[发明专利]一种氧化脱氢制丁二烯装置的废热回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及丁二烯生产领域，更进一步说，是涉及一种氧化脱氢制丁二烯装置的废热回收方法。

背景技术

丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯，目前工业上主要是通过三种溶剂萃取精馏的方法，从蒸汽裂解制乙烯副产的混合C₄馏分中抽提得到丁二烯产品，它们分别是乙腈法、DMF法和NMP法，这三种方法具有成本低和污染小的经济优势，但是随着轻烃裂解、乙烷脱氢、C₁原料制乙烯等新乙烯生产新工艺的研发及推广应用，乙烯生产中副产的丁二烯将难以满足持续增长的市场需求。同时，为进一步对醚后C₄中的丁烯加以利用而提高全厂性经济效益，采用丁烯氧化脱氢的方法制丁二烯的技术得到进一步推广和应用，并在近期得到迅猛的发展，但是丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法具有能耗高和污染重的特点，特别是废水的热回收是节省装置能耗的一个重要手段。在现有的氧化脱氢制丁二烯的工艺流程中，主工艺流程基本是由脱烷烃单元、丁烯氧化单元和丁二烯抽提单元组成，其中脱烷烃单元中的丁烷分离塔再沸器、氧化单元中的丁烯蒸发器和丁二烯抽提单元的脱重塔再沸器都采用蒸汽凝液为热源。丁烯氧化单元分为氧化脱氢反应部分和油吸收部分，目的在于通过丁烯氧化脱氢反应，生成丁二烯、C₄炔烃及醛、酸、酮、醇、CO₂、CO等副产物的高温生成气，通过水冷系统和水洗系统将酸、醛、酮和醇类等溶于水的物质从烃中分离出来，再通过油吸收部分将C₄烃从氮气、CO₂、CO等杂质中分离出来，以便进入后续的丁二烯抽提单元进一步分离得到1,3-丁二烯产品。在氧化单元中，反应器出来的生成气被热回收后，经水冷塔进一步冷却后塔釜排出的废水温度高达90℃以上，为了循环使用塔釜排出的废水，不得不将90℃以上的循环洗涤水进一步冷却到40℃以下，水冷塔塔釜排出的循环洗涤水的量非常大，如10万吨/年氧化脱氢制丁二烯装置，循环洗涤水的量高达580吨/小时，将这么大量的循环洗涤水从90℃冷却到40℃需要大量的循环水，可高达3500立方米/小时，这样的工艺是很不经济的，既浪费了废水的热量，同时消耗了大量的循环水。为此，如何利用好这么大的废水热量成为了氧化脱氢制丁二烯装置节能的重要手段。

另外，正如上面所述氧化脱氢单元产生的废水量比较大，且废水中含有有机酸，主要是甲酸、乙酸、丙酸等，这些酸虽为弱酸，但仍旧可能强烈腐蚀常见的金属，废水接触的管线、仪表、设备等系统必须采用不锈钢材质，而且在一些温度比较高的地方还得采用更高级的不锈钢，这样导致了装置投资很高。同时如果不处理腐蚀问题，上述水冷塔塔釜排出的循环洗涤水的热量被回收时所接触的设备、管线和仪表等需要从普通碳钢升级更高级的材质而增加额外的投资，从而导致废水热量回收的工艺没有经济性意义。为此，如何利用解决废水腐蚀问题也成为了氧化脱氢制丁二烯装置节省投资的关键。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种氧化脱氢制丁二烯装置的废热回收方法。通过将水冷塔塔釜排出的循环洗涤水在被循环冷却水冷却前送往装置内部，作为以热水为加热介质的加热器和再沸器进行热量回收，使得洗涤水因为热量回收后温度降低而节省了一部分循环冷却水；在氧化单元的水冷系统设置一个化学品注入系统，中和掉装置废水中的有机酸而使得废水不具有腐蚀性，从而将接触废水的不锈钢材质该为了普通碳钢材质。降低了装置的操作成本，提高了装置操作的经济效益。

本发明的目的是提供一种氧化脱氢制丁二烯装置的废热回收方法。

氧化单元中水冷塔塔釜排出的循环洗涤水在被冷却前，作为装置中以热水为加热介质的再沸器和换热器的热源进行热量回收后再被循环冷却水冷却。

可优选：

丁烷分离塔的再沸器是以氧化单元水冷塔塔釜的循环洗涤水为热源；

丁烯蒸发器是以氧化单元水冷塔塔釜的循环洗涤水为热源；

汽化后的丁烯和空气在与水蒸汽混合前，先经反应气预热器进行加热，加热器以氧化单元水冷塔塔釜的循环洗涤水为热源；

脱重塔再沸器是以氧化单元水冷塔塔釜的循环洗涤水为热源。

本发明的方法还可以：

在氧化单元中水冷塔塔釜排出的循环洗涤水管线上注入碱液以中和循环洗涤水中的有机酸；碱液浓度为0.5-30wt%，优选为1～15wt%；

所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种。