[发明专利]一种偏苯三酸酐连续生产尾气透平能量回收方法

说明书

本发明公开了化工节能技术领域内的一种偏苯三酸酐连续生产尾气透平能量回收方法，首先将来自偏苯三酸酐氧化反应装置的反应尾气经一次换热至温度为95‑110℃，压力为2.1‑2.5 MPa的气体；再将一次换热后的气体送入进入一级膨胀机的进口，一级膨胀机经一级压气机对外做功，一级膨胀机出口气体温度为45‑55℃，压力为0.6‑0.7 MPa；然后将尾气经二次换热后，温度为95‑150℃，压力为0.6‑0.7 MPa；再送入进入二级膨胀机的进口，二级膨胀机经二级压气机对外做功，二级膨胀机出口气体温度为30‑35℃，压力为0.15‑0.25 MPa；二级膨胀机出口气体经排气烟囱向外排放。其解决了偏苯三酸酐生产中产生的中低压尾气能量难以回收的问题，为偏苯三酸酐的大规模工业连续法生产提供节能技术支持。

技术领域

本发明涉及一种偏苯三酸酐连续法生产尾气透平能量回收方法，具体地是一种采用偏三甲苯连续法氧化工艺中产生的尾气透平驱动压缩机的节能工艺。属于化工节能技术领域。

背景技术

工业生产过程中往往会产生带有一定压力能、动能和热能的尾气，如果直接排放不仅浪费能源，而且污染环境。工业尾气透平能量回收工艺原理是利用尾气膨胀，将压力能、动能和热能转化为机械能发电或驱动的技术，达到节能环保的目的。

对苯二甲酸（PTA）生产尾气透平能量回收利用将反应中产生的尾气的压力能、动能和热能进行回收，与汽轮机一起提供着压缩机组的耗功，保证流程中机组运行的能量的平衡，同时尾气透平也起着调节装置压力的作用。吸收塔出来的尾气经过换热后在尾气透平中膨胀做功后，经焚烧排放至大气。尾气成分大致和对苯二甲酸装置的尾气成分类似，主要含氮气，还有少量的二氧化碳、氧气和水分，并且还有一些腐蚀性气体。

目前年产25万吨对苯二甲酸的尾气回收与利用的过程是：将氧化反应后的高温低压高气量尾气（主要成分为氮气，温度185 ℃左右，压力1.0 MPa左右、流量8000 m³/h左右）经空气压缩机组进行热量及能量的回收利用后进入供用户使用。压缩机组包括蒸汽透平机、尾气膨胀机和空气压缩机。其中空气压缩机由蒸汽透平和尾气膨胀共同驱动，经压缩后的空气供氧化单元反应用。从氧化反应器产生的185 ℃，0.96 MPa的尾气依次经过氧化尾气冷凝器，分别产生0.4 MPa，0.2 MPa及0.07 MPa蒸汽供蒸汽透平使用；同时产生0.34MPa蒸汽，作为装置溶剂塔釜加热蒸汽。经过热量回收后尾气的温度降低到97 ℃左右，总量约78000 m³/h，其温度的控制是通过控制液位来实现的。装置正常生产时，三个等级的蒸汽不仅可以满足蒸汽透平机所需的用量，为空气压缩机提供70%的动力（约7600 kW），而且剩余部分还可以进入管网，为其他的管线、阀门及设备进行加热。

偏苯三酸酐（TMA）是生产环保型增塑剂、聚酯树脂的主要原料。利用液相空气法生产偏苯三酸酐的工艺过程中，在氧化塔进行氧化反时，氧化塔顶产生的废气中含有大量的有机物（如冰醋酸、偏三甲苯等），这些富含有机物的废气利用吸收塔和水洗塔进行回收。这样会造成大量的水资源浪费，同时会对环境造成一定的污染。同时，偏苯三酸酐生产尾气属于低温中压低气量尾气（温度30 ℃左右，压力2.0 MPa左右，流量1000 m³/h左右）。尾气中还有着巨大的能量可以回收和利用。如果这些能量在物任何回收措施的处理下，直接随着尾气排出，不仅会造成大气环境污染，还会导致能量白白的浪费。但是直接采用现有的PTA生产尾气透平能量回收工艺无法实现偏苯三酸酐生产产生的中压低气量尾气的回收。

现有偏苯三酸酐生产的尾气透平能量回收工艺的未见报道，主要问题有：1）中压低气量尾气回收难；2）尾气透平能量回收效率低，经济成本高；3）间歇法尾气低气量难以利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种偏苯三酸酐连续法生产尾气透平能量回收方法，以解决现有技术中偏苯三酸酐生产中产生的中低压尾气能量难以回收的问题，为偏苯三酸酐的大规模工业连续法生产提供节能技术支持。

为此，本发明的一种偏苯三酸酐连续法生产尾气透平能量回收方法，包括如下步骤：