濃度分別為9.2%和13.7%（體積比）。循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的控制溫度分別為55℃、62℃和75℃。
實(shí)施例2：
某化工企業(yè)30萬(wàn)噸/年煤制乙二醇企業(yè)，MN再生塔底部溶液中的硝酸濃度為5.8wt%，其余各部分組成為甲醇57wt%，H2O34wt%，DMC（碳酸二甲酯）、MN（亞硝酸甲酯）和MF（甲酸甲酯）等合計(jì)3.2wt%。
硝酸凈化裝置10的塔體110的高度為2米，循環(huán)吸收段1包括上段和下段，該上段包括6層塔板，該下段包括4m的規(guī)整填料，循環(huán)吸收段1的下方設(shè)集液器6，集液器6下方設(shè)置包括20層大持液量反應(yīng)精餾塔板的凈化段2。凈化段2的下方設(shè)有催化分解段3，催化分解段3包括8層復(fù)合泡罩塔板，每個(gè)該復(fù)合泡罩塔板的泡罩夾層內(nèi)裝有催化劑。
MN再生塔底部溶液以13m3/h的流率從第一進(jìn)液口114進(jìn)入到塔體110內(nèi)，經(jīng)循環(huán)吸收段1后由集液器6收集。集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液以64m3/h的流率抽出，其中MN再生塔底部溶液以50m3/h的流率打入該下段的上方循環(huán)，另外MN再生塔底部溶液以14m3/h的流率從第二進(jìn)液口118進(jìn)入到凈化段2的塔板。
含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣分為兩股，一股反應(yīng)氣從集液器6的下方進(jìn)入，另一股反應(yīng)氣從凈化段2的最底層塔板下方進(jìn)入，與打回塔體110內(nèi)的流率為14m3/h的MN再生塔底部溶液在凈化段2的20層塔板逐級(jí)逆流反應(yīng)，MN再生塔底部溶液流出凈化段2后進(jìn)入催化分解段3。
MN再生塔底部溶液流出循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的硝酸濃度分別為0.72wt%、0.068wt%和9ppm。進(jìn)、出硝酸凈化裝置10的反應(yīng)氣中MN的濃度分別為9.5%和14.3%（體積比）。循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的控制溫度分別為50℃、65℃和80℃。
實(shí)施例3：
某化工企業(yè)5萬(wàn)噸/年煤制乙二醇企業(yè)，MN再生塔底部溶液中的硝酸濃度為0.7wt%，其余各部分組成為甲醇70wt%，H2O19.5wt%，DMC（碳酸二甲酯）、MN（亞硝酸甲酯）和MF（甲酸甲酯）等合計(jì)9.8wt%。
硝酸凈化裝置10的塔體110的高度為1米，硝酸凈化裝置10包括凈化段2和催化分解段3。凈化段2包括24層大持液量反應(yīng)精餾塔板，凈化段2的下方設(shè)置催化分解段3，催化分解段3包括一段4m的裝填催化劑的填料層。
含硝酸的MN再生塔底部溶液以12m3/h的流率進(jìn)入凈化段2的塔板，含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣從凈化段2的最底層塔板的下方進(jìn)入，與下落的含硝酸的MN再生塔底部溶液在凈化段2的24層塔板逐級(jí)逆流反應(yīng)，MN再生塔底部溶液流出凈化段2后進(jìn)入催化分解段3。
MN再生塔底部溶液流出凈化段2和催化分解段3的硝酸濃度分別為0.05wt%和35ppm。進(jìn)、出硝酸凈化裝置10的反應(yīng)氣中MN的濃度分別為9.5%和12.2%（體積比）。凈化段2和催化分解段3的控制溫度分別為60℃和70℃。
實(shí)施例4：
某化工企業(yè)30萬(wàn)噸/年煤制乙二醇企業(yè)，MN再生塔底部溶液中的硝酸濃度為5.8wt%，其余各部分組成為甲醇57wt%，H2O34wt%，DMC（碳酸二甲酯）、MN（亞硝酸甲酯）和MF（甲酸甲酯）等合計(jì)3.2wt%。
硝酸凈化裝置10的塔體110的高度為2米，循環(huán)吸收段1包括上段和下段，該上段包括6層塔板，該下段包括4m的絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料，循環(huán)吸收段1的理論塔板數(shù)為3層。循環(huán)吸收段1下方設(shè)集液器6，集液器6下方設(shè)置包括5層大持液量反應(yīng)精餾塔板的凈化段2，每層塔板的液相停留時(shí)間為2分鐘且持液量為6m3。凈化段2的理論塔板數(shù)為3層。凈化段2的下方設(shè)有催化分解段3，催化分解段3包括3層復(fù)合泡罩塔板，每個(gè)該復(fù)合泡罩塔板的泡罩夾層內(nèi)裝有催化劑。
MN再生塔底部溶液以8m3/h的流率從第一進(jìn)液口114進(jìn)入到塔體110內(nèi)，經(jīng)循環(huán)吸收段1后由集液器6收集。集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液以11m3/h的流率抽出，其中MN再生塔底部溶液以10m3/h的流率打入該下段的上方循環(huán)，另外MN再生塔底部溶液以1m3/h的流率從第二進(jìn)液口118進(jìn)入到凈化段2的塔板。
含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣按0.5:1的體積流量比分為兩股，一股反應(yīng)氣從集液器6的下方進(jìn)入，另一股反應(yīng)氣從凈化段2的最底層塔板下方進(jìn)入，與打回塔體110內(nèi)的流率為1m3/h的MN再生塔底部溶液在凈化段2的5層塔板逐級(jí)逆流反應(yīng)，MN再生塔底部溶液流出凈化段2后進(jìn)入催化分解段3。
