一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法
2023-05-04 17:53:56
一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法。包括：鹼液注入水冷系統；所述鹼液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的至少一種；鹼液濃度為0.5～30wt%。本發明通過加入鹼液中和掉裝置廢水中的有機酸而使得廢水不具有腐蝕性，從而節省了因為廢水腐蝕問題而導致的高昂的額外投資，進而大大節省了裝置投資，並且降低了廢水後續處理系統的操作和投資成本，裝置的經濟效益得到明顯的提升。
【專利說明】一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及丁二烯生產領域，更進一步說，是涉及一種氧化脫氫制丁二烯裝置的 廢水處理方法。
【背景技術】
[0002] 丁二烯是一種重要的石油化工基礎有機原料和合成橡膠單體，在石油化工烯烴原 料中的地位僅次於乙烯和丙烯，目前工業上主要是通過三種溶劑萃取精餾的方法，從蒸汽 裂解制乙烯副產的混合C 4餾分中抽提得到丁二烯產品，它們分別是乙腈法、DMF法和NMP 法，這三種方法具有成本低和汙染小的經濟優勢，但是隨著輕烴裂解、乙烷脫氫、C1原料制 乙烯等新乙烯生產新工藝的研發及推廣應用，乙烯生產中副產的丁二烯將難以滿足持續增 長的市場需求。同時，為進一步對醚後C 4中的丁烯加以利用而提高全廠性經濟效益，採用 丁烯氧化脫氫的方法制丁二烯的技術得到進一步推廣和應用，並在近期得到迅猛的發展， 但是丁烯氧化脫氫制丁二烯的方法具有能耗高和汙染重的特點，特別是廢水的處理是該技 術的一個難題。在現有的氧化脫氫制丁二烯的工藝流程中，主工藝流程基本是由丁烯氧化 單元和丁二烯抽提單元組成，丁烯氧化單元分為氧化脫氫反應部分和油吸收部分，目的在 於通過丁烯氧化脫氫反應，生成丁二烯、C 4炔烴及醛、酸、酮、醇、C02、C0等副產物，通過水冷 系統和水洗系統將酸、醛、酮和醇類等溶於水的物質從烴中分離出來,再通過油吸收部分將 C4烴從氮氣、C02、CO等雜質中分離出來，以便進入後續的丁二烯抽提單元。其中水冷系統 主要的目的是將生成氣中的有機酸類副產物脫除，生成氣進入水冷塔底部與塔頂下來的洗 滌水逆流接觸，循環洗滌水由洗滌水泵循環，經洗滌水冷卻器冷卻後一部分進入塔，其餘經 洗滌水再冷器進一步冷卻後進入塔頂，在塔中抽出一股廢水進入水冷塔出水罐，再經泵送 入廢水處理單元進行處理，脫除有機酸的水冷塔頂氣體進入生成氣壓縮機。
[0003] 氧化脫氫單元產生的廢水量比較大，且廢水中含有有機酸，主要是甲酸、乙酸、丙 酸等，這些酸雖為弱酸，但仍舊可能強烈腐蝕常見的金屬，而且這些小分子酸在裝置中不容 易被分離出來。因此，目前現有的氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水基本上是送入廢水處理單 元進行簡單處理，而廢水處理單元主要是汽提精餾塔，廢水送入該塔進行汽提後，廢水中的 醛、酮和醇類物質以及少量不易溶於水的物質從塔頂被分離出來，塔釜排出的廢水一部分 排到界區外汙水處理廠進行最後的汙水排放處理，另外一部分作為再生水用於裝置循環使 用，但是廢水中的有機酸並不能被脫除，特別是小分子的有機酸，如甲酸和乙酸在水中具有 很好的溶解度，即便是溫度高和壓力低的條件下，也難以被汽提分離出來，因為這些小分子 酸對金屬有強烈的腐蝕性，廢水接觸的管線、儀表、設備等系統必須採用不鏽鋼材質，而且 在一些溫度比較高的地方還得採用更高級的不鏽鋼，這樣導致了裝置投資很高。同時由於 裝置廢水量大和酸性強，後續處理廢水的投資和操作成本都會相應地提高。為此，如何處理 氧化脫氫制丁二烯裝置廢水中的有機酸成為了節省整個項目投資的關鍵。
【發明內容】
