一种乙醛回收工艺以及乙醛精馏塔的制作方法

本发明涉及酯化废水预处理领域，特指一种乙醛回收工艺以及乙醛精馏塔。

背景技术：

PET装置在酯化反应过程中伴随少量的副反应，副产物主要是2-甲基-1，3-二氧环戊烷，由于该物质不稳定，在一定温度和压力下存在以下平衡可逆反应：

2-甲基-1，3-二氧环戊烷+水＜＝＝＞乙醛+乙二醇

因此酯化反应副反应生成的2-甲基-1，3-二氧环戊烷，在PET装置的工艺塔中发生了部分分解，从工艺塔顶排出的酯化水中含有乙醛、乙二醇和2-甲基-1，3-二氧环戊烷，以及少量其他有机物。

1吨PET产品的酯化水生成量为0.19吨，组成如下：水97～98wt％，乙二醇0.1～0.3wt％，乙醛0.8～1.0wt％，2-甲基-1，3-二氧环戊烷0.6～0.8wt％，其他0.1～0.2％，总COD值20000～40000mg/l。

由于乙醛对于工艺废水生化处理的细菌有抑制和毒害作用，进入生化处理之前，必须将工艺废水中乙醛的COD贡献值(浓度)降至300mg/l以下，因此，至少需要对PET装置排出的酯化水进行预处理，脱除乙醛。

目前对于PET装置副产物乙醛的预处理主要有三种方法：

1、酯化水采用汽提脱除乙醛，汽提尾气和PET装置的工艺尾气合并送入PET装置配套热媒炉焚烧，回收乙醛等有机物的热值。

其中，尾气输送可采用尾气引射器和风机输送的方式，尾气引射器为专利技术(用射流引射器抽吸聚酯装置尾气进行处理的方法及系统)，专利号：ZL 200910086413.5。

上述方法中，酯化水和工艺尾气中的乙醛经过处理后，均送至热媒炉焚烧，一方面可减少工艺废水的COD，减少污水处理的负担和环境污染。另一方面回收乙醛的燃烧产生的热值。这两种方法能耗较高，且焚烧的方法回收利用乙醛的热值不经济，由于汽提尾气含有80％以上的水蒸汽，因此吨乙醛的回收热值折标油0.6～0.7吨/吨乙醛，按燃料油3500～4500元/吨，吨乙醛焚烧回收的效益只有2200～2600元，远低于工业乙醛销售价格5000～7000元/吨。

2、一种聚酯废水中回收乙二醇和乙醛的方法，专利申请号：201010602167.7。

本技术只涉及聚酯酯化水中乙醛的处理，酯化水先进行汽提，得到的汽提尾气送至乙醛精馏塔，在精馏塔塔顶得到纯度＞95％的工业乙醛产品。塔釜废水泵送至乙二醇蒸馏塔，将废水中的水大部分蒸发，得到浓度＞70％的乙二醇液，返回聚酯装置回用。

这种专利方法首先投资偏高，需要设置三个分离塔及配套设施；另外，能耗较高，汽提塔将消耗大量的汽提蒸汽，乙二醇蒸馏塔也将消耗大量的热量才能将大量的水蒸发去除而得到70％的乙二醇。另外，汽提尾气以气相形式直接送入乙醛精馏塔，乙醛精馏塔为常压操作，乙醛的常压沸点为20.1℃，常压下乙醛不易储存。如乙醛精馏塔采用一定的操作压力，则需要将汽提尾气冷凝，气体凝液以液相的形式进入乙醛精馏塔，那么，汽提尾气的冷凝无论采用空冷或者水冷，都将消耗相当量的电能。

最重要的是，该专利工艺乙醛精馏塔采用填料塔，填料塔停留时间短，不利于2-甲基-1，3-二氧环戊烷的充分分解，该专利工艺将导致乙醛和乙二醇的收率偏低。

3、能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的工艺和系统(专利号ZL 2014 2 0056102.0)该专利工艺将聚酯装置的酯化水不经过汽提，直接送入乙醛精馏塔进行乙醛的回收，然后乙醛精馏塔釜液一部分作为工艺塔的回流，一部分送至污水处理站进一步生化处理。

该专利的优势是工艺能耗较低，能够对乙醛进行提纯回收，但是相对于采用背景技术1和背景技术2，送至污水处理站的废水COD更高。

该技术的缺点是：由于乙醛精馏塔中2-甲基-1，3-二氧环戊烷有一定的分解，导致乙醛精馏塔釜乙二醇含量偏高，一方面影响了乙二醇的回收，另一方面也增加了污水处理站的负荷。因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种乙醛回收工艺以及乙醛精馏塔，本案由此产生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种乙醛回收工艺以及乙醛精馏塔，提高了乙醛的回收利用率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种优化的乙醛回收工艺，包括如下步骤：

从PET装置产生的酯化废水经管道送至汽提塔，采用蒸汽汽提工艺，将酯化水中的乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷汽提出来，形成乙醛、2-甲基-1，3-二氧环戊烷和水蒸汽的混合气体，脱出乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷的酯化废水COD大幅降低，直接送至污水处理站进一步生化处理；将混合气体经过冷凝降温至30℃以下，然后经泵送至乙醛精馏塔中部进行乙醛的提纯，乙醛精馏塔分为下部的提馏段和上部的精馏段，提馏段采用板式塔结构，用于2-甲基-1，3-二氧环戊烷的分解，精馏段采用高效规整填料，用于乙醛的提纯；提纯后的乙醛经乙醛精馏塔塔顶排出，一部分乙醛作为回流，一部分作为产品，经乙醛中间槽取样合格后，送至乙醛储罐，2-甲基-1，3-二氧环戊烷在提馏段分解后，乙醛进入乙醛精馏塔顶部，乙二醇随液相进入乙醛精馏塔釜，在乙醛精馏塔塔釜形成含有6％乙二醇的水溶液，乙醛精馏塔塔釜液还含有少量的乙醛和其他杂质，乙醛精馏塔釜液经过除杂器除杂后返回聚酯装置工艺塔顶作为回流，达到回收乙二醇的目的。

