[发明专利]一种丙烷氧化法制丙烯酸尾气的回收工艺

说明书

本发明提供一种丙烷氧化法制丙烯酸尾气的回收工艺，属于丙烯酸尾气处理技术领域。包括：将尾气预热增压后进入氧化反应器中氧化反应；反应尾气依次经蒸汽发生器、尾气预热器II、尾气预热器I、锅炉水预热器、脱盐水预热器回收热量，然后经冷却器、气液分离器后气相中的一部分作为循环气返回至氧化反应器作为冷激气，另一部分经水冷器冷却、增压后进行脱碳、干燥后进入深冷分离装置，经深冷分离后得到的产品中丙烷含量≥99.9％，深冷尾气放空。本发明通过催化氧化法，脱除尾气中的氧气和挥发性有机物，回收丙烷，二氧化碳、氮气，实现废气的零排放。本发明工艺投资少、废物和污染物排放极低、经济效益好，为丙烷氧化制丙烯酸的大规模工业化提供保障。

技术领域

本发明属于丙烷制丙烯酸尾气处理技术领域，具体为一种丙烷氧化法制丙烯酸尾气的回收工艺。

背景技术

丙烯酸是现代化工中重要的有机中间体和精细化工原料，主要用于生产高吸水性树脂和丙烯酸酯。丙烯酸及其酯类拥有α、β不饱和羧酸结构，可以是塑性聚合物，也可以是交联聚合物，可具有不同的粘度、硬度等特性，因此丙烯酸及其衍生物广泛应用于化工、皮革、食品、纺织等各行业。

丙烯酸的生产工艺有氯乙醇法、高压Reppe法、烯酮法和丙烯腈水解法、丙烯氧化法等。由于丙烯两步氧化法中丙烯转化率较高，因此，目前工业上丙烯酸生产以此方法为主，但长远来看，丙烯储量有限且价格昂贵，而丙烷资源丰富、价格低，因此采用丙烷氧化法制丙烯酸，不仅解决了丙烯短缺的实际问题，还具有巨大的经济效益。

由于丙烷没有单电子和空轨道的结构，且C-H键能较高，因此活化C-H键比活化C-C键需要更多的能量，因此丙烷氧化过程中，C-C键断裂将不可避免，这导致一系列副反应，不仅降低了选择性，产生了副产物如一氧化碳、二氧化碳等，而且使分离丙烯酸后的尾气中含有国家环保法规限制排放的多种挥发性有机物(丙烯、丙烷、丙烯酸、丙酮、丙酸等)，且浓度大大超过了限排标准，因此，必须进行治理才能排放。

目前处理丙烯酸废气多采用传统的高温燃烧法，燃料为燃料气或燃料油，其原理是将丙烯酸尾气、燃料和空气在高温焚烧炉(750℃～800℃)燃烧，使尾气中挥发性有机物、一氧化碳等转化为无毒的二氧化碳和水蒸汽排出，同时回收高温尾气的热量用于副产蒸汽。但此法会消耗大量的燃料气或液化气，成本较高，影响了经济效益。

由于丙烯酸尾气中含有未反应的氧气，因此催化氧化法处理丙烯酸尾气得到了越来越多的关注。现有的采用催化氧化工艺，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水后进入蒸汽过热器和废气加热器回收热量后排入烟囱。此法对于丙烯两步氧化法制丙烯酸尾气非常有效，但由于丙烷氧化法制丙烯酸工艺中的丙烷转化率低，导致尾气中含有部分未转化丙烷(≥5％)，若直接采用催化氧化法，反应后的尾气不仅含有氮气、水、二氧化碳，还含有可观的未氧化丙烷。显然，氮气、二氧化碳、丙烷不经过回收直接排放至大气不仅影响了企业的经济效益，还将带来环境问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烷氧化法制丙烯酸尾气的回收工艺，采用本发明工艺对丙烯酸尾气进行处理，可以实现对尾气中丙烷的回收，从而降低前工序丙烷氧化制备丙烯酸中丙烷的消耗。采用本发明工艺可以实现对丙烯酸尾气中二氧化碳、氮气的回收，实现废气的零排放。本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种丙烷氧化法制丙烯酸尾气的回收工艺，包括以下步骤：

1)将丙烷氧化法制丙烯酸的尾气经尾气预热器Ⅰ预热后进入尾气鼓风机增压，再经尾气预热器Ⅱ预热后进入氧化反应器中与催化剂床层接触进行氧化反应；

2)氧化反应器出口的反应尾气依次经蒸汽发生器、尾气预热器II、尾气预热器I、锅炉水预热器、脱盐水预热器回收热量，然后经冷却器冷却后再经气液分离器分离出液相，气相中的一部分作为循环气经循环气压缩机增压后返回至氧化反应器作为冷激气，另一部分经水冷器冷却、反应尾气压缩机增压后进入湿法脱碳装置脱除反应尾气中的二氧化碳；