[0004] 為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水 處理方法。通過在氧化單元的水冷系統設置一個化學品注入系統，中和掉裝置廢水中的有 機酸而使得廢水不具有腐蝕性，從而節省了因為廢水腐蝕問題而導致的高昂的額外投資， 進而大大節省了裝置投資，並且降低了廢水後續處理系統的操作和投資成本，裝置的經濟 效益得到明顯的提升。
[0005] 本發明的目的是提供一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法。
[0006] 包括：丁烯經過氧化脫氫反應得到的富含丁二烯組分的生成氣，先經過水冷系統 和水洗系統後，送入油吸收分離得到粗丁二烯的混合C 4，再送入丁二烯抽提單元進行萃取 精餾分離後得到1，3- 丁二烯產品，
[0007] 鹼液注入水冷系統；優選鹼液注入到水冷塔洗滌水泵入口或注入到水冷塔中部洗 滌水進料管線上；
[0008] 所述鹼液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的至少一 種；喊液濃度為0· 5?30wt%，優選為1?15wt%。
[0009] 鹼液可通過化學品注入系統加入，所述化學品注入系統包括依次連接的化學品配 置罐，化學品配置泵，化學品進料罐和化學品進料泵；
[0010] 鹼液與蒸汽凝液在化學品配置罐中配置，經化學品配置泵送入化學品進料罐，然 後再經化學品進料泵注入到水冷塔系統。
[0011] 所述的化學品配置罐的操作溫度為：10°c?100°C，優選為30°C?50°C操作壓力 為：0· 05 ?0· 2MPaG。
[0012] 水冷系統包括水冷塔、泵及管線等，水冷系統內的物流包括：
[0013] A.氧化脫氫反應器出來的含有有機酸的生成氣進入水冷塔底部，與塔頂下來的洗 滌水逆流接觸，循環洗滌水由塔釜的洗滌水泵循環，經洗滌水冷卻器冷卻後一部分進入塔 中部，其餘經洗滌水再冷器進一步冷卻後進入塔頂；在塔中部抽出一股廢水送入廢水預處 理單元，脫除有機酸的水冷塔頂氣體進入洗醛系統；
[0014] B.鹼液經化學品進料泵注入洗滌水泵入口或注入到水冷塔中部洗滌水進料管線 上。
[0015] 鹼液注入量與生成氣中的有機酸的量相當。
[0016] 本發明的特點是：在現有氧化脫氫制丁二烯裝置中，氧化單元產生的廢水量大，且 廢水中的小分子有機酸在廢水處理單元中用普通的汽提與精餾相結合的方式難以分離脫 除，而這種有機酸對普通金屬具有很強的腐蝕性，這樣導致了裝置投資很高。同時由於裝置 廢水量大和酸性強，後續處理廢水的投資和操作成本都會相應地提高。為解決廢水腐蝕問 題，本發明提供了一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法，通過在氧化單元的水冷系 統設置一個化學品注入系統，中和掉裝置廢水中的有機酸而使得廢水不具有腐蝕性，從而 節省了因為廢水腐蝕問題而導致的高昂的額外投資，進而大大節省了裝置投資，並且降低 了廢水後續處理系統的操作和投資成本，裝置的經濟效益得到明顯的提升。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1現有技術的廢水處理流程示意圖
[0018] 圖2本發明的廢水處理方法流程示意圖
[0019] 附圖標記說明：
[0020] 1-生成氣，2-水冷塔，3-水冷塔塔釜廢水，4-洗滌水泵，5-洗滌水冷卻器，6-水冷 塔中部洗滌水，7-水冷塔頂洗滌水，8-廢水，9-洗滌水再冷器，10-含醛生成氣，11-水冷塔 出水罐，12-洗滌水排出泵，13-含酸廢水，14-出界區廢水，15-再生廢水，16-脫酸、醛生成 氣，17-化學品配置罐，18-化學品配置泵，19-化學品進料罐，20-化學品進料泵，21-鹼液， 22-反應單元，23-洗醛系統，24-廢水處理單元，25-汙水處理廠，26-油吸收單元，27- 丁二 烯抽提單元，28-丁二烯產品
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例，進一步說明本發明。