MN再生塔底部溶液流出循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的硝酸濃度分別為0.72wt%、0.068wt%和9ppm。進(jìn)、出硝酸凈化裝置10的反應(yīng)氣中MN的濃度分別為9.5%和14.3%（體積比）。循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的控制溫度分別為40℃、50℃和80℃。
實(shí)施例5：
某化工企業(yè)30萬(wàn)噸/年煤制乙二醇企業(yè)，MN再生塔底部溶液中的硝酸濃度為5.8wt%，其余各部分組成為甲醇57wt%，H2O34wt%，DMC（碳酸二甲酯）、MN（亞硝酸甲酯）和MF（甲酸甲酯）等合計(jì)3.2wt%。
硝酸凈化裝置10的塔體110的高度為2米，循環(huán)吸收段1包括上段和下段，該上段包括6層塔板，該下段包括4m的絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料，循環(huán)吸收段1的理論塔板數(shù)為10層。循環(huán)吸收段1下方設(shè)集液器6，集液器6下方設(shè)置包括15層大持液量反應(yīng)精餾塔板的凈化段2，每層塔板的液相停留時(shí)間為2分鐘且持液量為6m3。凈化段2的理論塔板數(shù)為3層。凈化段2的下方設(shè)有催化分解段3，催化分解段3包括6層復(fù)合泡罩塔板，每個(gè)該復(fù)合泡罩塔板的泡罩夾層內(nèi)裝有催化劑。
MN再生塔底部溶液以70m3/h的流率從第一進(jìn)液口114進(jìn)入到塔體110內(nèi)，經(jīng)循環(huán)吸收段1后由集液器6收集。集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液以80m3/h的流率抽出，其中MN再生塔底部溶液以60m3/h的流率打入該下段的上方循環(huán)，另外MN再生塔底部溶液以20m3/h的流率從第二進(jìn)液口118進(jìn)入到凈化段2的塔板。
含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣按1:1的體積流量比分為兩股，一股反應(yīng)氣從集液器6的下方進(jìn)入，另一股反應(yīng)氣從凈化段2的最底層塔板下方進(jìn)入，與打回塔體110內(nèi)的流率為20m3/h的MN再生塔底部溶液在凈化段2的15層塔板逐級(jí)逆流反應(yīng)，MN再生塔底部溶液流出凈化段2后進(jìn)入催化分解段3。
MN再生塔底部溶液流出循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的硝酸濃度分別為0.72wt%、0.068wt%和9ppm。進(jìn)、出硝酸凈化裝置10的反應(yīng)氣中MN的濃度分別為9.5%和14.3%（體積比）。循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的控制溫度分別為60℃、70℃和70℃。
實(shí)施例6：
某化工企業(yè)30萬(wàn)噸/年煤制乙二醇企業(yè)，MN再生塔底部溶液中的硝酸濃度為5.8wt%，其余各部分組成為甲醇57wt%，H2O34wt%，DMC（碳酸二甲酯）、MN（亞硝酸甲酯）和MF（甲酸甲酯）等合計(jì)3.2wt%。
硝酸凈化裝置10的塔體110的高度為2米，循環(huán)吸收段1包括上段和下段，該上段包括6層塔板，該下段包括4m的散堆填料，循環(huán)吸收段1的理論塔板數(shù)為15層。循環(huán)吸收段1下方設(shè)集液器6，集液器6下方設(shè)置包括25層大持液量反應(yīng)精餾塔板的凈化段2，每層塔板的液相停留時(shí)間為2分鐘且持液量為6m3。凈化段2的理論塔板數(shù)為15層。凈化段2的下方設(shè)有催化分解段3，催化分解段3包括10層復(fù)合泡罩塔板，每個(gè)該復(fù)合泡罩塔板的泡罩夾層內(nèi)裝有催化劑。
MN再生塔底部溶液以80m3/h的流率從第一進(jìn)液口114進(jìn)入到塔體110內(nèi)，經(jīng)循環(huán)吸收段1后由集液器6收集。集液器6內(nèi)的MN再生塔底部溶液以130m3/h的流率抽出，其中MN再生塔底部溶液以100m3/h的流率打入該下段的上方循環(huán)，另外MN再生塔底部溶液以30m3/h的流率從第二進(jìn)液口118進(jìn)入到凈化段2的塔板。
含有NO和NO2且脫除DMO后的反應(yīng)氣按2:1的體積流量比分為兩股，一股反應(yīng)氣從集液器6的下方進(jìn)入，另一股反應(yīng)氣從凈化段2的最底層塔板下方進(jìn)入，與打回塔體110內(nèi)的流率為30m3/h的MN再生塔底部溶液在凈化段2的25層塔板逐級(jí)逆流反應(yīng)，MN再生塔底部溶液流出凈化段2后進(jìn)入催化分解段3。
MN再生塔底部溶液流出循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的硝酸濃度分別為0.72wt%、0.068wt%和9ppm。進(jìn)、出硝酸凈化裝置10的反應(yīng)氣中MN的濃度分別為9.5%和14.3%（體積比）。循環(huán)吸收段1、凈化段2和催化分解段3的控制溫度分別為80℃、80℃和60℃。
在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。