本發(fā)明屬于石油化工領域,涉及氯堿化工中的環(huán)氧丙烷精制脫雜的方法及設備,尤其涉及一種環(huán)氧丙烷裝置中脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的方法及設備,特別是涉及環(huán)氧丙烷放空尾氣脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的方法及設備或液態(tài)環(huán)氧丙烷產品脫氨的方法及設備。
背景技術:
近幾年,國內環(huán)氧丙烷(PO)生產能力在300萬噸/年,需求量每年都在以5-10%的增長率擴展。PO是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物,是重要的基本有機化工合成原料,主要用于生產聚醚、丙二醇等。它也是第四代洗滌劑非離子表面活性劑、油田破乳劑、農藥乳化劑等的主要原料。國際上環(huán)氧丙烷生產工藝主要采用氯醇法和共氧化法。由于氯醇法工藝簡單,技術成熟,建設規(guī)模靈活,而共氧化法工藝流程長,技術難度較大,裝置規(guī)模不能過小并受聯(lián)產品平衡的制約等,所以我國95%以上廠家采用氯醇法生產環(huán)氧丙烷。氯醇法工藝,不采用電石泥工藝的生產成本高1000萬元/年以上(4萬噸PO裝置規(guī)模),而采用電石泥做漿液的工藝中最大的問題就是系統(tǒng)含有氨氣。氨氣的存在使得系統(tǒng)的醛值無法準確測定,增大了系統(tǒng)堿度,使得產品不達標,氨氣還會與環(huán)氧丙烷反應生成各種異丙醇胺,而且氨氣的存在會使得下游產品聚合效果差,導致性能不達標。氨氣主要來源是電石渣自帶、反應產生氨氣,中國專利(專利號:201220362610.2)公開了在原料電石渣漿液處通過氣提或加熱電石渣漿液來部分脫除氨氣,該方法存在不能完全脫氨、加熱過程能耗高的問題,不管是用熱水加熱還是蒸汽加熱,以4萬噸環(huán)氧丙烷/年規(guī)模計算,電石泥氯醇法工藝,該技術加熱脫氨需要能耗2000kW左右,折算蒸汽能耗3.5t/h。蔡明生在“電石渣應用在環(huán)氧丙烷生產中除氨的方法”中提供了利用直接加熱的方法將電石渣中的氨除去的方法,通過增加電石渣乳液高位槽,同時在電石渣高位槽內增加蒸汽加熱來實現(xiàn),采用該方法脫無機氨效率85%左右。但是由于PO反應系統(tǒng)也有氨氣產生,所以采用上述兩種方法并不能夠完全脫去氨氣,系統(tǒng)中始終都會帶有氨氣,因此需要通過大量放空來二次脫氨,放空就會帶來環(huán)境污染,產品收率低的問題。
同時,氨氣與環(huán)氧丙烷會生成各種異構異丙醇胺,異丙醇胺在溫度低于30℃時會凝固而導致精餾塔頂換熱器和附屬管道堵塞而停產,所以現(xiàn)有脫輕精餾塔都不能在低溫下精餾,而提高壓力后氨氣脫出困難,而且高壓下精餾塔溫度高,容易發(fā)生副反應和聚合的問題。因此氨氣只得直接排放至大氣中,由于排放系統(tǒng)溫度較高,使得環(huán)氧丙烷損失較大。
