本發(fā)明涉及一種改進的減壓蒸餾塔和使用該減壓蒸餾塔的乙腈精制系統(tǒng)。
背景技術：
在丙烯氨氧化制丙烯腈生產(chǎn)工藝中，乙腈、氫氰酸作為副產(chǎn)物回收。通常采用由脫氰塔、化學處理、減壓、加壓共沸蒸餾的組合工藝，對乙腈進行連續(xù)回收，可有效地脫除乙腈中水和氫氰酸、丙烯腈、丙腈、丙烯醇等雜質(zhì)。
例如，EP055920公開了一種連續(xù)回收乙腈的工藝。該工藝采用精餾脫除氫氰酸等輕組份、加堿和加甲醛化學處理進一步脫除氫氰酸、減壓精餾和加壓精餾聯(lián)合脫水的方法，提高了乙腈的精制回收率，可得到較高純度的乙腈產(chǎn)品。但該工藝增加了加甲醛化學處理步驟，操作復雜。CN1328993A也報道了一種連續(xù)回收乙腈的工藝。通過在傳統(tǒng)的減壓精餾塔和加壓精餾塔的精餾段增設一個堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物的進料口，局部添加堿性化合物，利用氰醇在堿性加熱的條件下會分解出游離HCN，而分解出的HCN容易與堿性金屬化合物生成穩(wěn)定的化合物，從而通過精餾除去的特性，使精餾過程中分解出來的HCN能順利地從精餾塔塔釜排出，達到脫除乙腈中微量HCN的目的。
在現(xiàn)有技術中，對于乙腈精制系統(tǒng)中的減壓蒸餾塔來說，在規(guī)模較小的情況下，塔器中采用填料作為內(nèi)構(gòu)件，而在規(guī)模較大的情況下，塔器中多采用板式塔盤作為內(nèi)構(gòu)件。
規(guī)整填料由于具有比表面積大、壓降小、流體分均勻、傳質(zhì)傳熱效率高等優(yōu)點，因此得到了廣泛的應用。特別是絲網(wǎng)波紋填料，具有高效、壓降低和通量大的優(yōu)點，更適用于用于難分離物系的真空精餾。然而本系統(tǒng)減壓蒸餾塔的進料中含有重組分和聚合物雜質(zhì)，易在進料口以下部分造成規(guī)整填料的堵塞，從而影響設備的長周期運行。因此，合理地組合塔內(nèi)構(gòu)件，是本塔高效、穩(wěn)定運行的關鍵。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明人經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，通過在減壓蒸餾塔的不同塔段使用不同的內(nèi)構(gòu)件，能夠?qū)崿F(xiàn)降低塔高和塔壓降、使裝置運行更為穩(wěn)定、設備投資更低等效果。
[1]本發(fā)明的第一方面提供一種改進的用于乙腈精制系統(tǒng)的減壓蒸餾塔，該減壓蒸餾塔包括精餾段和提餾段，其中，在所述精餾段內(nèi)設置規(guī)整填料作為精餾段內(nèi)構(gòu)件。
[2]在[1]所述的減壓蒸餾塔中，優(yōu)選地，所述規(guī)整填料為波紋填料。
[3]在[2]所述的減壓蒸餾塔中，優(yōu)選地，所述波紋填料為絲網(wǎng)波紋填料。
[4]在[1]所述的減壓蒸餾塔中，優(yōu)選地，在所述提餾段內(nèi)設置板式塔盤作為提餾段內(nèi)構(gòu)件。
[5]在[1]所述的減壓蒸餾塔中，優(yōu)選地，在所述提餾段內(nèi)設置散堆填料作為提餾段內(nèi)構(gòu)件。
