能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的pet生产系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，包括工艺塔以及并联设置的气提塔和乙醛精馏塔，所述工艺塔的顶端的酯化水出口分别与所述气提塔的酯化水入口和所述乙醛精馏塔的酯化水入口通过酯化管道连接，所述气提塔的气提废水出口和所述乙醛精馏塔的精馏废水出口通过各自对应的回流管道均与所述工艺塔的回流入口连接。本实用新型在正常生产时，优先投运乙醛精馏塔，能够避免汽提塔的高能耗、低效益运行，当乙醛精馏塔检修、维修期间，使用气提塔，保证对PET装置的酯化水不间断的进行预处理，避免乙醛对工艺废水进一步生化处理产生不利影响，其具有低能耗、运行成本低、经济效益高和对环境影响小等特点。
【专利说明】能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种PET装置，尤其涉及一种具有能够回收乙醛以及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET装置。
【背景技术】
[0002]PET装置在反应过程中伴随少量的副反应，副产物主要是乙醛，包括乙二醇脱水生成的乙醛，聚合物降解生成的乙醛。乙醛主要产生于PET装置的酯化段，少量产生于缩聚段，乙醛通过工艺塔顶酯化水和工艺尾气排出PET主装置。
[0003]吨PET产品的酯化水生成量为0.19吨，组成如下:水约97.8wt%，乙二醇
0.3-0.8wt%,乙醛 0.8-1.5wt%, 2-甲基-1,3- 二氧环戊烷 0.3-0.5wt%,其他为 0.1%，总 COD值 20000-40000mg/l。
[0004]吨PET产品工艺废气的生成量为3_7kg，组成如下:乙醛为30wt%，水为36wt%，空气为33wt%，其他为lwt%。
[0005]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。
[0006]目前对于PET装置副产物乙醛的预处理主要有两种方法:
[0007]1、工艺尾气采用淋洗方式，淋洗水和酯化水汽提脱出乙醛，汽提尾气送至PET装置配套热煤炉焚烧，回收乙醛等有机物的热值。
[0008]2、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装置配套热煤炉焚烧，回收乙醛等有机物的热值。
[0009]上述两种方法中，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C0D，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约0.62吨，按燃料油约4000元/吨，吨乙醛焚烧回收的效益只有约2480元，远低于工业乙醛销售价格约7000元/吨。
实用新型内容
[0010]为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，具有低能耗、运行成本低、经济效益高和对环境影响小等特点。
[0011 ] 本实用新型采用的技术方案:
[0012]一种能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，包括工艺塔以及并联设置的气提塔和乙醛精馏塔，所述工艺塔的顶端的酯化水出口分别与所述气提塔的酯化水入口和所述乙醛精馏塔的酯化水入口通过酯化管道连接，所述气提塔的气提废水出口和所述乙醛精馏塔的精馏废水出口通过各自对应的回流管道均与所述工艺塔的回流入口连接。
[0013]优选的，所述乙醛精馏塔从上到下分为填料段和塔板结构段，所述填料段内填充有高效丝网填料，所述塔板结构段内设有塔板结构。
[0014]通常，所述乙醛精馏塔的塔釜内可以安装有加热装置。
[0015]通常，所述乙醛精馏塔的塔顶的乙醛出口可以通过乙醛管道连接有乙醛凝液收集槽，所述乙醛管道上安装有乙醛冷凝器。
[0016]通常，所述气提塔的顶部的尾气出口可以通过气提尾气管道与热煤炉焚烧装置连接；所述气提塔的塔釜的蒸汽入口通过蒸汽管道连接蒸汽锅炉。
