一種適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置和轉換方法與流程

2023-12-01 04:24:51 8

本發明涉及一種適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置和轉換方法。

背景技術：

辛醇和丁醇是化學生產的重要基礎原料，辛醇主要用於制鄰苯二甲酸酯類及脂肪族二元酸酯類增塑劑，如鄰苯二甲酸二辛酯、壬二酸二辛酯和癸二酸二辛酯等，分別用作塑料的主增塑劑和耐寒輔助增塑劑、消泡劑、分散劑、選礦劑和石油填加劑,也用於印染、油漆、膠片等方面，丁醇主要用於製造鄰苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯類增塑劑，廣泛用於各種塑料和橡膠製品中，也是有機合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。

近年來，隨著化學工業的迅速發展，丁醇與辛醇產量及消費量增長很快。辛醇的傳統工業製備方法是正丁醛自縮合生產辛烯醛，辛烯醛加氫生成辛醇，生產裝置由縮合單元、加氫單元及精餾單元構成。丁醇的傳統工業製備方法是正丁醛加氫生成丁醇，生產裝置由加氫單元及精餾單元構成。丁醇的生產裝置不需要縮合單元，精餾系統為微正壓精餾，而辛醇精餾系統採用真空精餾，二者的生產裝置不可通用。

如中國專利(cn104557457a)公開了一種丁醛生產丁醇的反應精餾方法及裝置，包括蒸發器、反應精餾塔、丁醇精餾塔、正異丁醇分離塔、冷凝器、再沸器、壓縮機、泵以及相關進料管線和連接以上設備的管線；本發明的方法及裝置的特點在於反應精餾技術和設備的採用，可以在反應精餾塔進行丁醛加氫反應的同時塔頂分離出輕組分，通過後續分離可以得到正、異丁醇，將丁醛生產丁醇與提純精餾分離兩個單元操作，耦合於一個設備中同時進行，反應完成同時對反應產物進行提純，既節省了設備投資，又減少了後續的操作費用。通過後續丁醇精餾塔和正異丁醇分離塔分離後得到的正丁醇質量純度可以達到99.5％，異丁醇的質量純度可以達到99％。

又如中國專利(cn203494194u)公開了一種辛醇精餾裝置，包括辛醇精餾塔、冷凝器、回流罐、回流泵、辛醇儲罐、超導管、導熱油、真空泵、導管。開始由真空泵抽真空，將辛烯醛塔殘液通入辛醇精餾塔，經過導熱油加熱和超導管的導熱使辛烯醛塔殘液變成氣體，氣體經過冷凝器冷凝後，冷凝液進入回流罐，大部分的液體經過回流泵回到辛醇精餾塔頂，冷卻後的辛醇進入辛醇儲罐中。該辛醇精餾裝置節省能源，環保，提高經濟效益。

以上兩篇中國專利分別對於丁醇和辛醇的生產裝置進行了改進，但是均僅適用於單一的產品，靈活性差。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是現有丁醇和辛醇的生產裝置，僅適用於單一的辛醇或丁醇產品，不可通用，靈活性差，提出了一種適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置和轉換方法，採用增加多條管線及閥門控制的方式，實現辛醇生產裝置與丁醇生產裝置的相互切換，增加了整個裝置的適用性。

為解決上述技術問題本發明採用的技術方案如下：一種適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置，包括縮合系統、加氫系統、預精餾系統和精餾系統，加氫系統包括加氫蒸發器、加氫反應器，預精餾系統包括預精餾塔、預精餾塔冷凝器和預精餾塔真空系統，精餾系統包括精餾塔、精餾塔冷凝器和精餾塔真空系統，縮合系統和加氫蒸發器之間設有辛烯醛進料管線，辛烯醛進料管線上連通有正丁醛進料管線，預精餾塔冷凝器和預精餾塔真空系統之間通過預精餾塔真空管線連接，預精餾塔真空管線上連通有預精餾塔低壓氮氣管線和預精餾塔去往火炬管線，精餾塔冷凝器和精餾塔真空系統之間通過精餾塔真空管線連接，精餾塔真空管線上連通有精餾塔低壓氮氣管線和精餾塔去往火炬管線。