一种乙醛精馏塔，包括下部的提馏段和上部的精馏段，所述精馏段为填料层，所述填料层是以双层丝网制成的波纹填料，在丝网的夹层内装有催化剂；所述提馏段采用板式塔结构，设置16～20块塔板，塔板侧边的堰板高度为70～100mm，从而提高了液相的停留时间。

采用上述方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

利用特定聚酯酯化水的物性特点，结合反应精馏的原理，提高了酯化废水中组分2-甲基-1，3-二氧环戊烷分解率，相比背景技术实现了较高的乙醛收益率，同时利用乙醛精馏和聚酯工艺塔的一体化工艺实现乙醛回收提纯的低能耗。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是乙醛精馏塔的流程示意图；

标号说明

酯化水进料泵1，汽提塔2，汽提废水输送泵3，空冷器4，

汽提凝液槽5，凝液输送泵6，乙醛精馏塔7，填料层71，

堰板72，塔釜输送泵8，除杂器9，乙醛储罐10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示，一种优化的乙醛回收工艺，包括如下步骤：

从PET装置产生的酯化废水通过酯化水进料泵1经管道送至汽提塔2，采用蒸汽汽提工艺，将酯化水中的乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷汽提出来，形成乙醛、2-甲基-1，3-二氧环戊烷和水蒸汽的混合气体(乙醛含量7～12％，水蒸汽85～90％，2-甲基-1，3-二氧环戊烷1～3％)，脱出乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷后的酯化废水COD大幅降低，通过汽提废水输送泵3直接送至污水处理站进一步生化处理；将乙醛、2-甲基-1，3-二氧环戊烷和水蒸汽的混合气体经过空冷器4冷凝降温至30℃以下进入汽提凝液槽5中，然后经凝液输送泵6送至乙醛精馏塔7中部进行乙醛的提纯。

乙醛精馏塔7包括下部的提馏段和上部的精馏段，精馏段为填料层71，填料层71是以双层丝网制成的波纹填料，在丝网的夹层内装有催化剂；提馏段采用板式塔结构，设置16-20块塔板(视实际需求而定具体数值，但塔板过少会影响效果)，塔板侧边的堰板72高度为70～100mm，从而提高了液相溶液在提馏段的停留时间；塔釜采用低压蒸汽提供精馏所需热量，产生的混合蒸汽从塔釜蒸出，蒸汽和凝液逆向接触，在高效塔内件中接触完成传质和传热，在较长的停留时间中，使乙醛与乙二醇的缔合物能够逐板充分分解，使乙醛蒸气富集在塔顶。提纯后的乙醛经乙醛精馏塔7塔顶排出，一部分乙醛作为回流，一部分作为产品，经乙醛中间槽取样合格后，送至乙醛储罐10，2-甲基-1，3-二氧环戊烷在提馏段分解后，乙醛进入乙醛精馏塔7顶部，乙二醇随液相进入乙醛精馏塔7釜，在乙醛精馏塔7塔釜形成含有6％乙二醇的水溶液，乙醛精馏塔7塔釜液还含有少量的乙醛和其他杂质，乙醛精馏塔7釜液通过塔釜输送泵8经过除杂器9除杂，除杂器9底部采用二次热媒或低压蒸汽加热，将回用乙二醇残留的轻组分蒸发，除杂器9底部液相得到一定浓度的回用乙二醇，送到聚酯装置工艺塔顶回流水输送泵前回用，达到回收乙二醇的目的。

1、采用本发明工艺的优势：

采用上述方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.1、与背景技术1相比，同样对PET装置酯化废水进行有效的预处理。背景技术1只是将酯化水中的乙醛、2-甲基-1，3-二氧环戊烷汽提出来送至热媒炉焚烧。而本发明能够回收提纯乙醛和回收2-甲基-1，3-二氧环戊烷分解的乙二醇。

1.2、与背景技术2相比，优点是：①特殊设计的乙醛精馏塔7能够将2-甲基-1，3-二氧环戊烷完全分解，乙醛和乙二醇的回收率提高20％以上。②能耗更低，本发明采用将乙醛精馏塔7釜水除杂后直接返回PET装置工艺塔回流的工艺回收乙二醇，相比背景技术2采用二次汽提塔2蒸馏除尽水，再回收乙二醇的工艺能耗更低。

1.3、与背景技术3相比，优点是：①特殊设计的乙醛精馏塔7能够将2-甲基-1，3-二氧环戊烷完全分解，乙醛和乙二醇的回收率提高15％以上。②酯化废水经预处理后COD更低，背景技术2将聚酯酯化水直接送至乙醛精馏塔7中，2-甲基-1，3-二氧环戊烷经部分分解后导致塔釜废水COD更高，而本发明同背景技术2一样，先经过汽提脱出乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷，汽提废水的乙二醇只有从PET装置酯化水含有的游离乙二醇0.1～0.3％，因而，排至污水处理站的废水COD更低。

1.4、本发明与传统工艺乙醛回收率与能耗的比较

2、本发明乙醛精馏塔与背景技术的对比

上述仅为本发明的具体实施例，同时凡本发明中所涉及的如“上、下、左、右、中间”等词，仅作参考用，并非绝对限定，凡利用本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。