在丙烯回收過程中,中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)枺篊N201510961254.4)提出放空氣中丙烯濃度大于到50%以上時,可以直接通過水洗來回收丙烯,水洗的過程中使得系統(tǒng)中高附加值的環(huán)氧丙烷等直接與水反應而獲得丙烯產品。實際生產過程中放空氣的丙烯一般含量在20%wt左右,丙烯濃度過高以后塔頂溫度低,此時塔頂?shù)陌睔夂铜h(huán)氧丙烷反應生成的異丙醇胺等會堵塞管道。且由于其中還含有濃度較高的環(huán)氧丙烷,采用直接水洗50%以上濃度丙烯的放空氣會浪費大量高附加值的環(huán)氧丙烷。所以該發(fā)明專利申請?zhí)峁┑姆椒ū容^適合用于負壓回收塔中經過負壓多級低溫冷凝以后,丙烯濃度達到50%以上的不凝氣,但是負壓帶來的最大問題就是系統(tǒng)設備多,而且占地面積非常大,能耗高,同時需要低溫冷凝回收環(huán)氧丙烷,直接低溫冷凝回收的過程中,有害物質丙醛等物質沸點比環(huán)氧丙烷大,冷凝過程中會使得雜質無法排出系統(tǒng)而一直循環(huán)的問題,并且負壓系統(tǒng)還需要配備真空設備和配套回流儲罐,對于易燃易爆的裝置負壓操作,一旦出現(xiàn)空氣內漏吸入,比較容易達到爆炸極限而產生爆炸危險,所以負壓裝置對設備和管路系統(tǒng)要求高。采用負壓+深冷回收將丙烯濃度提高到50%以上來直接水洗的工藝,由于丙烯中有機物種類較多、有機物在水中溶解度不同,所以對水洗流量控制要求高,不然會導致水洗后產物純度差別非常大。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的不足,提供一種全新的環(huán)氧丙烷放空氣脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的方法,該方法投資小、能耗低,消除了原有工藝對環(huán)境污染,同時回收得到了高附加值的產品。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種環(huán)氧丙烷裝置中脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的方法,步驟如下:
步驟(1)、吸附脫氨:將原料通入脫氨吸附塔,原料自上而下通過吸附劑進行吸附脫氨,脫氨后的物料進入下游的PO精餾塔;吸附劑進行解析再生,解析出的尾氣進入尾氣處理塔;
步驟(2)、經步驟(1)中脫氨后的物料在PO精餾塔進行精餾,得到的環(huán)氧丙烷自PO精餾塔塔底排出,塔頂輕組分自塔頂排出,塔頂輕組分經冷凝后液相回流至PO精餾塔,不凝氣去丙烯回收塔進一步處理;所述的塔頂輕組分的主要成分為氨、丙烯、乙炔、環(huán)氧乙烷、乙醛等;
步驟(3)、在操作壓力0.1-1MPa、溫度10-50℃下,進入丙烯回收塔的氣體采用吸收劑吸收除去氣體中的環(huán)氧乙烷、微量環(huán)氧丙烷、乙醛、丙醛等雜質,控制吸收劑和氣體的質量比(即液氣比)為5-200:1,獲得丙烯含量不低于98%的氣體;所述的吸收劑為醇水溶液;
步驟(4)、步驟(1)解析得到的尾氣進入尾氣處理塔,采用洗滌液循環(huán)噴淋洗滌后,排放氣達到環(huán)保標準后,直接排入大氣;所述的洗滌液為水或醇水溶液。
步驟(1)中,所述的原料為氣態(tài)的環(huán)氧丙烷放空氣和/或含無機氨的液態(tài)環(huán)氧丙烷。環(huán)氧丙烷放空氣中主要成分如下:50-75wt%環(huán)氧丙烷、0.1-3wt%總氨(包括有機胺、無機氨)、5-30wt%丙烯。含無機氨的液態(tài)環(huán)氧丙烷中無機氨含量在200-5000ppm。
所述的吸附劑為3A分子篩或者3A負載強化的分子篩作為吸附劑;吸附脫氨時,脫氨吸附塔內的吸附壓力為0.1-2MPa,吸附溫度為5-80℃,吸附空速為0.001-15m/s。優(yōu)選的,脫氨吸附塔內的吸附壓力為0.12-0.5MPa,吸附溫度為30-50℃,吸附空速為0.01-5m/s。進一步優(yōu)選的,吸附壓力為0.12-0.16MPa,吸附溫度為30-50℃,吸附空速為0.01-1m/s。經過吸附脫氨以后氨氣的脫氨率可以達到98%以上。
