一种回收甲烷磺酸的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种回收甲烷磺酸的装置及方法，属于石油化工分离技术领域。
【背景技术】
[0002]甲烷磺酸(MSA)是一种无色或微棕色油状液体，低温下为固体，高沸点的强酸，熔点20°C，沸点167°C (13.33kPa)，相对密度1.4812 (18°C )，溶于水、醇和醚时会放出大量的热，不溶于烷烃、苯、甲苯等，对沸水、热碱液不分解，对金属铁、铜和铅等有强烈腐蚀作用，是医药和农药的原料，还可用作脱水剂、涂料固化促进剂、纤维处理剂、溶剂、烷化、酯化和聚合反应催化剂。
[0003]由于MSA用途广泛、用量较大、价格昂贵，所以对MSA回收利用十分必要。
[0004]在现有的MSA回收技术中，存在诸多不足，比如美国专利申请(US4035242和US6531629B1)采用多级减压蒸馏能得到大于99 %的MSA，中国专利申请(申请号为200510002684.X以及申请号为200710000080.0)依次通过浓缩、减压蒸馏、精馏得到高纯MSA。这些方法主要用于一次生产的MSA的提纯，原料相对简单，蒸馏效率较低，路线较长，能耗也较高，尤其是对水含量较高(含水50%左右)，但是不适用于对含有其它高沸点杂质的废MSA (如将MSA作为催化剂用于傅式烷基化反应后的MSA回收)的回收。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种即可用于提纯生产得到的甲烷磺酸又可用于回收废弃的甲烷磺酸的装置及方法，使用本发明提供的回收甲烷磺酸的装置回收甲烷磺酸可以有效去除甲烷磺酸(MSA的水溶液)中的水和杂质，高效、环保的回收利用甲烷磺酸。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种回收甲烷磺酸的装置，该回收甲烷磺酸的装置包括:原料缓冲罐、刮板预热器、刮板蒸发器、刮板分离柱和MSA回收塔；
[0007]其中，所述原料缓冲罐、刮板预热器、刮板蒸发器依次连通；
[0008]所述刮板蒸发器的顶部与所述刮板分离柱连通；
[0009]所述刮板蒸发器的底部与所述MSA回收塔连通；
[0010]所述MSA回收塔的顶部与回收塔冷凝器连通，所述MSA回收塔的底部两侧分别与MSA冷却器、回收塔再沸器连通；
[0011]所述MSA回收塔与所述原料缓冲罐连通。
[0012]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，MSA回收塔的顶部出料口与原料缓冲罐连通，用于对MSA回收塔塔顶残留的MSA进行回收。
[0013]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，优选地，所述刮板蒸发器与所述MSA回收塔之间设置有刮板冷却器。
[0014]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，优选地，所述刮板冷却器设置在所述刮板蒸发器的底部。
[0015]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，优选地，所述刮板分离柱的顶部与刮板一级冷凝器连通，所述刮板一级冷凝器的顶部与刮板二级冷凝器连通。
[0016]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，优选地，所述刮板蒸发器包括加热设备和分离设备。
[0017]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，刮板蒸发器设置有加热设备和分离设备，用于对物料进行加热和分离。
[0018]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，优选地，所述刮板分离柱包括分离塔和二级刮板冷凝器。
[0019]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，所述刮板分离柱用于对物料进行冷凝和分呙。