本技術方案中，優選地，加氫系統還包括加氫進料加熱器、加氫反應器、加氫循環壓縮機、加氫換熱器、加氫冷凝器、加氫氣液分離器，加氫氣液分離器的下端設置有粗加氫產品管線。

優選地，預精餾系統還包括預精餾塔塔底再沸器、預精餾塔壓力控制器、預精餾塔回流罐、預精餾塔回流泵、預精餾塔塔釜泵，預精餾塔壓力控制管線分別與預精餾塔低壓氮氣管線和預精餾塔去往火炬管線相連接，脫除輕組分的產品管線連接在預精餾塔的底部。

優選地，精餾系統還包括精餾塔塔底再沸器、精餾塔壓力控制器、精餾塔回流罐、精餾塔回流泵、精餾塔塔釜泵，精餾塔壓力控制管線分別與精餾塔低壓氮氣管線和精餾塔去往火炬管線相連接，產品管線與精餾塔回流泵相連，塔釜重組分管線連接在精餾塔的底部。

從生產辛醇向生產丁醇轉換的方法如下：

(1)停止辛烯醛進料；

(2)將加氫蒸發器內的辛烯醛蒸發完全，粗辛醇在壓力作用下完全排入精餾系統；

(3)預精餾系統和精餾系統繼續運轉，將預精餾塔的塔釜與精餾塔的塔釜降至低液位；

(4)使用氮氣吹掃加氫系統、預精餾系統和精餾系統內的物料至中間罐區，裝置內全面置換至系統內無辛醇；

(5)切斷預精餾塔真空管線，打開預精餾塔低壓氮氣管線和預精餾塔去往火炬管線；

(6)切斷精餾塔真空管線，打開精餾塔低壓氮氣管線和精餾塔去往火炬管線；

(7)調節預精餾和精餾系統內為恆定微正壓狀態；

(8)開始正丁醛進料。

從生產丁醇向生產辛醇轉換的方法，如下：

(1)停止正丁醛進料；

(2)將加氫蒸發器內的丁醛蒸發完全，粗丁醇在壓力作用下完全排入精餾系統；

(3)預精餾系統和精餾系統繼續運轉，將預精餾塔的塔釜與精餾塔的塔釜降至低液位；

(4)使用氮氣吹掃加氫系統、預精餾系統和精餾系統內的物料至中間罐區，裝置內全面置換至系統內無丁醇；

(5)切斷預精餾塔低壓氮氣管線和預精餾塔去往火炬管線，打開預精餾塔真空管線；

(6)切斷精餾塔低壓氮氣管線和精餾塔去往火炬管線，打開精餾塔真空管線；

(7)將預精餾和精餾系統內抽真空；

(8)開始辛烯醛進料。

本發明中，在加氫蒸發器辛烯醛進料管線上增加由罐區來的丁醛進料管線，正丁醛可以由此管線進入加氫系統，此加氫系統就可以用於辛烯醛的加氫，又可以用於丁醛的加氫，增加了加氫系統的適用性，節省了設備投資。

本發明中，預精餾系統中在預精餾塔真空管線上增加了預精餾塔低壓氮氣管線和預精餾塔去往火炬管線，此預精餾系統即可以用於粗辛醇的預精餾，又可以用於粗丁醇的預精餾，增加了預精餾系統的適用性，節省了設備投資。

本發明中，精餾系統中在精餾塔真空管線上增加了精餾塔低壓氮氣管線和精餾塔去往火炬管線，此精餾系統即可以用於脫除輕組分的辛醇產品的精餾，又可以用於脫除輕組分的丁醇產品的精餾，增加了精餾系統的適用性，節省了設備投資。

本發明中，在裝置不進行改動的前提下，進行一系列簡單的操作和閥門控制，即可根據辛醇和丁醇的市場需求，實現辛醇生產裝置與丁醇生產裝置的相互切換，增加了整個裝置的適用性，降低了化工廠的裝置成本，減少了佔地面積。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置的加氫系統結構示意圖。

