[实用新型]一种利用二氧化碳生产正丙醛的装置

摘要

本实用新型公开了一种利用二氧化碳生产正丙醛的装置，以二氧化碳为原料，包括原料混合单元、缓冲单元、反应单元、余热回收单元、急冷单元、压缩单元、分离单元、PSA单元以及正丙醛生产单元，利用二氧化碳制取乙烯、一氧化碳、氢气并将其产物之一合成气作为下游正丙醛生产单元的原料供应；利用工艺所产生的废气作燃料增发蒸汽，既满足了本装置的能耗需求，又节省了蒸汽资源，做到了能量最大化的循环利用，降低了污染物排放量和排放浓度，满足环保要求，后续工艺为前面工艺提供原材料氢气，提高物料的转化率，避免污染大气和能源浪费；解决了下游装置对乙烯、氢气和一氧化碳原料的来源问题，完善了企业的产品多元化，提高了企业核心竞争力。

主权项

一种利用二氧化碳生产正丙醛的装置，其特征在于按反应步骤依次包括原料混合单元(1)、缓冲单元(2)、反应单元(3)、余热回收单元(4)、急冷单元(5)、压缩单元(6)、分离单元(7)、PSA单元(8)、正丙醛生产单元(9)；其中所述反应单元(3)为带有进料预热器的反应炉(31)；所述反应炉(31)内有反应炉管(32)；所述余热回收单元(4)包括一级废热锅炉(41)和二级废热锅炉(42)；所述急冷单元(5)为包括塔顶分液罐(51)、塔底急冷水泵(52)以及塔底过滤器的急冷塔；所述压缩单元(6)包括一级压缩系统(61)、吸收塔脱碳系统(62)、再生塔系统(63)、脱苯干燥系统(64)以及二级压缩系统(65)；所述分离单元(7)包括冷箱(71)、脱甲烷塔系统(72)、乙烯塔系统(73)以及脱乙烷塔系统(74)；所述脱甲烷塔系统(72)塔底连接有重沸器(721)；所述乙烯塔系统(73)为上塔(731)和下塔(732)热冷分离结构，其中上塔(731)通过乙烯泵(733)连接有乙烯罐(734)；所述正丙醛生产单元(9)按反应流程依次包括乙烯合成气净化系统(91)、加热器(92)、氢甲酰化反应釜(93)、冷却器(94)、液液静置分层罐(95)、精馏塔(97)、油水分相器(98)以及回收塔(99)；所述冷却器(94)还连接有气液分离罐(96)；其中，原料混合单元中三股进料乙烷和循环乙烷、二氧化碳和循环二氧化碳、水蒸气进行混合后进入缓冲单元，随后进入反应单元中进行反应；生成主产品乙烯，以及一氧化碳、氢气、甲烷、C³⁺烃类、水等副产品；反应炉出口气体为高温过程气，随后进入余热回收单元进行发汽，副产品作为本装置的燃料进行循环利用；循环乙烷来自后续分离单元脱乙烷塔系统反应分离进行循环再利用；循环二氧化碳来自压缩单元再生塔系统出气的循环再利用；水蒸气来自压缩单元脱苯干燥系统进行循环再利用；来自反应单元的高温过程气，进入余热回收单元经过一级废热锅炉后发汽作为后续压缩单元压缩系统热源使用；经二级废热锅炉后发汽作为后续压缩单元再生塔系统热源使用；经余热回收单元后的高温过程气进入急冷单元后进入下一级压缩单元；急冷塔底端急冷水部分处理后作为后续分离单元热源使用；降温后的过程气经一级压缩系统、脱碳、脱苯、干燥、二级压缩系统，继续加压然后进入下一级分离单元；自压缩单元来的过程气首先和脱甲烷塔系统塔底物料换热，经分液后的过程气进入冷箱换热逐步冷却，冷箱底部液体直接作为脱甲烷塔系统的进料，冷箱顶部气相作为粗合成气进入后续PSA单元；脱甲烷塔系统塔底采用急冷水作为重沸器热源，塔底C²⁺物料与进料过程气换热后经碳二加氢系统处理去除乙炔杂质后再进入乙烯塔系统，冷箱顶部气相和脱甲烷塔系统顶气合并，升温后进入PSA单元；经加氢后的C²⁺物料直接进入乙烯塔下塔，乙烯塔系统内不凝气经压力控制后进入压缩单元循环压缩以最大程度回收乙烯；用乙烯送出泵抽出乙烯，送至乙烯罐储存；回收乙烯后的C²⁺物料在乙烯塔底，经压力控制后进入脱乙烷塔系统；冷凝后的液体作为塔的回流，不凝气即循环乙烷，经压力控制后首先进入冷箱回收冷量，升温后作为反应原料使用；塔底物料为C³⁺，水冷后分为两路，一路经加压继续降温后作为脱苯干燥系统的洗涤液使用，另外一路直接作为装置或余热回收系统燃料使用；粗合成气进入PSA单元，经过气液分离器后通过变压吸附系统PSA得到氢纯度≥99.99％的产品氢气，产品氢气输出界外；PSA解析气送出界外；该解析气经处理后作为合成气原料供下游使用，与装置的其他产品共同作为正丙醛生产单元的反应原料；前段反应输出的合成气以及乙烯经压缩升压、升温后进入氢甲酰化反应釜进行羰基合成反应，产生的反应热经外循环冷却器冷却取走；反应完成后，反应产物先经冷却器降温后进入液液静置分层罐及气液分离罐，前者分离出水相回系统循环利用，有机相经精馏塔得到合格正丙醛，一部分作为后续下游产品的生产原料，一部分作为产品进行外售；同时气液分离罐分离的气相作为装置燃料循环利用，冷却后的液相回到液液静置分层罐；塔底含大量水的废液经油水分相器进分离出水相直接回氢甲酰化反应釜回收利用，油相去回收塔回收利用。