一种酚氨回收装置的制作方法

本实用新型属于煤化工领域，例如固定床碎煤加压汽化技术领域，特别是一种酚氨回收装置。

背景技术：

在固定床碎煤加压汽化过程中会产生含尘油煤气水，含尘油煤气水在煤气水分离装置减压至常压后，利用重力沉降的原理分离出重质焦油和轻质油，然后将富含酚类及氨的煤气水，输送至酚氨回收装置，具体工艺流程如下：含酚和氨的煤气水经过脱酸塔底酚水换热器预热后，送入脱酸塔将其中的酸性物质CO₂、H₂S分离出来。脱酸后的酚水进入脱氨塔脱除氨气，脱氨后的水采用液-液萃取工艺，通过萃取剂(即溶剂二异丙基醚)与酚水逆流接触将酚萃取出来。萃取后的稀酚水溶液夹带有一部分二异丙基醚，通过精馏将二异丙基醚分离出来。萃取了酚之后的混合液(混合液中包括水、萃取剂和酚)即萃取物，萃取物进入酚氨回收装置中，利用各组分沸点的不同，将二异丙基醚和酚分离以回收溶剂和酚。

酚氨回收装置如图1所示，包括酚塔9、再沸器1、再沸器入口管线4、再沸器出口管线3、冷凝器10、溶剂循环槽7、塔顶回流管线6、回流泵11、产品粗酚管线5和补醚管线8，来自萃取设备的萃取物进入酚塔9中进行精馏操作以分离溶剂和粗酚，酚塔9塔底部分液体通过再沸器入口管线4进入再沸器1中换热后产生上升含醚蒸气，然后再通过再沸器出口管线3循环至酚塔9中，酚塔9塔底粗酚经产品粗酚管线5输入粗酚槽；酚塔9顶部的溶剂经冷凝器10冷却后进入溶剂循环槽7；溶剂循环槽7内的溶剂一部分在回流泵11的作用下通过塔顶回流管线6输入酚塔9中回流；另一部分经补醚管线8输入萃取设备中循环。

但是，上述酚氨回收装置具有以下缺点：①在高负荷情况下酚塔运行工况不佳，运行不稳定，而当酚塔运行不稳定时，酚塔运行温度、压力达不到设计值，比如塔釜温度设计205℃，现状温度在180℃左右波动，塔顶温度设计75℃，现状温度在100℃左右波动；设计压力塔顶10kPa、塔釜30kPa，现状压力塔顶8kPa左右，塔釜压力20kPa左右，进而导致产品粗酚纯度下降，溶剂消耗增大；②回收的产品粗酚纯度不高，导致产品销售价格较低；③通入再沸器的蒸汽有时达不到设定温度，进一步造成塔釜内温度偏低，溶剂不能完全汽化，部分溶剂会随产品粗酚流失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种酚氨回收装置，该酚氨回收装置可在高负荷下稳定运行，进而提高粗酚的纯度，降低溶剂的消耗量。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种酚氨回收装置，包括：

酚塔：用于接收来自萃取设备的萃取物，并将其中的溶剂和粗酚分离；

再沸器：用于接收来自所述酚塔塔底的液体并对其进行加热汽化；

再沸器入口管线：用于将来自所述酚塔塔底的液体输入所述再沸器中；

再沸器出口管线：用于将来自所述再沸器的蒸气输入所述酚塔中循环；

冷凝器：用于接收来自所述酚塔塔顶的溶剂和水并对其进行冷却；

溶剂循环槽：用于接收来自所述冷凝器的溶剂和水；

塔顶回流管线：用于将来自所述溶剂循环槽的一部分溶剂回流至所述酚塔中循环；

回流泵：用于对塔顶回流管线中的溶剂进行提升以将其输入所述酚塔中循环；

产品粗酚管线：用于将来自酚塔塔底的粗酚输入粗酚槽；

补醚管线：用于将来自所述溶剂循环槽的另一部分溶剂和水输入萃取设备；

低压蒸汽管线：设置于所述再沸器入口管线的最低点处，用于通入低压蒸汽以强制溶剂循环。

优选地，所述再沸器入口管线的直径大于所述低压蒸汽管线的直径。

优选地，所述低压蒸汽管线由相连接并连通的第一管线和第二管线组成，所述第一管线与第二管线成角度α，0°＜α＜180°；所述第一管线设置于所述再沸器入口管线内且管口朝向与所述再沸器入口管线内的介质流动方向相同；所述第二管线设置于所述再沸器入口管线的外部用于向所述第一管线通入低压蒸汽。