圖2是本發明的適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置的預精餾系統結構示意圖。

圖3是本發明的適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置的精餾系統結構示意圖。

附圖中：

1、縮合系統2、加氫蒸發器3、加氫進料加熱器

4、加氫反應器5、加氫循環壓縮機6、加氫換熱器

7、加氫冷凝器8、加氫氣液分離器9、辛烯醛進料管線

91、辛烯醛截止閥10、正丁醛進料管線101、正丁醛截止閥

11、氫氣管線111、氫氣截止閥12、粗加氫產品管線

13、預精餾塔14、預精餾塔塔底再沸器15、預精餾塔冷凝器

16、預精餾塔壓力控制器17、預精餾塔真空系統18、預精餾塔回流罐

19、預精餾塔回流泵20、預精餾塔塔釜泵21、預精餾塔真空管線

211、預精餾塔真空管線截止閥22、預精餾塔壓力控制管線23、預精餾塔低壓氮氣管線

231、預精餾塔第一壓力調節閥232、預精餾塔低壓氮氣截止閥24、預精餾塔去往火炬管線

241、預精餾塔第二壓力調節閥242、預精餾塔去往火炬截止閥25、脫除輕組分的產品管線

26、精餾塔27、精餾塔塔底再沸器28、精餾塔冷凝器

29、精餾塔壓力控制器30、精餾塔真空系統31、精餾塔回流罐

32、精餾塔回流泵33、精餾塔塔釜泵34、精餾塔真空管線

341、精餾塔真空管線截止閥35、精餾塔壓力控制管線36、精餾塔低壓氮氣管線

361、精餾塔第一壓力調節閥362、精餾塔低壓氮氣截止閥37、精餾塔去往火炬管線

371、精餾塔第二壓力調節閥372、精餾塔去往火炬截止閥38、塔釜重組分管線

39、產品管線

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

【實施例】：

如附圖1-3所示，一種適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置，包括縮合系統1、加氫系統、預精餾系統和精餾系統。

加氫系統包括加氫蒸發器2、加氫進料加熱器3、加氫反應器4、加氫循環壓縮機5、加氫換熱器6、加氫冷凝器7、加氫氣液分離器8，縮合系統1和加氫蒸發器2之間設有辛烯醛進料管線9，辛烯醛進料管線9上設有辛烯醛截止閥91，位於辛烯醛截止閥91右側的辛烯醛進料管線9上，連通有正丁醛進料管線10，正丁醛進料管線10上設有正丁醛截止閥101，正丁醛進料管線10的另一端與罐區連通，加氫循環壓縮機5和加氫換熱器6之間的管線上連通有氫氣管線11，氫氣管線11上設有氫氣截止閥111，加氫氣液分離器8的下端設置有粗加氫產品管線12，粗加氫產品管線12將粗加氫產品送往預精餾系統，與預精餾塔13連接，且位於預精餾塔13的中部偏上的位置。

預精餾系統包括預精餾塔13、預精餾塔塔底再沸器14、預精餾塔冷凝器15、預精餾塔壓力控制器16、預精餾塔真空系統17、預精餾塔回流罐18、預精餾塔回流泵19、預精餾塔塔釜泵20。

預精餾塔冷凝器15和預精餾塔真空系統17之間通過預精餾塔真空管線21連接，預精餾塔真空管線21上設有預精餾塔真空管線截止閥211，預精餾塔真空管線21上連通有兩個分支，分別是預精餾塔低壓氮氣管線23和預精餾塔去往火炬管線24，預精餾塔低壓氮氣管線23上分別設有預精餾塔第一壓力調節閥231、預精餾塔低壓氮氣截止閥232，預精餾塔去往火炬管線24上分別設有預精餾塔第二壓力調節閥241、預精餾塔去往火炬截止閥242。