空速是指流經過吸附塔內的物料的體積流量與吸附塔截面積(即吸附劑裝填層的截面積)的比值,單位m/s。
吸附劑解析再生的壓力為0-1.8MPa,溫度為120-390℃,解析空速為0.01-30m/s,優(yōu)選為0.01-5m/s,解析介質為氮氣等惰性氣體。脫氨吸附塔通入氮氣等惰性氣體對吸附劑進行解析再生,再生過程分為熱解析和冷吹兩個步驟,前期在120-390℃熱解析,后期在10-40℃下冷吹給脫氨吸附塔降溫便于下一周期吸附。解析得到的尾氣中主要成分為氮氣,同時還含有大量的氨氣。
所述的3A負載強化的分子篩為MgO-3A分子篩、SiO2-3A分子篩或MgO-SiO2改性3A分子篩;MgO-3A分子篩中MgO的含量為1-5wt%;SiO2-3A分子篩中SiO2的含量為2-10wt%;MgO-SiO2改性3A分子篩中MgO的含量為1-5wt%,SiO2的含量為2-10wt%。
所述的MgO-3A分子篩通過以下方法制備得到:將3A分子篩置于Mg(NO3)2·6H2O溶液中在25-35℃下浸漬0.1-10h,其中Mg(NO3)2·6H2O溶液的濃度為0.1-1mol/L,3A分子篩與Mg(NO3)2·6H2O溶液的質量體積為1:2-10g/mL;過濾得沉淀,沉淀在25-50℃下干燥0.1-24h,120℃保持0.1-4h,在150-600℃下氮氣保護恒溫0.1-3h得到MgO-3A分子篩。
所述的SiO2-3A分子篩通過以下方法制備得到:將3A分子篩、非極性有機溶劑和修飾劑混合,25-35℃下反應0.1-24h,其中3A分子篩和非極性有機溶劑的質量體積比為1:0.1-100g/mL,優(yōu)選為1:0.1-10g/mL,3A分子篩和修飾劑的質量體積比為1:0.1-20g/mL,優(yōu)選為1:0.1-1g/mL;沉淀在100-140℃下干燥0.1-24h,在氮氣保護下升溫至550℃并在該溫度下焙燒0.1-6h,得到SiO2-3A分子篩。其中,所述的非極性有機溶劑為環(huán)己烷;修飾劑為Si(OCH3)4。
所述的MgO-SiO2改性3A分子篩通過以下方法制備得到:將3A分子篩置于Mg(NO3)2·6H2O溶液中在25-35℃下浸漬0.1-10h,其中Mg(NO3)2·6H2O溶液的濃度為0.1-1mol/L,3A分子篩與Mg(NO3)2·6H2O溶液的質量體積比為1:1-10g/mL;過濾得沉淀,沉淀在25-50℃下干燥0.1-24h,便于負載結構穩(wěn)定,然后120℃干燥0.1-4h除去溶劑,在150-600℃下氮氣保護恒溫0.1-3h除去氮氧化物得到MgO-3A分子篩;將MgO-3A分子篩、非極性有機溶劑、修飾劑混合,其中MgO-3A分子篩和非極性有機溶劑的質量體積比1:0.1-100g/mL,優(yōu)選為1:0.1-10g/mL,MgO-3A分子篩和修飾劑的質量體積比為1:0.1-20g/mL,優(yōu)選為1:0.1-1g/mL,25-35℃下反應0.1-24h;沉淀在100-140℃下干燥0.1-24h,在氮氣保護下按照10-60℃/10min的速度逐步升溫至550℃并在該溫度下焙燒0.1-6h,得到MgO-SiO2改性3A分子篩。其中,所述的非極性有機溶劑為環(huán)己烷;修飾劑為Si(OCH3)4。