[6]在[1]～[5]任意一項所述的減壓蒸餾塔中，優(yōu)選地，所述減壓蒸餾塔配置有1～60塊理論板。
[7]在[6]所述的減壓蒸餾塔中，優(yōu)選地，所述提餾段配置有1～30塊理論板。
[8]在[6]所述的減壓蒸餾塔中，優(yōu)選地，所述精餾段配置有1～30塊理論板。
[9]本發(fā)明的另一方面提供一種乙腈精制系統(tǒng)，包括：
脫氰塔；
化學處理釜；
[1]～[8]任意一項所述的減壓蒸餾塔；以及
加壓蒸餾塔。
發(fā)明效果
采用本發(fā)明的減壓蒸餾塔，不僅能降低塔高和塔壓降，還能夠?qū)崿F(xiàn)設備運行更穩(wěn)定、設備投資更低的特點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的減壓蒸餾塔的示意圖。
參考標記列表
1：減壓蒸餾塔
2：減壓蒸餾塔冷凝器
3：減壓蒸餾塔回流罐
具體實施方式
以下參考附圖描述本發(fā)明的具體實施方式。
本發(fā)明的乙腈精制過程，包括以下步驟：
a)原料粗乙腈經(jīng)脫氰塔分離，大部分HCN等輕組份由塔頂排出，部分水和重有機物由塔釜排出；
b)脫除了輕組份的含水乙腈從脫氰塔提餾段下部側(cè)線氣相抽出后經(jīng)化學處理釜加堿化學處理；
c)經(jīng)加堿化學處理脫除游離HCN后的含水乙腈進入減壓蒸餾塔，在塔釜脫除重有機物；
d)從減壓蒸餾塔塔頂蒸出脫除了大部分水的乙腈進入加壓蒸餾塔，塔頂蒸出含水的乙腈物料返回減壓蒸餾塔進料，在提餾段下部氣相抽出高純乙腈。
在步驟a)中，原料粗乙腈可以來自任何適合的來源，例如來自丙烯腈裝置乙腈解吸塔頂，以重量百分比計，其組成可以包括20～80％乙腈，1～4％HCN，0.1～0.3％丙烯腈，0.3～0.7％丙腈，20～79％水。原料粗乙腈經(jīng)脫氰塔蒸餾后從提餾段下部側(cè)線氣相抽出約含乙腈75％的乙腈物料去化學處理釜。脫氰塔的具體條件如下：塔頂壓力為0.10～0.125Mpa，進料溫度為30～80℃，塔頂出料溫度為35～60℃，提餾段側(cè)線抽出溫度為85～100℃，塔釜溫度為105～120℃。
來自脫氰塔側(cè)線的約含乙腈75％的乙腈物料進入化學反應釜進行化學處理，脫除游離氫氰酸和少量丙烯腈等雜質(zhì)，化學處理后的反應液進入減壓蒸餾塔1。在化學處理釜方面，所添加的堿為堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物；優(yōu)選為氫氧化鈉或氫氧化鉀；更優(yōu)選為氫氧化鈉。
減壓蒸餾塔1方面，塔頂壓力為0.013～0.04Mpa，進料溫度為30～50℃，塔頂溫度為30～50℃，塔釜溫度為50～75℃。
來自減壓蒸餾塔1的塔頂回流罐3的部分含較少水份的乙腈進入加壓蒸餾塔蒸餾，并從加壓蒸餾塔側(cè)線獲得高純度乙腈產(chǎn)品。在加壓蒸餾塔方面，塔頂壓力為0.1～0.5Mpa，進料溫度為30～90℃，塔頂溫度為90～140℃，提餾段側(cè)線抽出溫度為100～135℃，塔釜溫度為110～145℃。
以下參考圖1詳細說明本發(fā)明的減壓蒸餾塔。
如圖1所示，來自于本發(fā)明的乙腈精制系統(tǒng)的化學處理釜的含水和重組分雜質(zhì)的乙腈物料7從減壓蒸餾塔1中部進入。減壓蒸餾塔1配置有管道連接口8，用于接受進入本塔的原料。塔內(nèi)管道連接口8以下配置有多塊板式塔盤或散堆填料5，用于分離水和重組分雜質(zhì)；塔內(nèi)管道連接口8以上配置有規(guī)整填料6，用于濃縮并可得到含乙腈約90％的乙腈物料9。