預精餾塔壓力控制器16連接在預精餾塔13和預精餾塔冷凝器15之間的管路上，用來監測與調控預精餾系統內的壓力，預精餾塔壓力控制管線22末端分成兩個支路分別與預精餾塔低壓氮氣管線23和預精餾塔去往火炬管線24相連接，且位於預精餾塔第一壓力調節閥231和預精餾塔第二壓力調節閥241上。預精餾塔壓力控制器16用於監測與調控預精餾系統內的壓力，並根據系統內的壓力調節預精餾塔第一壓力調節閥231和預精餾塔第二壓力調節閥241，實現預精餾系統內的壓力恆定。

預精餾塔回流泵19位於預精餾塔回流罐18下方的管路上，脫除輕組分的產品管線25連接在預精餾塔13的底部，預精餾塔塔釜泵20設置在脫除輕組分的產品管線25上，用於將脫除輕組分的產品管線25中的脫除輕組分後的產品輸送到精餾系統，脫除輕組分的產品管線25與精餾塔26連接，且位於精餾塔26的中部偏上的位置。

精餾系統包括精餾塔26、精餾塔塔底再沸器27、精餾塔冷凝器28、精餾塔壓力控制器29、精餾塔真空系統30、精餾塔回流罐31、精餾塔回流泵32、精餾塔塔釜泵33。

精餾塔冷凝器28和精餾塔真空系統30之間通過精餾塔真空管線34連接，精餾塔真空管線34上設有精餾塔真空管線截止閥341，精餾塔真空管線34上連通有兩個分支，分別是精餾塔低壓氮氣管線36和精餾塔去往火炬管線37，精餾塔低壓氮氣管線36上分別設有精餾塔第一壓力調節閥361、精餾塔低壓氮氣截止閥362，精餾塔去往火炬管線37上分別設有精餾塔第二壓力調節閥371、精餾塔去往火炬截止閥372。

精餾塔壓力控制器29連接在精餾塔26和精餾塔冷凝器28之間的管路上，用來監測與調控精餾系統內的壓力，精餾塔壓力控制管線35末端分成兩個支路分別與精餾塔低壓氮氣管線36和精餾塔去往火炬管線37相連接，且位於精餾塔第一壓力調節閥361和精餾塔第二壓力調節閥371上。精餾塔壓力控制器29用於監測與調控精餾系統內的壓力，並根據系統內的壓力調節精餾塔第一壓力調節閥361和精餾塔第二壓力調節閥371，實現精餾系統內的壓力恆定。

精餾塔回流泵32位於精餾塔回流罐31下方的管路上，產品管線39的末端分為兩支，分別與精餾塔26的頂部及精餾塔回流泵32相連。

塔釜重組分管線38連接在精餾塔26的底部，精餾塔塔釜泵33設置在塔釜重組分管線38上，用於將塔釜重組分管線38中的塔釜重組分物質輸出。

如上所述的適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置，從生產辛醇向生產丁醇轉換的方法如下：

(1)關閉辛烯醛進料管線9上設有的辛烯醛截止閥91；

(2)將加氫蒸發器2內的辛烯醛蒸發完全，殘餘的液相物質由加氫蒸發器2的底泵排入廢液燃料罐，粗辛醇冷凝至加氫氣液分離器8，粗辛醇在壓力作用下完全排入精餾系統；

(3)預精餾系統和精餾系統繼續運轉，在保證辛醇產品質量的前提下將預精餾塔13的塔釜與精餾塔26的塔釜降至低液位；

(4)使用氮氣吹掃加氫系統、預精餾系統和精餾系統內的物料至中間罐區，裝置內全面置換至系統內無辛醇；

(5)關閉預精餾塔真空管線21上的預精餾塔真空管線截止閥211，打開預精餾塔低壓氮氣管線23上的預精餾塔低壓氮氣截止閥232和預精餾塔去往火炬管線24上的預精餾塔去往火炬截止閥242；

(6)關閉精餾塔真空管線34上的精餾塔真空管線截止閥341，打開精餾塔低壓氮氣管線36上的精餾塔低壓氮氣截止閥362和精餾塔去往火炬管線37上的精餾塔去往火炬截止閥372；

