順酐生產(chǎn)溶劑回收裝置技術(shù)綜述

余婷

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

順丁烯二順酐，簡(jiǎn)稱(chēng)順酐，目前，順酐生產(chǎn)主要以正丁烷氧化法為主，以正丁烷為原料，在釩磷氧系催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)生成順酐。而順酐只占反應(yīng)器出來(lái)的氣體的0.5%～2%，含量極低，故順酐回收工藝是順酐生產(chǎn)過(guò)程中的重要組成部分[4]。

順酐回收方法主要有水吸收法和有機(jī)溶劑吸收法。有機(jī)溶劑吸收法可有效克服水吸收法存在的能耗大、設(shè)備易腐蝕、順酐吸收率低等缺點(diǎn)，已逐漸取代水吸收法成為順酐生產(chǎn)的主流。溶劑吸收是先將氧化工段反應(yīng)得到的含順酐的氣相混合物送到吸收塔，用沸點(diǎn)高、粘度低、化學(xué)穩(wěn)定性好、同水親和力弱的有機(jī)溶劑全部吸收，然后送到解析塔減壓分離出來(lái)。解析后的溶劑一部分進(jìn)入溶劑回收單元，另一部分直接進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用。

目前，順酐分離采用的有機(jī)溶劑價(jià)格較高，是影響生產(chǎn)成本的關(guān)鍵，主要是鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和六氫化鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBE），故在工藝過(guò)程中必須增加有機(jī)溶劑的提純精制部分，以使讓有機(jī)溶劑循環(huán)使用。

1 DBP 溶劑精制及回收

高方軍等[1]采用的方式為溶劑相、中間相及水相三相分離。溶劑與脫鹽水混合，攪拌洗滌，進(jìn)入離心機(jī)分離溶劑相、間歇中間相及水相。

溶劑相從離心機(jī)底部進(jìn)入溶劑傾析器，由泵將溶劑輸送至閃蒸罐換熱器，與第一溶劑閃蒸罐底的干溶劑進(jìn)行初步換熱，然后再進(jìn)入閃蒸罐加熱器，利用低壓蒸汽加熱到所需溫度。加熱后溶劑相最終進(jìn)入第一溶劑閃蒸罐中蒸出溶劑中殘余水分，閃蒸后的溶劑經(jīng)閃蒸換熱器降溫后送到順酐吸收塔循環(huán)利用。離心機(jī)間歇排出的中間相通過(guò)離心機(jī)中部出料口進(jìn)入廢溶劑收集罐，當(dāng)溶劑達(dá)到一定量后，由泵運(yùn)至溶劑加熱器，經(jīng)中壓蒸汽加熱進(jìn)入到第二溶劑閃蒸罐閃蒸，最后進(jìn)入解析排氣吸收塔，吸收的溶劑從解析塔排出回收利用。離心機(jī)中間相排出放入廢溶劑回收設(shè)備間歇操作，第二溶劑閃蒸罐底部定期清理。離心機(jī)上部水相直接排入廢水罐，最后進(jìn)入廢水池。

該實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)是將離心分離的溶劑相和間歇排出的中間相廢溶劑相分別回收利用。離心機(jī)間歇排出的中間相廢溶劑經(jīng)加熱閃蒸后，不僅減少了溶劑損失和順酐污水處理單元負(fù)荷，也降低了加工成本，加工成本降低76 元/t 順酐。對(duì)于離心機(jī)底部排出的溶劑經(jīng)加熱閃蒸，進(jìn)一步減少溶劑洗滌工段帶入吸收工段的水分，使溶劑中的水分含量達(dá)到0.02%以下，減少了順酐分解損失及雜質(zhì)生成(見(jiàn)圖1)。

圖1

目前，中間相雜質(zhì)溶劑處理方法為：間歇、少量倒入廢水池，通過(guò)順酐污水處理裝置，這樣會(huì)造成污水處理裝置負(fù)荷和難度增大。還有將順酐的貧溶劑水洗靜置分層后，就直接將有機(jī)溶劑循環(huán)使用。機(jī)溶劑在循環(huán)使用時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間循環(huán)后，溶劑系統(tǒng)中就累積一定量焦油、富馬酸以及其他副產(chǎn)物，形成膠狀物質(zhì)，導(dǎo)致設(shè)備阻塞。此外，在實(shí)際生產(chǎn)中，從離心機(jī)分離的溶劑相含水量為2%～3%，通過(guò)緩沖罐或溶劑傾析器后，含水量降至1%左右，溶劑含水量仍然達(dá)不到工藝要求的0.02%以下。溶劑含水量超標(biāo)會(huì)在系統(tǒng)中形成順?biāo)?、富馬酸，降低順酐收率，后續(xù)溶劑處理的難度和損耗也會(huì)隨之上升。高方軍等[1]的順酐裝置溶劑回收系統(tǒng)很好的解決以上問(wèn)題。