优选地，60°＜α＜120°。

进一步优选α＝90°。

优选地，所述溶剂为二异丙基醚。

优选地，所述再沸器入口管线的管口在所述酚塔中的高度高于所述产品粗酚管线的管口在所述酚塔中的高度。

优选地，所述再沸器入口管线的管口与所述产品粗酚管线的管口在所述酚塔中的高度差为40-50cm。

优选地，所述塔顶回流管线的管口在所述溶剂循环槽中的高度高于所述补醚管线的管口在所述溶剂循环槽中的高度。

优选地，所述塔顶回流管线的管口与所述补醚管线的管口在所述溶剂循环槽中的高度差为15-25cm。

本实用新型的有益效果在于：(1)本实用新型的酚氨回收装置，设置有低压蒸汽管线，当通入再沸器的蒸汽(一般为中压蒸汽)温度达不到设计值时，再沸器中液体(主要是溶剂、粗酚)汽化量减少，导致进入酚塔的上升蒸气量减少，酚塔运行不稳定，塔釜温度降低(沸点：溶剂＜水＜酚)，使酚塔塔釜内的溶剂不能完全汽化，进而随粗酚产品流失，溶剂消耗量较大。此时通入低压蒸汽，可提高进入再沸器的液体的温度，增大液体的汽化量，实现强制循环并提高塔釜内温度，进一步提高塔顶产品溶剂的纯度及塔釜产品粗酚的纯度，提高设备生产能力，减少溶剂消耗量；

(2)对低压蒸汽管线的具体设置，有助于通过低压蒸汽管线沿液体的流动方向向再沸器入口管线中通入低压蒸汽，方便易操作；

(3)第一管线与第二管线的角度α＝90°时，方便低压蒸汽管线的安装和使用过程中的放置；

(4)由于粗酚的沸点高于溶剂的沸点，粗酚主要位于酚塔中下层，且距离酚塔塔底距离越近粗酚含量越多，塔底主要是粗酚(溶剂含量<0.001wt％)，溶剂主要位于酚塔中上层，且距离酚塔塔顶距离越近溶剂含量越多；当再沸器入口管线的管口在所述酚塔中的高度增加，使再沸器入口管线的管口与粗酚管线的管口存在一定的高度差时，再沸器入口管线管口处液体中可能含有少量的溶剂，通过再沸器入口管线进入再沸器换热后形成上升蒸气，进而促使进入产品粗酚管线的溶剂减少粗酚增加，有助于提高粗酚的纯度；

(5)由于水的密度大于溶剂的密度，水主要位于溶剂循环槽下层，溶剂主要位于溶剂循环槽上层，当塔顶回流管线的管口在所述溶剂循环槽中的高度增加，使塔顶回流管线的管口与补醚管线的管口存在一定的高度差时，进入塔顶回流管线的上层溶剂基本不含水(含水量＜0.1wt％)，而进入补醚管线的下层溶剂含有少量的水(含水量＜1wt％)，若溶剂中带有的水通过塔顶回流管线进入酚塔塔顶时，含水溶剂不断被上升蒸气流加热，由于水的沸点高，会造成酚塔塔顶超温超压，不仅会导致部分萃取物进入溶剂循环槽，进而影响酚塔塔顶的产品质量，也会导致部分溶剂从醚呼吸器冷凝器的呼吸阀流失，进而导致醚耗量大，运行成本大；因此，当塔顶回流管线的管口在所述溶剂循环槽中的高度增加，使塔顶回流管线的管口与补醚管线的管口存在一定的高度差时，进入塔顶回流管线的上层溶剂基本不含水，可仅将尽可能少的水带入酚塔，确保持酚塔塔顶温度、压力的稳定，保证酚塔塔顶的产品质量，降低醚耗量；同时，有助于溶剂的循环利用，减少溶剂的使用量，进而降低运行成本。

