[发明专利]丙烯酸生产装置中精制单元的改进工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸生产装置中精制单元的改进工艺。

背景技术

丙烯二步氧化法生产丙烯酸，反应生成气经冷却器冷却后，需要在丙烯酸吸收塔中用水吸收，形成含59％(wt)丙烯酸的粗丙烯酸溶液，因此需要消耗大量的水。在丙烯酸精制过程中通过三塔精制，需要将粗丙烯酸溶液中的有机物和水分离出去，得到含99.50％(wt)以上丙烯酸产品。在精制过程中产生大量的含有机物废水(0.8t废水/1t丙烯酸)。

在现有丙烯酸生产技术中，以14万吨/年丙烯酸装置为例。丙烯酸第二反应器生成的丙烯酸气体经反应物冷却器E-106冷却后，介质温度达到170℃，进入吸收塔T-110下部，反应产物被从塔顶进入的洗涤水冷却吸收，消耗脱盐水17520kg/h。为控制塔底粗丙烯酸溶液的温度，吸收塔T-110下部设有循环冷却系统。塔底粗丙烯酸溶液送至丙烯酸精制单元。塔顶未吸收的一部分气体(30490kg/h)经循环压缩机压缩后，循环至混合器，继续参加反应，其余部分(93880kg/h)送至废气焚烧单元，催化焚烧后排放。

吸收塔T-110底的粗丙烯酸水溶液，用泵送到轻组份分馏塔T-210中部，塔底再沸器采用泵强制循环，超低压蒸汽作为加热源；塔顶用泵打入共沸剂溶液，利用共沸蒸馏方法脱除水、醋酸。共沸剂回流量为107630kg/h。塔顶气相经T-210塔顶冷凝器E-212冷凝后，进入T-210塔回流罐D-210，共沸剂与含醋酸等组份的废水分层，共沸剂溢流至T-210塔回流罐D-210中挡板的另一侧循环回T-210塔顶；T-210塔回流罐的废水送至废水处理单元处理。轻组份分馏塔T-210塔回流罐D-210中未被冷凝的气体，在T-210放空冷凝器中用冷冻水进一步冷凝冷却后，凝液流入冷凝罐，未冷凝气体被水环式真空泵抽出，以维持塔的真空操作。

丙烯酸精制过程中，产生含有3％～8％的乙酸、30％～45％的水的废溶液。由于水、乙酸、丙烯酸三者沸点较为接近，采用常规精馏的方法提纯丙烯酸需要消耗大量蒸汽，而且常规精馏需要较高的塔釜温度，加剧了丙烯酸的自聚趋势，影响装置长周期稳定运行。环保方面又不允许作为废水直接排放，因此，现行工艺中全部采用热力焚烧或催化焚烧的方式进行处理，但处理成本昂贵，操作难度大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种丙烯酸生产中精制单元的改进工艺。

丙烯两步加氧法制丙烯酸装置中新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器，再与丙烯一起进入混合器，进行充分混合，作为第一反应器的进料，在催化剂存在条件下，在第一反应器内，丙烯与空气中的氧气进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反应放出的热量，由热熔盐介质带出，用来产生蒸汽；第一反应器出口气体与补充新鲜空气在混合器内混合，进入第二反应器，继续进行化学反应，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反应器出口气体经反应物冷却器冷却，冷却后的丙烯酸气进入洗涤塔T-1001底部，进行洗涤吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗涤塔底部流出，进入精制单元，其中水、乙酸、丙烯酸三者沸点比较接近，采用共沸蒸馏，共沸剂为甲苯。丙烯酸生产装置中精制单元的改进工艺，其特征在于：

1、改变反应物冷却器E-106的操作条件，增设气液分离罐D-106

反应物冷却器E-106，其作用是将第二反应器R-102出来的丙烯酸气体冷却。已有装置中冷却后反应物仍为气体，气体的吸收全部在吸收塔T-110中进行。本发明在反应物冷却器E-106中，壳程采用气提塔T-240塔底循环废水进行冷却丙烯酸气体，E-106管程的反应物出口温度为65～70℃，此时介质为气液混合物，经气液分离罐D-106分离后气相去吸收塔吸收，液相直接去轻组份分离塔进行分离，E-106的冷却介质采用废水循环利用，壳程出口的废水进入T-240塔顶气提用。

2、取消吸收塔T-110塔底冷却器

本发明降低了吸收塔T-110进料温度，取消T-110塔底冷却器，对塔底的温度不需要严格控制。

3、吸收塔T-110顶尾气全部循环利用

在现有装置中吸收塔T-110顶部的尾气，只有小部分循环至第二反应器参与反应，其余全部进入催化焚烧系统，焚烧后达标排放；本发明将去催化焚烧的气体循环利用，该股气体作为气提塔T-240气提操用介质。

4、调整轻组份分馏塔T-210塔共沸剂回流量