2 DIBE 溶劑回收

DIBE 溶劑特點(diǎn)是：沸點(diǎn)高、粘度小、化學(xué)穩(wěn)定性好，親水性弱等優(yōu)點(diǎn)，能有效降低因遇水而造成順酐回收的損失，但回收DIBE 需堿洗、水洗兩道工序。添加堿性物意味著潛在危險(xiǎn)，它會(huì)形成不易控制的易爆聚合物。

馮偉等[2]關(guān)于DIBE 溶劑回收利用采用兩條路線：堿洗路線和水洗路線。堿洗路線設(shè)備：預(yù)熱器、堿處理反應(yīng)器、堿處理泵、離心機(jī)、、第一水混合器、第一水傾析器、第二水混合器、第二水傾析器、第三水混合器、第三水傾析器、閃蒸罐和干溶劑泵；水洗路線設(shè)備：脫鹽水加熱器、脫酸混合器、脫酸傾析器、溶劑泵、廢水泵等（見(jiàn)圖2）。

圖2

一部分DIBE 溶劑與第一水傾析器的循環(huán)洗滌水和堿液混合，充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)入離心機(jī)分離，廢堿液排出，溶劑相與循環(huán)洗滌水混合經(jīng)三臺(tái)傾析器三次分離，最后進(jìn)入閃蒸罐，脫除溶劑中夾雜的水分，干溶劑經(jīng)泵排出；進(jìn)入閃蒸罐前一部分溶劑進(jìn)入脫酸傾析器；一部分DIBE 溶劑與脫鹽水和廢水泵的循環(huán)洗滌水混合進(jìn)入脫酸傾析器，溶劑中的雜質(zhì)順?biāo)?、富馬酸和丙烯酸通過(guò)萃取作用進(jìn)入水相，DIBE 溶劑通過(guò)溶劑泵排出。

該發(fā)明的有利效果：水萃取能有效避免溶劑乳化，但對(duì)順?biāo)?、富馬酸雜質(zhì)的去除效果有限；堿液能將雜質(zhì)去除，但溶劑易乳化造成損失。采用堿液中和和水萃取的處理方法將溶劑中各類(lèi)雜質(zhì)的含量控制在一定范圍內(nèi)，避免因雜質(zhì)聚合導(dǎo)致設(shè)備堵塞等難題，又能最大限度的減少因乳化而導(dǎo)致溶劑的損失量。

3 貧溶劑油水分離裝置

溶劑法順酐生產(chǎn)中，存在油相隨蒸餾后的廢水一起進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，這些微量溶劑并不再處理，既造成物料的浪費(fèi)，又增加污水處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，為解決該問(wèn)題可采用楊毅等[3]的油水分離裝置。該發(fā)明將水和過(guò)渡層的有機(jī)混合物在不同比重下分層，油類(lèi)在上部富集，適用DIBE 溶劑（見(jiàn)圖3）。

圖3

貧溶劑進(jìn)入油水分離箱，在S 流動(dòng)區(qū)域板1和S 流動(dòng)區(qū)域板2 來(lái)回做S 狀流動(dòng)，使比重較輕的溶劑向上浮動(dòng)，比重較重的水向下沉；分離的油富集在油水分離板頂端，分離的水經(jīng)油水分離板底部流過(guò)到油水分隔板處，利用水和溶劑的比重差，水在底部上升，溶劑在頂端富集，達(dá)到油水分離的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

溶劑吸收法是國(guó)內(nèi)順酐普遍采用的方法。溶劑吸收工藝操作的關(guān)鍵點(diǎn)在于保障系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)的溶劑的品質(zhì)，控制溶劑的含水量和含酐量。溶劑吸收法的順酐裝置運(yùn)行不暢，大部分都是由于溶劑在循環(huán)過(guò)程中分解，生成副產(chǎn)物導(dǎo)致設(shè)備阻塞，裝置無(wú)法長(zhǎng)期運(yùn)行[5]。本文描述的三種順酐溶劑精制路線，工藝成熟，操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊合理，是易于工業(yè)化的回收方法。