[发明专利]脱除制备醋酸仲丁酯反应尾气中酸的方法及装置

说明书

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。

背景技术

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℃，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-1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。这方面已有许多专利技术， 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。