[发明专利]改进的含硫残渣处理系统

说明书

概括地说，本发明涉及在工业生产作业中的残渣处理领域，更具体地说，本发明涉及一种用于处理含硫残渣物流以回收有价值的有机组分的改进的任选为一体化的残渣处理系统。使用该改进方法可大幅度降低投资和操作费用。

在各种大规模工业生产作业中，含硫残渣物流是作为生产过程的副产品产生的。这种含硫残渣物流产生于多种生产过程中，这些过程包括但不限定为生产(甲基)丙烯酸及其酯、(甲基)丙烯腈、氰化氢、己内酰胺、三烷基胺的生产过程，石油炼制作业，炼钢和发电厂作业。这些含硫残渣物流通常含有有价值的有机组分。

要求回收这些有机组分以提高生产过程的总收率。因为大规模工业生产市场对成本极为敏感，任何生产方法的改进，无论多么微小的改进都能对生产厂家的生产成本产生非常大的有利影响，所以特别需要回收这些有机组分。另外还要求尽量除去残渣物流中的水，使必须在下游作业中处理或加工的剩余残渣最少。另一个目的是净化残渣，使其更易于处理。

传统的含硫残渣物流处理系统是间歇或连续方法，一个装有残渣物流的汽提釜只与直接蒸汽接触，或只用直接蒸汽加热，以蒸发和除去残渣物流中的有机组分和水。本申请中使用的术语“直接蒸汽”表示直接喷射到釜内的蒸汽，蒸汽在釜内与方法物流直接接触。一旦从残渣物流中脱出这些有机物，这些有机物可以骤燃、冷凝或循环回方法中。如果进行循环，则通常涉及其它复杂的设备和非常大的投资资本。刨除回收的有机物后剩余的残渣是浓缩的含硫残渣物流，可以处理掉或例如采用酸再生法或硫酸铵生产法进行加工。如果进行酸再生操作，则浓缩残渣可以在炉内煅烧，以回收硫的价值，最终形成如硫酸的化合物。

传统的含硫残渣物流直接蒸汽处理方法有许多问题。首先，当在处理过程中用直接蒸汽作为热源时，因为通过直接蒸汽向残渣物流中连续加入水，所以不可能将残渣浓缩到最佳程度。具体来说，加入直接蒸汽会蒸发大部分有机物，但是也使一些直接蒸汽冷凝到物流中。因此，该残渣物流中有机物的浓度更低，而水的浓度更高。这对于下游的加工装置是不利的，因为在汽提后的残渣中有更多的水需要加工或处理。在酸再生法或硫酸铵生产过程中，汽提后的残渣中有更多的水意味着必须使用更大的设备和更多的能量来煅烧或浓缩残渣。事实上，为了对残渣进行最好的脱水，需要附加的二次脱除步骤，这本身就非常昂贵。

传统的直接蒸汽处理系统的另一个缺点是方法的操作温度收到限制。为了最好地回收有机物，必须使用高温。但是，用传统的直接蒸汽系统不可能达到高温，因为对于给定的操作压力，在残渣物流中加入的水限制了平衡沸点，因此限制了系统的温度。因为系统能够达到的最高温度是有限的，所以能够从系统中脱除的有价值的有机物和水的量是极有限的。这将导致总收率的损失。

直接蒸汽处理系统的另一个缺点是它们易于结垢，造成停产时间和清洁费用非常大。直接蒸汽可以将残渣物流中的一些组分聚合，因此形成难处理的固体，这些固体很难脱除，并且脱除它们费用非常大。这种结垢的趋势使残渣的处理和泵送极为困难。

传统的直接蒸汽处理作业的另一个缺点是将直接蒸汽导入汽提釜的喷射器有被高腐蚀性的含硫残渣物流与直接蒸汽的混合物腐蚀的趋势。其它可能被腐蚀的设备包括汽提釜的管线。更换这些设备费用很高，更换设备所造成的停产费用更高。

另外，生产厂家因为不能从含硫和不含硫的废物流中回收有价值的有机组分而受到总收率的其它损失，这些废物流通常被处理掉。本申请中使用的术语“废物流”表示在化学加工作业中形成的非产品物流，其中含有水、有机物和/或聚合物，可以是蒸气或液体形式。

例如，在甲基丙烯酸甲酯(“MMA”)方法中，一般要将称为“碎屑物流”的液体废物流处理掉，这将导致总收率的损失。本申请中使用的术语“碎屑物流”表示在MMA生产过程的分离或提纯步骤中形成的含有一种或多种聚合物的废物流。碎屑物流包括有价值的有机组分，这些有机组分包括如聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸(“MAA”)、MMA、甲醇及其它以前被传统的残渣处理系统忽略的有价值的有机物。因为在废物流如MMA碎屑物流中的这些有机物难以加工，并且通常本身具有结垢趋势，所以一般都不予理睬。因此，这些废物流中的有机物在传统方法中损失掉，并且损及总收率。

总之，用于含硫残渣处理的传统直接蒸汽处理系统因为增加投资成本、操作费用和收率损失大而称为生产厂家的难题。

因此，目前需要一种有效的、低操作费用和低投资成本的处理含硫残渣物流的方法，以便能使物流中移出最佳量的有价值有机物和水。