3A分子篩作為吸附劑可以高效去除PO中的小分子物質如氨、水等,但是當PO與氨和水共同存在時,3A分子篩不僅能夠吸附小分子的氨和水而且其表面的酸性位更易催化PO生成丙二醇等副產物,覆蓋分子篩表面的活性位和堵塞孔道,進而降低了3A分子篩的吸附選擇性和吸附量。因此進一步采用MgO、SiO2對3A分子篩的表面進行改性和適當?shù)拟g化,顯著提高了3A分子篩對PO中小分子物質的吸附能力和吸附選擇性。
步驟(2)中,PO精餾塔的操作壓力為0.1-1.5MPa,優(yōu)選為0.1-0.5MPa,塔頂溫度為2-100℃,優(yōu)選為6-60℃,回流比為0.1-300,優(yōu)選為50-250,進一步優(yōu)選為140-160。經過步驟(2)精餾后,自塔底排出的環(huán)氧丙烷的含量在99.9%wt以上。
回流比是指回流到PO精餾塔內的質量流量和PO精餾塔塔頂出料的質量流量的比值。
步驟(3)中,所述的吸收劑中醇的濃度為1-60wt%;所述的醇為甲醇、乙醇、丙醇中的一種或多種。吸收劑和氣體的質量比優(yōu)選為100-150:1。
步驟(4)中,洗滌液和尾氣的質量比(即液氣比)控制在1-100:1。所述的洗滌液為水或醇濃度為1-60wt%的醇水溶液,所述的醇為甲醇、乙醇、丙醇中的一種或多種。當以醇水溶液作為洗滌液時也可以采用步驟(3)排放的吸收劑廢液。
在尾氣處理塔中洗滌液循環(huán)噴淋洗滌后排放氣中氨氣含量達到環(huán)保標準,排放至大氣。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種環(huán)氧丙烷裝置中脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的設備,包括脫氨吸附塔1、PO精餾塔2、冷凝器3、再沸器4、丙烯回收塔5、尾氣處理塔7;所述的脫氨吸附塔1塔頂設有進料口,脫氨吸附塔1塔底出料口經出料管路10與所述的PO精餾塔2的進料口連接,PO精餾塔2底部設有PO出料管12,PO出料管上設有支路經再沸器4與PO精餾塔2的回流入口連接,PO精餾塔2頂部的輕組分出口與冷凝器3連接,冷凝器3的冷凝液出口與PO精餾塔2的回液口連接,冷凝器3的不凝氣出口與所述的丙烯回收塔5的進料口連接;所述的丙烯回收塔5塔頂設有氣體出口,丙烯回收塔5上部設有進液口與吸收劑進液管路14連接,丙烯回收塔5塔底的出液口與吸收劑進液管路連接使吸收劑形成循環(huán)噴淋;所述的脫氨吸附塔1的出料管路10設有尾氣支路11與尾氣處理塔7的進氣口連接,尾氣處理塔7上部設有洗滌液入口與洗滌液進液管16連接,尾氣處理塔7塔底設有出液口經冷卻器9與洗滌液入口連接用于移除氨溶于水放熱的過程中產生的熱量。
在所述的吸收劑進液管路14上設有吸收劑循環(huán)泵6,在吸收劑循環(huán)泵6的出水口端還設有吸收劑廢水管路15。
在尾氣處理塔7出液口與冷卻器9之間的連接管路上設有洗滌液循環(huán)塔8,在洗滌液循環(huán)塔8的出水口端還設有洗滌液廢水管路17。
所述的脫氨吸附塔1的個數(shù)為至少一個;有至少兩個脫氨吸附塔1時,脫氨吸附塔1并聯(lián)設置。
本發(fā)明所述的設備可以單獨布置,也可以成套撬裝使用。
本發(fā)明方法同樣適用于環(huán)氧乙烷裝置放空氣脫氨并回收環(huán)氧乙烷。