附图说明

图1是现有技术中的酚氨回收装置的示意图；

图2是本实用新型的酚氨回收装置在一种实施方式中的示意图；

图3是图2的局部放大图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本实用新型的内容，并不用于限制本实用新型的保护范围。应用本实用新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围内。

如图2、3所示，本实用新型的酚氨回收装置，包括：

酚塔9：用于接收来自萃取设备的萃取物，并将其中的溶剂和粗酚分离；

再沸器1：用于接收来自所述酚塔9塔底的液体并对其进行加热汽化；

再沸器入口管线4：用于将来自所述酚塔9塔底的液体输入所述再沸器1中；

再沸器出口管线3：用于将来自所述再沸器1的蒸气输入所述酚塔9中循环；

冷凝器10：用于接收来自所述酚塔9塔顶的溶剂和水并对其进行冷却；

溶剂循环槽7：用于接收来自所述冷凝器10的溶剂和水；

塔顶回流管线6：用于将来自所述溶剂循环槽7的一部分溶剂回流至所述酚塔9中循环；

回流泵11：用于对塔顶回流管线6中的溶剂进行提升以将其输入所述酚塔9中循环；

产品粗酚管线5：用于将来自酚塔9塔底的粗酚输入粗酚槽；

补醚管线8：用于将来自所述溶剂循环槽7的另一部分溶剂和水输入萃取设备；

低压蒸汽管线2：设置于所述再沸器入口管线4的最低点处，用于通入低压蒸汽以强制溶剂循环。

溶剂即萃取剂。

萃取物即萃取了粗酚之后的混合液，混合液中包括水、萃取剂和粗酚。

与传统的酚氨回收装置相比，本实用新型的酚氨回收装置，再沸器入口管线中沿液体流动方向设有低压蒸汽管线。当通入再沸器的蒸汽(中压)温度达不到设计值时，再沸器中液体(主要是粗酚、溶剂)的汽化量减少，导致进入酚塔的上升蒸气量减少，导致酚塔运行不稳定，塔釜温度降低(沸点：溶剂＜水＜酚)，使酚塔塔釜内的溶剂不能完全汽化，进而随粗酚产品流失，溶剂消耗量较大。此时通入低压蒸汽后，可提高进入再沸器的液体的温度，增大液体的汽化量，实现强制循环，并提高塔釜内温度，进一步提高塔顶产品溶剂的纯度及塔釜产品粗酚的纯度，提高设备生产能力，减少溶剂消耗量。

在一种实施方式中，所述再沸器入口管线4的直径大于所述低压蒸汽管线2的直径。

在一种优选实施方式中，所述低压蒸汽管线2由相连接并连通的第一管线21和第二管线22组成，所述第一管线21与第二管线22成角度α，0°＜α＜180°，优选60°＜α＜120°，进一步优选α＝90°；所述第一管线21设置于所述再沸器入口管线4内且管口朝向与所述再沸器入口管线4内的介质流动方向相同；所述第二管线22设置于所述再沸器入口管线4的外部用于向所述第一管线21通入低压蒸汽。

对低压蒸汽管线的具体设置，有助于通过低压蒸汽管线沿溶剂的流动方向向再沸器入口管线中通入低压蒸汽，以强制溶剂循环，方便易操作；而当α＝90°时，方便低压蒸汽管线的安装和使用过程中的放置。

在一种实施方式中，所述溶剂为二异丙基醚或甲基异丙基酮，优选二异丙基醚。

在一种实施方式中，所述再沸器入口管线4的管口在所述酚塔9中的高度高于所述产品粗酚管线5的管口在所述酚塔9中的高度；优选二者的高度差为40-50cm。

由于粗酚的沸点高于溶剂的沸点，粗酚主要位于酚塔中下层，且距离酚塔塔底距离越近粗酚含量越多，塔底主要是粗酚(溶剂含量<0.001％)，溶剂主要位于酚塔中上层，且距离酚塔塔顶距离越近溶剂含量越多；当再沸器入口管线的管口在所述酚塔中的高度增加，使再沸器入口管线的管口与粗酚管线的管口存在一定的高度差时，特别是高度差为40-50cm时，再沸器入口管线管口处液体中可能含有少量的溶剂，通过再沸器入口管线进入再沸器换热后形成上升蒸气，进而促使进入产品粗酚管线的溶剂含量减少，粗酚含量增加，有助于提高粗酚的纯度。