[0022] 實施例：
[0023] 某10萬噸/年丁烯氧化脫氫制丁二烯裝置，氧化單元產生的廢水流量為56000kg/ h，PH值為4。
[0024] 注入水冷系統的鹼液是濃度為10%的NaOH水溶液：
[0025] A.氧化脫氫反應器出來的含有有機酸的生成氣進入水冷塔底部，與塔頂下來的洗 滌水逆流接觸，循環洗滌水由塔釜的洗滌水泵循環，經洗滌水冷卻器冷卻後一部分進入塔 中部，其餘經洗滌水再冷器進一步冷卻後進入塔頂。在塔中部抽出一股廢水送入廢水預處 理單元，脫除有機酸的水冷塔頂氣體進入洗醛系統。
[0026] B. NaOH溶液在化學品配製罐中經蒸汽凝液稀釋為10% (重量百分比)，然後經化學 品配置泵送入化學品進料罐中，化學品配置罐的操作溫度為40°C，常壓條件下操作，然後再 經化學品進料泵注入洗滌水泵入口或注入到水冷塔中部洗滌水進料管線上，NaOH溶液的注 入流量為400?600升/小時。
[0027] 注入鹼液前後的效果對比見表1.
[0028] 表 1
[0029]
【權利要求】
1. 一種氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法，包括：丁烯經過氧化脫氫反應得到的 富含丁二烯組分的生成氣，先經過水冷系統和水洗系統後，送入油吸收分離得到粗丁二烯 的混合c4,再送入丁二烯抽提單元進行萃取精餾分離後得到1，3- 丁二烯產品，其特徵在 於： 鹼液注入水冷系統； 所述鹼液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的至少一種； 鹼液濃度為〇. 5?30wt%。
2. 如權利要求1所述的氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法，其特徵在於： 所述鹼液的濃度為1?15wt%。
3. 如權利要求2所述的氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法，其特徵在於： 鹼液通過化學品注入系統加入，所述化學品注入系統包括依次連接的化學品配置罐， 化學品配置泵，化學品進料罐和化學品進料泵； 鹼液與蒸汽凝液在化學品配置罐中配置，經化學品配置泵送入化學品進料罐，然後再 經化學品進料泵注入到水冷系統。
4. 如權利要求1所述的氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法，其特徵在於： 所述的化學品配置罐的操作溫度為：l〇°C?100°C，操作壓力為：0. 05?0. 2MPaG。
5. 如權利要求4所述的氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法，其特徵在於： 所述的化學品配置罐溫度為30°C?50°C。
6. 如權利要求3所述的氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水利用方法，其特徵在於： A. 氧化脫氫反應器出來的含有有機酸的生成氣進入水冷塔底部，與塔頂下來的洗滌 水逆流接觸，循環洗滌水由塔釜的洗滌水泵循環，經洗滌水冷卻器冷卻後一部分進入塔中 部，其餘經洗滌水再冷器進一步冷卻後進入塔頂；在塔中部抽出一股廢水送入廢水預處理 單元，脫除有機酸的水冷塔頂氣體進入洗醛系統； B. 鹼液經化學品進料泵注入洗滌水泵入口或注入到水冷塔中部洗滌水進料管線上。
7. 如權利要求6所述的氧化脫氫制丁二烯裝置的廢水處理方法，其特徵在於： 鹼液注入量與生成氣中的有機酸的量相當。
【文檔編號】C02F1/66GK104418421SQ201310360726
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】丁文有, 阮細強, 陳茂春, 侯霞暉, 陳鋼, 王春慧, 賈崑 申請人:中國石化工程建設有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司