本發(fā)明方法基于的原理:將環(huán)氧丙烷放空氣或無機氨含量在200-5000ppm以下的含氨液態(tài)環(huán)氧丙烷進料通入脫氨吸附塔,將環(huán)氧丙烷中的氨氣吸附脫除,由于脫除了氨氣,從而避免氨氣和環(huán)氧丙烷反應生成高沸點、高凝固點的異丙醇胺去堵塞管道,因此可將物料通入下游的PO精餾塔,控制塔頂?shù)蜏貋砭s,在PO精餾塔中的塔底獲得高純的環(huán)氧丙烷產品。即使有微量的氨氣進入PO精餾塔,由于氨氣屬于輕組分,因此在PO精餾塔中,高濃度的氨氣和環(huán)氧丙烷分別在塔頂和塔底富集,降低了生成重組分異丙醇胺的幾率,從而增大了PO精餾塔的抗堵性能。此外,由于環(huán)氧丙烷和水會發(fā)生劇烈反應,先進入丙烯回收塔就會使得環(huán)氧丙烷直接與吸收劑中的水反應而降低環(huán)氧丙烷收率,因此根據相關產品物性以后,必須先經過PO精餾塔,回收環(huán)氧丙烷以后,剩余的微量環(huán)氧乙烷、乙醛等溶于水或醇水溶液的雜質才去丙烯回收塔洗滌回收丙烯,從而可以最大限度的回收環(huán)氧丙烷和丙烯,減少廢水的生成。
和現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明方法既可作為環(huán)氧丙烷放空氣脫氨回用,也可以單獨用于液相環(huán)氧丙烷產品吸附脫氨,并同時可以適用于環(huán)氧乙烷裝置,是氯醇法企業(yè)和氯堿工業(yè)對尾氣處理,產品加工的好辦法。本發(fā)明涉及的環(huán)氧丙烷放空氣、環(huán)氧丙烷產品脫氨的方法流程簡單,將原來直接排放大氣的尾氣通過裝置脫氨并多級除雜回用以后,徹底脫氨,脫無機氨98%以上,降低了環(huán)境的污染,吸收劑成本低、易獲得的優(yōu)點,屬于環(huán)境友好工藝,物料對設備無腐蝕,能耗低,應用前景廣闊。且本發(fā)明方法能夠回收全部環(huán)氧丙烷和丙烯副產品,按照4萬噸/年PO裝置規(guī)模計,回收環(huán)氧丙烷和丙烯產品可以帶來500萬元/年的副產品收入,能耗僅為150kW,經濟和節(jié)能效益非常顯著。因此本發(fā)明方法對于以氯醇法為工藝的生產企業(yè),4萬噸規(guī)模的環(huán)氧丙烷裝置每年可以為企業(yè)創(chuàng)效1500萬元/年以上,縱觀國內300萬噸/年生產能力,按照50%比例計算,每年也可以創(chuàng)效5億以上。
2、本發(fā)明不需要在系統(tǒng)增加氣提脫氨,所涉及的整體撬裝設備結構簡單,隨用隨走的優(yōu)點,投資低,操作成本低,產品純度高,適合連續(xù)化,半連續(xù)化,規(guī)模化生產。
4、本發(fā)明流程短,丙烯進料濃度無要求,選擇采用水和醇類混合物作為吸收劑,醇類對于醛類雜質溶解度大,所以循環(huán)量對于丙烯的回收純度基本無影響,不會出現(xiàn)因為進料波動而導致回收的丙烯不達標的問題。
附圖說明
圖1為本發(fā)明從環(huán)氧丙烷中脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的設備。
圖中,1-脫氨吸附塔,2-PO精餾塔,3-冷凝器,4-再沸器,5-丙烯回收塔,6-吸收劑循環(huán)泵,7-尾氣處理塔,8-洗滌液循環(huán)泵,9-冷卻器,10-出料管路,11-尾氣支路,12-PO出料管,13-支路,14-吸收劑進液管,15-吸收劑廢水管路,16-洗滌液進液管,17-洗滌液廢水管路。
具體實施方式
下面結合實施例子,對本發(fā)明進一步說明,下述實施例子是說明性的,不是限定性的,不能以下述實施來限定本發(fā)明的保護范圍。