在一种实施方式中，所述塔顶回流管线6的管口在所述溶剂循环槽7中的高度高于所述补醚管线8的管口在所述溶剂循环槽7中的高度；优选二者的高度差为15-25cm。

由于冷凝器10输入溶剂循环槽7中的液体包括溶剂和少量水，水的密度大于溶剂的密度，水主要位于溶剂循环槽下层，溶剂主要位于溶剂循环槽上层，当塔顶回流管线的管口在所述溶剂循环槽中的高度增加，使塔顶回流管线的管口与补醚管线的管口存在一定的高度差时，进入塔顶回流管线的为上层溶剂，基本不含水(含水量＜0.1wt％)；而进入补醚管线的为下层溶剂，含有少量的水(含水量＜1wt％)；若溶剂中带有的水通过塔顶回流管线进入酚塔塔顶时会造成酚塔塔顶超温超压，导致部分萃取物进入溶剂循环槽，进而影响酚塔塔顶的产品质量，因此，当提高塔顶回流管线的管口高度，使塔顶回流管线的管口与补醚管线的管口存在一定的高度差时，进入塔顶回流管线的上层溶剂基本不含水，可仅将尽可能少的水带入酚塔塔顶，确保持酚塔温度、压力的稳定，保证酚塔塔顶的产品质量；同时，有助于溶剂的循环利用，减少溶剂的使用量。

如图2所示，本实用新型的酚氨回收装置，工作过程如下：

来自萃取设备的萃取物进入酚塔9中进行精馏操作以分离溶剂和粗酚，酚塔9塔底部分液体通过再沸器入口管线4进入再沸器1中换热后产生上升蒸气，然后再通过再沸器出口管线3循环至酚塔9，酚塔9塔底另一部分液体(主要是粗酚)经产品粗酚管线5输入粗酚槽；酚塔9顶部的溶剂夹带少量水经冷凝器10冷却并由溶剂循环槽7接收；溶剂循环槽7内的上层溶剂(基本不含水，含水量＜0.1wt％)在回流泵11的作用下通过塔顶回流管线6输入酚塔9中；溶剂循环槽7内的下层溶剂(含有少量的水，含水量＜1wt％)经补醚管线8输入萃取设备循环。通入再沸器1的蒸汽不能达到设计温度时，再沸器中液体(主要是溶剂和粗酚)的汽化量减少，导致进入酚塔9的上升蒸气量减少，也会导致酚塔9运行不稳定，塔釜温度降低(沸点：溶剂＜水＜酚)，使酚塔9塔釜内的溶剂不能完全汽化，进而随粗酚产品流失，溶剂消耗量较大，此时通过低压蒸汽管线2沿溶剂的流动方向向再沸器入口管线4中通入低压蒸汽，实现强制循环。

如图1所示的现有技术的酚氨回收装置与如图2、3所示的本实用新型的酚氨回收装置，二者的效果比较如下：

(1)现有技术中，酚及同系物含量为76.125wt％的粗酚价格为3050元/吨；

本实用新型中，酚及同系物含量为86.617wt％的粗酚价格为3550元/吨；

粗酚产量为550吨/月，一年按工作11个月计算，本实用新型的酚氨回收装置比现有技术的酚氨回收装置增加的经济效益约为302.5万元/年；

(2)现有技术中，生产每吨粗酚消耗0.0003825吨二异丙基醚；

本实用新型中，生产每吨粗酚消耗0.0000215吨二异丙基醚；

1吨二异丙基醚按照2万元计算，本实用新型的酚氨回收装置比现有技术的酚氨回收装置减少的经济开支约为43681元/年。