(7)通過精餾塔壓力控制器16和精餾塔壓力控制器29實時監測與調控預精餾和精餾系統內的壓力，壓力低，通過調節預精餾塔第一壓力調節閥231和精餾塔第一壓力調節閥361，系統內增加低壓氮氣，壓力高時，通過調節預精餾塔第二壓力調節閥241和精餾塔第二壓力調節閥371，系統內不凝氣去往火炬，實現預精餾和精餾系統內的恆定為微正壓狀態；

(8)打開正丁醛進料管線10上設有的正丁醛截止閥101，開始生產丁醇。

如上所述的適用於辛醇和丁醇轉換生產的裝置，從生產丁醇向生產辛醇轉換的方法如下：

(1)關閉正丁醛進料管線10上設有的正丁醛截止閥101；

(2)將加氫蒸發器2內的丁醛蒸發完全，殘餘的液相物質由加氫蒸發器2的底泵排入廢液燃料罐，粗丁醇冷凝至加氫氣液分離器8，粗丁醇在壓力作用下完全排入精餾系統；

(3)預精餾系統和精餾系統繼續運轉，在保證丁醇產品質量的前提下將預精餾塔13的塔釜與精餾塔26的塔釜降至低液位；

(4)使用氮氣吹掃加氫系統、預精餾系統和精餾系統內的物料至中間罐區，裝置內全面置換至系統內無丁醇；

(5)關閉預精餾塔低壓氮氣管線23上的預精餾塔低壓氮氣截止閥232和預精餾塔去往火炬管線24上的預精餾塔去往火炬截止閥242，打開預精餾塔真空管線21上的預精餾塔真空管線截止閥211；

(6)關閉精餾塔低壓氮氣管線36上的精餾塔低壓氮氣截止閥362和精餾塔去往火炬管線37上的精餾塔去往火炬截止閥372，打開精餾塔真空管線34上的精餾塔真空管線截止閥341；

(7)利用真空系統17和真空系統30，分別將預精餾系統和精餾系統抽真空，通過精餾塔壓力控制器16和精餾塔壓力控制器29實時監測與調控預精餾和精餾系統內的壓力，保證預精餾和精餾系統內恆定在真空狀態。

(8)打開辛烯醛進料管線9上辛烯醛截止閥91，開始生產辛醇。

本實施例中，在加氫蒸發器辛烯醛進料管線上增加由罐區來的丁醛進料管線，正丁醛可以由此管線進入加氫系統，此加氫系統即可以用於辛烯醛的加氫，又可以用於丁醛的加氫，增加了加氫系統的適用性，節省了設備投資。

本實施例中，預精餾系統中在預精餾塔真空管線上增加了預精餾塔低壓氮氣管線和預精餾塔去往火炬管線，此預精餾系統即可以用於粗辛醇的預精餾，又可以用於粗丁醇的預精餾，增加了預精餾系統的適用性，節省了設備投資。

本實施例中，精餾系統中在精餾塔真空管線上增加了精餾塔低壓氮氣管線和精餾塔去往火炬管線，此精餾系統即可以用於脫除輕組分的辛醇產品的精餾，又可以用於脫除輕組分的丁醇產品的精餾，增加了精餾系統的適用性，節省了設備投資。

本實施例中，在裝置不進行改動的前提下，進行一系列簡單的操作和閥門控制，即可根據辛醇和丁醇的市場需求，實現辛醇生產裝置與丁醇生產裝置的相互切換，增加了整個裝置的適用性，降低了化工廠的裝置成本，減少了佔地面積。

儘管上面對本發明說明性的具體實施方式進行了描述，以便於本技術領域的技術人員能夠理解本發明，但是本發明不僅限於具體實施方式的範圍，對本技術領域的普通技術人員而言，只要各種變化所附的權利要求限定和確定的本發明精神和範圍內，一切利用本發明構思的發明創造均在保護之列。