如圖1所示,一種環(huán)氧丙烷中脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的設備,包括脫氨吸附塔1、PO精餾塔2、冷凝器3、再沸器4、丙烯回收塔5、尾氣處理塔7;所述的脫氨吸附塔1塔頂設有進料口,脫氨吸附塔1塔底出料口經出料管路10與所述的PO精餾塔2的進料口連接,PO精餾塔2底部設有PO出料管12,PO出料管上設有支路經再沸器4與PO精餾塔2的回流入口連接,PO精餾塔2頂部的輕組分出口與冷凝器3連接,冷凝器3的冷凝液出口與PO精餾塔2的回液口連接,冷凝器3的不凝氣出口與所述的丙烯回收塔5的進料口連接;所述的丙烯回收塔5塔頂設有氣體出口,丙烯回收塔5上部設有進液口與吸收劑進液管路14連接,在所述的吸收劑進液管路14上設有吸收劑循環(huán)泵6,在吸收劑循環(huán)泵6的出水口端還設有吸收劑廢水管路15,丙烯回收塔5塔底的出液口與吸收劑進液管路連接使吸收劑形成循環(huán)噴淋,吸收劑飽和,吸收效果通過在線分析儀檢測出口氣不合格以后更換吸收劑;所述的脫氨吸附塔1的出料管路10設有尾氣支路11與尾氣處理塔7的進氣口連接,尾氣處理塔7上部設有洗滌液入口與洗滌液進液管16連接,尾氣處理塔7塔底設有出液口經冷卻器9與洗滌液入口連接用于移除氨溶于水放熱的過程中產生的熱量,在尾氣處理塔7出液口與冷卻器9之間的連接管路上設有洗滌液循環(huán)塔8,在洗滌液循環(huán)塔8的出水口端還設有洗滌液廢水管路17。
采用上述設備脫氨并回收環(huán)氧丙烷、丙烯的方法,步驟如下:
步驟(1)、吸附脫氨:將原料通入脫氨吸附塔1,原料自上而下通過吸附劑進行吸附脫氨,脫氨后的物料進入下游的PO精餾塔2;吸附劑進行解析再生,解析出的尾氣進入尾氣處理塔7;
步驟(2)、經步驟(1)中脫氨后的物料在PO精餾塔2進行精餾,得到的環(huán)氧丙烷自PO精餾塔2塔底排出,塔頂輕組分自塔頂排出,塔頂輕組分經冷凝器3冷凝后液相回流至PO精餾塔2,不凝氣去丙烯回收塔5進一步處理;
步驟(3)、在操作壓力0.1-1MPa、溫度10-50℃下,進入丙烯回收塔5的氣體采用吸收劑吸收除去氣體中的環(huán)氧乙烷、微量環(huán)氧丙烷、乙醛、丙醛等雜質,控制吸收劑和氣體的質量比(即液氣比)為5-200:1,獲得丙烯含量不低于98%的氣體;
步驟(4)、步驟(1)解析得到的尾氣進入尾氣處理塔7,采用洗滌液循環(huán)噴淋洗滌后,排放氣達到環(huán)保標準后,直接排入大氣。
實施例1
取環(huán)氧丙烷混合氣體(即環(huán)氧丙烷放空氣),主要成分如下:環(huán)氧丙烷75wt%,丙烯22wt%,氨氣3wt%,以流量2m3/h通入脫氨吸附塔1,自上而下經過3A分子篩(3A分子篩裝填層的直徑即脫氨吸附塔的直徑為200mm,長度為1000mm)進行吸附脫氨,吸附溫度40℃,吸附壓力0.12MPa,脫氨后的氣態(tài)物料自脫氨吸附塔底部出料口排出,物料中氨氣濃度降低至308ppm,脫氨率為98.9%。
實施例2
取環(huán)氧丙烷混合氣體,主要成分如下:環(huán)氧丙烷75%wt,丙烯22%wt,氨氣3%wt,以流量2m3/h通入脫氨吸附塔1,自上而下經過MgO改性的MgO-3A分子篩(分子篩裝填直徑200mm,長度1000mm)進行吸附脫氨,吸附溫度40℃,吸附壓力0.12MPa,脫氨后的氣態(tài)物料自脫氨吸附塔底部出料口排出,物料中氨氣濃度降低至153ppm,脫氨率為99.49%。
其中,MgO-3A分子篩中MgO含量為5wt%,MgO-3A分子篩由以下方法制得:取3A分子篩10g,0.4mol/L的Mg(NO3)2·6H2O溶液35mL,在溫度35℃下將3A分子篩浸漬在Mg(NO3)2·6H2O溶液中,超聲振蕩2h,過濾,沉淀在50℃下干燥24h,然后120℃保持2h,最后在280℃下氮氣保護恒溫1h得到MgO含量5wt%的MgO-3A分子篩。