減壓蒸餾塔系統(tǒng)配置有塔頂冷凝器2和回流罐3，經(jīng)減壓蒸餾塔蒸餾后，塔頂氣相物料9送入塔頂冷凝器2冷凝冷卻后送入回流罐3?；亓鞴?配置有管道接口4，管道接口4被配置用于連接抽真空系統(tǒng)，以使減壓塔系統(tǒng)獲得所需的真空度。進入回流罐的塔頂冷凝液一部分10被送入減壓蒸餾塔塔頂回流口作為回流，另一部分14送去加壓蒸餾塔作為進料。經(jīng)減壓蒸餾塔蒸餾，含水和重組分雜質(zhì)的釜液11從塔釜排出去廢水處理。
本發(fā)明的減壓蒸餾塔配置有1～60塊理論板；優(yōu)選地，配置10～50塊理論板；更優(yōu)選地，配置24～36塊理論板。
如上所述，提餾段內(nèi)構(gòu)件采用板式塔盤或散堆填料；優(yōu)選地，減壓蒸餾塔提餾段內(nèi)構(gòu)件采用高效塔盤或高效散堆填料。本發(fā)明的減壓蒸餾塔提餾段配置有1～30塊理論板；優(yōu)選地，配置10～20塊理論板；更優(yōu)選地，配置12～18塊理論板。
如上所述，精餾段內(nèi)構(gòu)件采用規(guī)整填料；優(yōu)選地，減壓蒸餾塔精餾段內(nèi)構(gòu)件采用波紋填料；更優(yōu)選地，減壓蒸餾塔精餾段內(nèi)構(gòu)件采用絲網(wǎng)波紋填料。本發(fā)明的減壓蒸餾塔精餾段配置有1～30塊理論板；更優(yōu)選地，配置10～20塊理論板；更優(yōu)選地，配置12～18塊理論板。
實施例
以下通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
【實施例1】
以重量百分含量計，含乙腈50％、氫氰酸1.5％的原料粗乙腈，從脫氫氰酸塔的中部加入，操作壓力為常壓，塔頂溫度為50℃，塔釜溫度為115℃，提餾段側(cè)線抽出溫度為92℃。塔頂脫除氫氰酸，提餾段側(cè)線抽出濃度為75％的乙腈去化學處理。加入足量的40％NaOH溶液反應4～6小時?；瘜W處理后進入減壓蒸餾塔減壓脫水和加壓蒸餾塔加壓脫水。
減壓蒸餾塔采用30塊理論板，來自化學處理釜的濃度為75％的乙腈從塔中部15～16塊理論板中間進入，提餾段采用板間距為500mm的28塊輕型浮閥，精餾段設計采用BX型絲網(wǎng)波紋填料，填料高度7米，塔頂壓力為0.026Mpa，塔頂溫度40℃、塔釜溫度64℃，從減壓蒸餾塔塔釜排除水和丙腈等雜質(zhì)，塔頂?shù)玫綕舛葹?0％的乙腈物料。減壓蒸餾塔塔頂物料一部分回流入塔頂，另一部分去加壓蒸餾塔。
加壓蒸餾塔塔頂壓力為0.3MPa，塔頂溫度108℃、塔釜溫度125℃，從加壓蒸餾塔側(cè)線得到成品乙腈。經(jīng)以上流程的精制，成品乙腈中乙腈99.95％、丙腈148ppm、水345ppm。
【比較例1】
除了精餾段采用間距為450mm的28塊輕型浮閥之外，采用與實施例1相同的設備和條件，對原料粗乙腈進行精制。結(jié)果，所獲得的成品乙腈中乙腈99.95％、丙腈150ppm、水350ppm。
通過采用本發(fā)明的減壓蒸餾塔，在獲得品質(zhì)基本相同的乙腈產(chǎn)品的情況下，使總塔高降低5米，塔精餾段設備投資減少25％。