[0020]本发明中提供的回收甲烷磺酸的装置中，刮板蒸发器不但可以使液体均匀分布到塔内，成均匀膜自上而下流动，实现气液的充分分离，而且可以通过控制刮板与蒸发壁的距离和刮板速率形成的液膜，降低蒸发壁的温度，大大提高蒸发效率的同时有效抑制高温导致的甲烷磺酸的变质。刮板分离柱能有效分离气相中夹带的甲烷磺酸，实现外排废水中无甲烷磺酸残留，提高甲烷磺酸回收率的同时实现无废水排水，高效环保。
[0021]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，优选地，所述回收塔冷凝器为立式回收塔冷凝器。
[0022]在本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，优选地，所述MSA回收塔与所述原料缓冲罐之间设置有回收塔冷却器。
[0023]根据本发明的【具体实施方式】，所述的刮板蒸发器的液相出口设置有MSA冷却器，并与所述MSA回收塔连通。
[0024]本发明提供的回收甲烷磺酸的装置中，通过控制进入原料缓冲罐的原料，调节刮板蒸发器、刮板分离柱和MSA回收塔的温度、压力，可以实现对含水10% -60%—次生产得到的甲烷磺酸的分离提纯及高沸点杂质含量为5% -20%、含水10% -80%的废弃的甲烷磺酸的高效回收。而且甲烷磺酸的回收率可达95%以上，含水小于0.1%，外排水pH为6.5-7.5，基本无废酸水排放，既高效又环保的实现MSA提纯及废弃MSA的回收利用。
[0025]本发明还提供了一种利用上述回收甲烷磺酸的装置实现的回收甲烷磺酸的方法，该方法包括以下步骤:
[0026]甲烷磺酸的水溶液经过刮板预热器预热后，进入刮板蒸发器；
[0027]经过刮板蒸发器的液相物料进入MSA回收塔中；
[0028]MSA回收塔与回收塔再沸器配合使用，物料进入MSA回收塔经加热后部分气化，蒸汽上升至MSA回收塔的塔顶经回收塔冷凝器冷却为液相；
[0029]MSA回收塔塔顶液相经过回收塔冷却器冷却回流至原料缓冲罐循环回收；
[0030]MSA回收塔中的MSA气相经MSA冷却器冷却回收利用，完成对甲烷磺酸的回收。
[0031]本发明提供的回收甲烷磺酸的方法，优选地，所述刮板蒸发器的操作温度为100°C -120°C，操作压力为-0.092MPao
[0032]本发明提供的回收甲烷磺酸的方法，优选地，所述MSA回收塔的操作温度为150°C _180°C，操作压力为-0.092MPao
[0033]本发明提供的上述回收甲烷磺酸的方法，具体包括以下步骤:
[0034]甲烷磺酸的水溶液经过刮板预热器预热到100°C -120°C后，从刮板蒸发器的侧端进入刮板蒸发器中；
[0035]刮板蒸发器中的物料经过加热和分离，气液充分分离，气体从顶部进入刮板分离柱进一步提纯，废水经刮板一级冷凝器及刮板二级冷凝器，冷凝为液相排出；
[0036]刮板蒸发器内的液相物料经过刮板冷却器冷却进入MSA回收塔中；
[0037]MSA回收塔与回收塔再沸器配合使用，物料进入MSA回收塔经加热后部分气化，蒸汽上升至塔顶经回收塔冷凝器冷却为液相；
[0038]MSA回收塔中的液相经过回收塔冷却器冷却回流至原料缓冲罐循环回收；
[0039]MSA回收塔侧线采出MSA气相经MSA冷却器冷却回收利用，随着精馏时间越来越长，残渣在MSA回收塔内累积，通过回收塔再沸器采出，完成对甲烷磺酸的回收。
[0040]本发明提供的回收甲烷磺酸的装置和方法即可用于处理生产得到的甲烷磺酸，又可用于回收废弃的甲烷磺酸。可以实现对含水为10% -60% —次生产得到的甲烷磺酸的分离提纯及高沸点杂质含量为5% -20%、含水10% -80%的废弃的甲烷磺酸的高效回收。甲烷磺酸的收率可达95%以上，含水小于0.1%，外排水的pH为6.5-7.5，基本无废酸水排放，既高效又环保的实现甲烷磺酸提纯及废弃甲烷磺酸的回收利用。
[0041]本发明提供的回收的甲烷磺酸的装置和方法，可以有效除去酸水混合物中的水及杂质，回收利用