[发明专利]苯胺后处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于化工设备领域，特别涉及一种同时实现催化剂粉尘处理、降低苯胺中硝基苯含量功能的设备与方法。

背景技术

苯胺是一类非常重要的化工产品。随着聚氨酯在建筑业、汽车、电器及包装材料等领域的广泛应用，聚氨酯的主要原料甲基二异氰酸酯(简称MDI，由苯胺制备而得)的产量迅速提高，导致苯胺消费量的大幅度增加。目前苯胺主要用于MDI和橡胶助剂的生产，还可用于农药、有机颜料和医药领域等，世界的年需求量约在400万吨左右。

目前工业化生产苯胺的方法有三种，即硝基苯液相加氢法，硝基苯气相加氢法，苯酚氨化法。苯酚氨化法强烈依赖于苯酚的来源，而硝基苯液相加氢法所用催化剂为铂或钯催化剂，价格非常昂贵且由于颗粒微细，随液相流出反应器后，回收困难。直接影响整个苯胺生产的成本。所以大多数厂家均采用硝基苯气相加氢法制备苯胺。其基本过程是将硝基苯和氢气同时加热汽化，通入流化床反应器，在金属负载型催化剂(大多数为铜基催化剂)的作用下，在240-320℃时生成苯胺。190-240℃的反应气体出流化床反应器后，经多级换热器冷凝及苯胺与水静置分层后，得到苯胺粗品(室温)。然后由外界供热进行苯胺与水的分馏，及苯胺与硝基苯的精馏，得到高纯度的苯胺产品。

制备苯胺用的铜基催化剂的强度不高，在苯胺流化床中长期磨损后会形成许多小于10微米的颗粒。这部分颗粒超出了流化床中旋风分离器的捕集能力，被气流带到换热器中。当粗苯胺在多级换热器中被逐渐冷却时，液体物料变粘。由于换热管的管径细且管道折弯多，催化剂会在换热器中逐渐沉积。换热器的管道被逐渐堵塞，过程的阻力逐渐增加，使得输送气体与硝基苯等的机械装置有可能高负荷运行或过载，电能消耗大量增加。严重时，4-5个月后换热器基本完全堵塞，必须停车清理，影响正常生产。拆开清理换热器既费时又污染环境。这种间歇操作、不环保的做法会随着苯胺装置的大型化，显得越发不经济、不利于过程连续化操作与环境保护。同时，目前技术的冷却方法，使苯胺与硝基苯同时被冷却而存在于有机相中。如果前面的流化床工艺存在波动，则使后面的苯胺精制受到极大影响，不利于稳定操作。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种直接处理含苯胺、水、氢气、硝基苯及催化剂颗粒的过热气体系统，使含固体细颗粒的热气流不经过换热器，而直接进入催化剂粉尘处理与降低苯胺中硝基苯含量的装置中。在该装置中，固体粉尘被液体浇淋后在塔底排出。利用该技术可彻底解决苯胺反应器后面换热器被粉尘堵塞的问题，真正实现连续化操作。同时设置分离区可以降低出该装置的气体中的硝基苯含量，增加后续系统的操作弹性。

本发明的技术方案如下：

1.一种苯胺后处理系统(1)，其特征在于该系统包括：

(1).一个催化剂粉尘处理与降低苯胺中硝基苯含量的装置(2)，该装置包括：

(a)一个气体入口(2a)，该入口(2a)与装置(2)的筒壁相连。

(b)一个设置在装置(2)下部的循环液体出口(2c)。(2c)与装置(2)的筒壁相连。

(c)一个设置在气体入口(2a)上方的阻止颗粒向上运动的多层斜向挡板区(3)；多层斜向挡板区(3)与装置(2)的筒壁相连。

(d)一个设置在多层斜向挡板区(3)上方的浮阀结构区(4)。浮阀结构区(4)与装置(2)的筒壁相连。

(e)一个设置在多层斜向挡板区(3)与浮阀结构区(4)之间的循环液体入口(2d)。该入口(2d)与装置(2)的筒壁相连。

(f)一个设置在浮阀结构区(4)上方的气体与液体混合物的出口(2e)。该入口(2e)与装置(2)的筒壁相连。

(g)一个设置在浮阀结构区(4)上方的回流液入口(2f)。该入口(2f)与装置(2)的筒壁相连。

(h)一个设置在装置(2)底部的含颗粒的液体的排出口(2b)，该出口(2b)与装置(2)筒壁相连，并通过管道与沉降槽(5)相连。

(2)一个用于收集固体粉尘的沉降槽(5)；

(3)一个或多个与液体管道相连的换热装置(6，7)；

(4)一个用于完全转化硝基苯的固定床(8)；