[0017]优选的，所述工艺塔的顶端的酯化水出口与所述气提塔的酯化水入口之间的酯化管道以及所述工艺塔的顶端的酯化水出口与所述乙醛精馏塔的酯化水入口之间的酯化管道的酯化主管道上安装有塔顶冷凝器、酯化水收集槽和酯化水进料泵，其中所述塔顶冷凝器相对与所述酯化水收集槽距离所述工艺塔的距离短，所述酯化水收集槽位于所述酯化水进料泵和所述塔顶冷凝器之间。
[0018]进一步的，本实用新型还包括工艺塔尾气淋洗装置，所述酯化水收集槽还可以与所述工艺塔尾气淋洗装置连接。
[0019]优选的，所述气提塔的气提废水出口与所述工艺塔的回流入口之间的回流管道分为主回流管和气提回流分管，所述乙醛精馏塔的精馏废水出口与所述工艺塔的回流入口之间的回流管道分为主回流管道和精馏回流分管，从所述工艺塔到所述主回流管道、所述气提回流分管和所述精馏回流分管的连接处之间的主回流管道依次安装有回流水输送泵和回流凝液收集槽。
[0020]通常，所述气提回流分管上可以安装有气提废水输送泵，所述气提废水输送泵与所述工艺塔之间的气提回流分管上可以设有气提回流支管，所述气提回流支管的另一端可以连接气提污水处理站。
[0021]通常，所述精馏回流分管上可以安装有精馏废水输送泵，所述精馏废水输送泵与所述工艺塔之间的精馏回流分管上可以设有精馏回流支管，所述精馏回流支管的另一端可以连接精馏污水处理站。
[0022]本实用新型的有益效果:
[0023]本实用新型采用乙醛精馏塔和汽提塔并联的形式，既保证了对PET装置酯化水不间断的预处理，又避免了较高的能耗和运行成本。在正常生产时，优先投运乙醛精馏塔，能够避免汽提塔的高能耗、低效益运行，当乙醛精馏塔检修、维修期间，使用气提塔，保证对PET装置的酯化水不间断的进行预处理，避免乙醛对工艺废水进一步生化处理产生不利影响。
[0024]乙醛精馏塔的特殊结构可综合填料塔和板式塔的优势。其上半段采用高效丝网填料设计，提高气液接触面积，提高分离效率，因上半段乙醛浓度较高，通过降低液相停留时间，可减少乙醛自聚发生；下半段采用塔板结构设计，塔板的溢流堰采用加高处理，延长提馏段液相停留时间。提供了 2-甲基-1，3-二氧环戊烷水解反应正向进行的条件。
[0025]本实用新型采用乙醛精馏塔或气提塔塔釜的脱除乙醛的工艺水作为PET装置工艺塔的回流。由于回流水中乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷的浓度非常低，可促使工艺塔液相中2-甲基-1，3-二氧环戊烷的水解向正方向进行，显著降低工艺塔顶乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷的浓度，减轻极性分子之间的作用力，从而降低工艺塔顶乙二醇的浓度，可使工艺塔顶乙二醇的浓度从0.3-0.8wt%降低至0.lwt%以下，降低PET装置的乙二醇单耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的一种实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0027]参见图1，本实用新型涉及一种能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，包括工艺塔I以及并联设置的气提塔2和乙醛精馏塔3，所述工艺塔的顶端的酯化水出口分别与所述气提塔的酯化水入口和所述乙醛精馏塔的酯化水入口通过酯化管道连接，所述气提塔的气提废水出口和所述乙醛精馏塔的精馏废水出口通过各自对应的回流管道均与所述工艺塔的回流入口连接。本实用新型采用采用乙醛精馏塔和汽提塔并联的形式，既保证了对PET装置酯化水不间断的预处理，又避免了较高的能耗和运行成本；乙醛精馏塔或气提塔塔釜的脱除乙醛的工艺水作为PET装置工艺塔的回流。由于回流水中乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷的浓度非常低，可促使工艺塔液相中2-甲基-1，3-二氧环戊烷的水解向正方向进行，显著降低工艺塔顶乙醛和2-甲基-1，3-二氧环戊烷的浓度，减轻极性分子之间的作用力，从而降低工艺塔顶乙二醇的浓度，可使工艺塔顶乙二醇的浓度从
0.3-0.8wt%降低至0.lwt%以下，降低PET装置的乙二醇单耗。