實施例3
取環(huán)氧丙烷混合氣體,主要成分如下:環(huán)氧丙烷75wt%,丙烯22wt%,氨氣3wt%,以流量2m3/h通入脫氨吸附塔1,自上而下經過SiO2-3A分子篩(分子篩裝填直徑200mm,長度1000mm)進行吸附脫氨,吸附溫度40℃,吸附壓力0.12MPa,脫氨后的氣態(tài)物料自脫氨吸附塔底部出料口排出,物料中氨氣濃度降低至112ppm,脫氨率為99.63%。
其中,SiO2-3A分子篩中SiO2含量為5wt%,SiO2-3A分子篩由以下方法制得:取3A分子篩10g,在35℃下加入環(huán)己烷55mL,再加入5mL的Si(OCH3)4在35℃浸漬,超聲振蕩2h,過濾,在120℃下面干燥24h,在氮氣保護下升溫至550℃并在該溫度下焙燒1h,得到5%wt的SiO2-3A分子篩。
實施例4
取環(huán)氧丙烷混合氣體,主要成分如下:環(huán)氧丙烷75wt%,丙烯22wt%,氨氣wt 3%,以流量2m3/h通入脫氨吸附塔1,自上而下經過MgO-SiO2改性3A分子篩(分子篩裝填直徑200mm,長度1000mm)進行吸附脫氨,吸附溫度40℃,吸附壓力0.12MPa,脫氨后的氣態(tài)物料自脫氨吸附塔底部出料口排出,物料中氨氣濃度降低至45ppm,脫氨率為99.85%。
MgO-SiO2改性3A分子篩中MgO含量3wt%,SiO2含量5wt%,MgO-SiO2改性3A分子篩由以下方法制得:取3A分子篩10g,在35℃下面采用0.4mol/L的Mg(NO3)2·6H2O溶液19mL中浸漬,超聲振蕩2h;過濾,沉淀在50℃下面干燥24h,然后在120℃下干燥2h,最后在280℃下氮氣保護恒溫1h得到3wt%的MgO-3A分子篩;往上述獲得的10.3g強化的MgO-3A分子篩中加入環(huán)己烷55mL,再加入5mL的Si(OCH3)4在35℃浸漬,超聲振蕩2h,過濾,在120℃下面干燥24h,在氮氣保護下在馬弗爐中自動控制50℃/10min的升溫速度升溫至550℃并在550℃下焙燒1h,即得到3%wtMgO-5%wtSiO2改性3A分子篩。
實施例5
取環(huán)氧丙烷混合氣體,主要成分如下:環(huán)氧丙烷75wt%,丙烯22wt%,氨氣3wt%,以流量2m3/h通入脫氨吸附塔1,自上而下經過MgO-SiO2改性3A分子篩(分子篩裝填直徑200mm,長度1000mm)進行吸附脫氨,吸附溫度40℃,吸附壓力0.12MPa,脫氨后的氣態(tài)物料自脫氨吸附塔底部出料口排出,物料中氨氣濃度降低至28ppm,脫氨率為99.91%。
MgO-SiO2改性3A分子篩中MgO含量為5wt%,SiO2含量為5wt%,MgO-SiO2改性3A分子篩由以下方法制得:取3A分子篩10g,在35℃下面采用0.4mol/L的Mg(NO3)2·6H2O溶液35mL中浸漬,超聲振蕩2h;過濾,沉淀在50℃下面干燥24h,然后在120℃下干燥2h,最后在280℃下氮氣保護恒溫1h得到5wt%的MgO-3A分子篩;往上述獲得的10.5g MgO-3A分子篩中加入環(huán)己烷55mL,再加入5mL的Si(OCH3)4在35℃浸漬,超聲振蕩2h,過濾,在120℃下面干燥24h,在氮氣保護下在馬弗爐中自動控制50℃/10min的升溫速度升溫至550℃并在550℃下焙燒1h,即得到5%wtMgO-5%wtSiO2改性3A分子篩。
實施例6