[0028]优选的，所述乙醛精馏塔从上到下分为填料段和塔板结构段，所述填料段内填充有高效丝网填料，所述塔板结构段内设有塔板结构。可综合填料塔和板式塔的优势。其上半段采用高效丝网填料设计，提高气液接触面积，提高分离效率，因上半段乙醛浓度较高，通过降低液相停留时间，可减少乙醛自聚发生；下半段采用塔板结构设计，塔板的溢流堰采用加高处理，延长提馏段液相停留时间。提供了 2-甲基-1，3-二氧环戊烷水解反应正向进行的条件。
[0029]通常，所述乙醛精馏塔的塔釜内可以安装有加热装置33。所述加热装置的热源可选用蒸汽或导热油等，其加热方式为间壁加热。
[0030]通常，所述乙醛精馏塔的塔顶的乙醛出口可以通过乙醛管道连接有乙醛凝液收集槽8，所述乙醛管道上安装有乙醛冷凝器32。所述乙醛冷凝器与所述乙醛凝液收集槽之间的乙醛管道上可以设有乙醛支管，其另一端与乙醛精馏塔连接。乙醛精馏塔塔顶气相经乙醛冷凝器后成冷凝液，冷凝液一部分作为精馏塔的回流，一部分经分析合格后作为工艺乙醛产品储存。
[0031]通常，所述气提塔的顶部的尾气出口可以通过气提尾气管道与热煤炉焚烧装置连接4 ;有效回收乙醛等有机物的燃烧热值。所述气提塔的塔釜的蒸汽入口通过蒸汽管道连接蒸汽锅炉5。
[0032]优选的，所述工艺塔的顶端的酯化水出口与所述气提塔的酯化水入口之间的酯化管道以及所述工艺塔的顶端的酯化水出口与所述乙醛精馏塔的酯化水入口之间的酯化管道的酯化主管道上安装有塔顶冷凝器11、酯化水收集槽13和酯化水进料泵14，其中所述塔顶冷凝器相对与所述酯化水收集槽距离所述工艺塔的距离短，所述酯化水收集槽位于所述酯化水进料泵和所述塔顶冷凝器之间。
[0033]进一步的，本实用新型还包括工艺塔尾气淋洗装置12，所述酯化水收集槽还可以与所述工艺塔尾气淋洗装置连接。其淋洗水可采用低温脱盐水。PET装置的工艺尾气采用低温除盐水淋洗，乙醛易溶于水，淋洗水可吸收尾气中绝大部分乙醛。淋洗水和PET装置工艺塔顶全部酯化水合并自流至酯化水收集槽，同理，所述工艺塔的酯化水也利用其高度差自流进入所述酯化水收集槽。
[0034]优选的，所述气提塔的气提废水出口与所述工艺塔的回流入口之间的回流管道分为主回流管和气提回流分管，所述乙醛精馏塔的精馏废水出口与所述工艺塔的回流入口之间的回流管道分为主回流管道和精馏回流分管，从所述工艺塔到所述主回流管道、所述气提回流分管和所述精馏回流分管的连接处之间的主回流管道依次安装有回流水输送泵15和回流凝液收集槽16。
[0035]本实用新型还设有换热器，所述换热器的加热通道与所述工艺塔与所述精馏塔之间的酯化管道连接，所述换热器的热源通道与所述精馏回流分管连接。酯化水在进入精馏塔之前先与精馏塔工艺废水换热，回收工艺废水的余热。
[0036]通常，所述气提回流分管上可以安装有气提废水输送泵21，所述气提废水输送泵与所述工艺塔之间的气提回流分管上可以设有气提回流支管，所述气提回流支管的另一端可以连接气提污水处理站6。
[0037]通常，所述精馏回流分管上可以安装有精馏废水输送泵31，所述精馏废水输送泵与所述工艺塔之间的精馏回流分管上可以设有精馏回流支管，所述精馏回流支管的另一端可以连接精馏污水处理站7。
[0038]当然，所述气提污水处理站与所述精馏污水处理站可以为同一个污水处理站。
[0039]在实际使用过程中，可以在气提塔与工艺塔之间的酯化管道以及精馏塔与工艺塔之间的酯化管道上可以设置控制气提塔和工艺塔相对应的酯化管道通断的阀门，在正常生产时，优先投运乙醛精馏塔，能够避免汽提塔的高能耗、低效益运行，当乙醛精馏塔检修、维修期间，使用气提塔，保证对PET装置的酯化水不间断的进行预处理，避免乙醛对工艺废水进一步生化处理产生不利影响。
[0040]本实用新型相比单纯的汽提处理方法(【背景技术】中方法I和方法2)，投资成本增加一倍左右，但是由于工业乙醛的附加值较高，根据前文所述，气提尾气送至热煤炉焚烧，焚烧热值的贡献仅折约2480元/吨乙醛，相比工业乙醛的销售价格7000元/吨，本实用新型的效益是单纯汽提处理方法的2.8倍，运行成本而言，本实用新型低于采用单纯的汽提处理方法。
[0041]本实用新型相对于聚酯废水中回收乙二醇和乙醛的方法(专利申请号:201010602167.7)，从收益上来说，乙醛的收率差别不大，对于乙二醇的回收，本是从是从根本上减少工艺塔顶的乙二醇含量，而对比专利需采用蒸馏的方法回收的乙二醇含水量较高，需要在工艺塔中进一步脱水才能回用，且含有多种杂质，回用品级较差。
[0042]从投资成本来说，本实用新型少了乙二醇蒸馏塔及配套加热和输送装置，以及可能需要的汽提尾气冷凝和储存输送设备，因此，保守估计本实用新型投资节省至少40%。
[0043]从运行成本来说，据保守测算，对比专利的能耗折合1.2吨标油/吨乙醛以上，而本实用新型的能耗成本测算如下:
【权利要求】
1.一种能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，包括工艺塔，其特征在于还包括相互并联设置的气提塔和乙醛精馏塔，所述工艺塔的顶端的酯化水出口分别与所述气提塔的酯化水入口和所述乙醛精馏塔的酯化水入口通过酯化管道连接，所述气提塔的气提废水出口和所述乙醛精馏塔的精馏废水出口分别通过各自对应的回流管道与所述工艺塔的回流入口连接。
2.根据权利要求1所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述乙醛精馏塔从上到下分为填料段和塔板结构段，所述填料段内填充有高效丝网填料，所述塔板结构段内设有塔板。
3.根据权利要求2所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述乙醛精馏塔的塔釜内设有加热装置。
4.根据权利要求3所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述乙醛精馏塔的塔顶的乙醛出口通过乙醛管道连接有乙醛凝液收集槽，所述乙醛管道上安装有乙醛冷凝器。
5.根据权利要求1所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述气提塔的顶部的尾气出口通过气提尾气管道与热煤炉焚烧装置连接，所述气提塔的塔釜的蒸汽入口通过蒸汽管道连接有蒸汽锅炉。
6.根据权利要求1-5任一项所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述工艺塔的顶端的酯化水出口与所述气提塔的酯化水入口之间的酯化管道以及所述工艺塔的顶端的酯化水出口与所述乙醛精馏塔的酯化水入口之间的酯化管道的酯化主管道上安装有塔顶冷凝器、酯化水收集槽和酯化水进料泵，其中所述塔顶冷凝器相对于所述酯化水收集槽距离所述工艺塔的距离短，所述酯化水收集槽位于所述酯化水进料泵和所述塔顶冷凝器之间。
7.根据权利要求6所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于还包括工艺塔尾气淋洗装置，所述酯化水收集槽还与所述工艺塔尾气淋洗装置连接。
8.根据权利要求1-5任一项所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述气提塔的气提废水出口与所述工艺塔的回流入口之间的回流管道分为主回流管和气提回流分管，所述乙醛精馏塔的精馏废水出口与所述工艺塔的回流入口之间的回流管道分为主回流管道和精馏回流分管，从所述工艺塔到所述主回流管道、所述气提回流分管和所述精馏回流分管的连接处之间的主回流管道依次安装有回流水输送泵和回流凝液收集槽。
9.根据权利要求8所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述气提回流分管上安装有气提废水输送泵，所述气提废水输送泵与所述工艺塔之间的气提回流分管上设有气提回流支管，所述气提回流支管的另一端连接气提污水处理站。
10.根据权利要求8所述的能够回收乙醛及降低工艺塔顶乙二醇含量的PET生产系统，其特征在于所述精馏回流分管上安装有精馏废水输送泵，所述精馏废水输送泵与所述工艺塔之间的精馏回流分管上设有精馏回流支管，所述精馏回流支管的另一端连接精馏污水处理站。
【文档编号】C07C47/09GK203794819SQ201420056102
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】周华堂, 曾文兵, 许贤文, 李利军, 顾爱军, 俱虎良, 陈久波, 张宇航 申请人:中国昆仑工程公司, 中国纺织工业设计院