取環(huán)氧丙烷混合氣體,主要成分如下:環(huán)氧丙烷74wt%,丙烯20.4wt%,乙炔2.5wt%,氨氣2.5wt%,乙醛0.2wt%,丙醛0.1wt%,環(huán)氧乙烷0.3wt%,以流量2.5m3/h通入脫氨吸附塔1,自上而下經過3A分子篩(分子篩裝填直徑200mm,長度1000mm)進行吸附脫氨,吸附溫度30℃,吸附壓力0.16MPa,脫氨后的氣態(tài)物料自脫氨吸附塔1底部出料口排出,物料中氨氣濃度223ppm;經脫氨的物料送入PO精餾塔2,壓力0.14MPa,塔頂溫度6℃,回流比控制150,精餾制得合格的PO產品,自PO精餾塔2底部出料口排出,PO產品純度99.98wt%,氨氣含量30ppm;PO精餾塔2塔頂氣流量為0.51m3/h,質量流量為2.4kg/h,進入丙烯回收塔,以5wt%的乙醇水溶液洗滌,噴淋量控制0.4m3/h(350kg/h),乙醇水溶液可以一直循環(huán)噴淋,直到吸收劑飽和后再進行更換,丙烯回收塔5塔頂獲得98wt%丙烯和2wt%乙炔的混合氣。
脫氨吸附塔1內的吸附劑采用氮氣為解析介質,在壓力0.2MPa、溫度220℃下再生3h,氮氣流量控制為400Nm3/h(366m3/h),再降溫到35℃冷卻1h下一周期備用。解析出的尾氣以550kg/h通入尾氣處理塔7,在溫度35℃、壓力0.18MPa下,通入850kg/h的3wt%的甲醇水溶液洗滌除氨,尾氣處理塔頂排放的合格氮氣中氨氣濃度為46ppm,其中,3wt%的甲醇水溶液循環(huán)噴淋使用,直到洗滌液飽和后再進行更換。
實施例7
取環(huán)氧丙烷混合氣體,主要成分如下:環(huán)氧丙烷74wt%,丙烯20.4wt%,乙炔2.5wt%,氨氣2.5wt%,乙醛0.2wt%,丙醛0.1wt%,環(huán)氧乙烷0.3w t%,以流量2.5m3/h通入脫氨吸附塔1,自上而下經過MgO-SiO2改性3A分子篩(分子篩裝填直徑200mm,長度1000mm,分子篩同實施例5)進行吸附脫氨,吸附溫度30℃,吸附壓力0.16MPa,脫氨后的氣態(tài)物料自脫氨吸附塔1底部出料口排出,物料中氨氣濃度185ppm;將經過脫氨的物料送入PO精餾塔2,塔頂溫度6.5℃,壓力0.14MPa,回流比控制150,精餾制得合格的PO產品,自PO精餾塔2底部出料口排出,PO產品純度99.99wt%,氨氣含量9ppm;PO精餾塔2塔頂氣流量為0.5m3/h,質量流量為2.37kg/h,進入丙烯回收塔,以5wt%的乙醇水溶液洗滌,噴淋量控制0.4m3/h(350kg/h),丙烯回收塔5頂獲得98wt%丙烯和2wt%乙炔的混合氣。
脫氨吸附塔1內的吸附劑采用氮氣為解析介質,在壓力0.2MPa、溫度220℃下再生3h,氮氣流量控制為400Nm3/h(366m3/h),再降溫到35℃冷卻1h下一周期備用。解析出的尾氣以553kg/h通入尾氣處理塔7,在溫度35℃、壓力0.18MPa下,通入850kg/h的3wt%的甲醇水溶液洗滌除氨,尾氣處理塔頂排放的合格氮氣中氨氣濃度為33ppm。
將上述原料氣在相同吸附條件下重復吸附-解析10個周期,吸附劑按照本實施例的再生方法再生。取第10個周期后經過脫氨的物料,此時脫氨以后的尾氣氨含量為22ppm送入PO精餾塔2,塔頂溫度6.5℃,壓力0.14MPa,回流比控制150,塔釜獲得PO產品純度99.99%wt,PO產品中含氨在10ppm。PO精餾塔塔頂氣流量為0.49m3/h,質量流量為2.34kg/h,經過5%的乙醇水溶液洗滌以后,噴淋量控制0.4m3/h(350kg/h),丙烯回收塔頂獲得98wt%丙烯和2wt%乙炔的混合氣。