一种CHPPO装置碱洗异丙苯原料的方法和系统与流程

本发明涉及环氧丙烷技术领域，尤其是涉及一种采用混合器和聚集器以及旋液器组合碱洗chppo装置异丙苯原料以脱除有机酸杂质的方法和系统。

背景技术：

目前国内外环氧丙烷po已经工业化的生产技术包括：氯醇法、直接氧化法、间接氧化法等几种典型工艺技术。氯醇法的主要原料为氯气和丙烯，生产工艺分为三个部分：氯醇化、皂化及精制。该工艺技术流程简单、应用成熟且对原料规格要求不高、产品选择性好，但是物料腐蚀性强，且生产过程中会产生大量的废水、废渣，环保压力大。直接氧化法是一种流程简单、副产物少和绿色无污染的新工艺，缺点在于产生的废水量相对比较多，且需要独立的火炬系统以解决含氧排放气的问题。间接氧化法主要有po联产苯乙烯sm工艺、无联产物的chppo法工艺。前者对原料规格要求高且工艺复杂，联产产品量大、对规模化生产的要求较高，适合需要苯乙烯的地区进行建设。后者对原料规格的要求一般且工艺简单，产品收率高、稳定性好，几乎无副产物，是节能、环保的绿色工艺。考虑到我国石化产业规划发展以及可持续发展的需要，通过对上述工艺技术方案的比选可知：chppo法是最佳的生产环氧丙烷的工艺技术之一。该工艺技术路线以丙烯为原料，采用过氧化氢异丙苯chp作为氧化剂使丙烯经环氧化生成环氧丙烷po。主要步骤包括：异丙苯氧化生成chp，chp与丙烯环氧化反应生成环氧丙烷和二甲基苄醇环等氧化反应产物；反应产物经过分离、精制产出优质po产品；二甲基苄醇氢解生成异丙苯再氧化成为chp循环使用。在chppo法生产环氧丙烷过程中，为了保证异丙苯氧化生成过氧化氢异丙苯chp的反应能够更加高效迅速，需要将异丙苯原料中的有机酸杂质脱除至50mg/kg以下。

现有技术中的发明专利申请号为cn201910850055.4一种异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物的方法，所述方法包括以下步骤：在α-甲基苯乙烯二聚体的存在下，异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物。作为优选的方案，所述方法还可以在副产物抑制剂的存在下进行。当反应液中含有一定量的α-甲基苯乙烯二聚体时，异丙苯的转化率得到了提升，当同时加入α-甲基苯乙烯二聚体和副产物抑制剂后，可以在增加异丙苯转化率的同时有效降低甲基苯基酮的选择性。

现有技术中的实用新型专利申请号为cn201920293119.0离心沉降分离机，包括旋转分离装置、连接设于旋转分离装置一侧的导入管、设于旋转分离装置顶端的澄清流体导出管及设于旋转分离装置底端的沉降分离槽，旋转分离装置包括旋转分离槽、设于旋转分离槽内的至少二上下间隔设置的锥形筒、连接设于旋转分离槽底端的澄清流体上升管及连接设于旋转分离槽两侧的喷射管，锥形筒沿旋转分离槽的内壁由上向下呈渐缩状延伸，两喷射管的顶端对应设于旋转分离槽内最上层的锥形筒的两侧，底端与沉降分离槽的顶端连接，导入管的一端伸设至旋转分离槽内并形成渐缩状的锥形喷口，沉降分离槽包括圆筒体及锥形体，锥形体的底端连接有排放管。该离心沉降分离机结构简单，且具有较高的分离效果。

现有技术中的发明专利申请号为cn201110445155.2一种自尾气中回收乙烯气的方法及其水碱洗塔，公开了一种自尾气中回收乙烯气的方法，是来自缓冲槽(1)的尾气由气体进口(14)进入下段，与水完成交换吸收后经旁路气管(8)进入中段，在该段与浓度1-3％碱液完成交换吸收后经旁路气管(9)进入上段，与水再次交换吸收，净化后自气体出口(15)送气柜(7)；来自水循环槽(3)的水首先由水进口(16)进入上段，完成交换吸收后经旁路水管(10)进入下段，完成交换吸收后自水出口(17)返回水循环槽(3)；来自碱液循环槽(5)的浓度1-3％碱液自碱液进口(18)进入中段，完成交换吸收后自碱液出口(19)返回碱液循环槽(5)；本方法可将乙烯气含量自89.5％提高到96.43％，vac的含量由9.49％下降到2.57％。

现有技术中的发明专利申请号为cn201910850055.4一种异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物的方法，仅仅公开了制造过氧化氢异丙苯的技术方案，没有涉及脱除chppo装置异丙苯原料中有机酸杂质的技术方法。实用新型专利申请号为cn201920293119.0离心沉降分离机，仅仅公开了单台设备的运行功能，没有涉及连接整体工艺流程以碱洗脱除chppo装置异丙苯原料中有机酸杂质的技术步骤。发明专利申请号为cn201110445155.2一种自尾气中回收乙烯气的方法及其水碱洗塔，仅仅公开了采用设备工程投资大、操作运行费用高的碱洗塔/水洗塔处理乙烯气的技术手段。因此现有技术在chppo装置处理异丙苯原料过程中，存在工艺流程不完善、设备工程投资大的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种chppo装置碱洗异丙苯原料的方法和系统，以此进一步完善工艺流程、降低设备工程投资。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明第一个方面提供一种chppo装置碱洗异丙苯原料的方法，在公称能力为5-80万吨/年大规模商业化chppo工业生产装置中，包括如下工艺流程：

a)含有机酸杂质的含酸异丙苯与经聚集器釜液泵增压后的一循碱液和经水相增压泵增压后的返回碱液在第一混合器内液滴分散、液液接触、油水合并、充分混合，含酸异丙苯中的有机酸杂质与一循碱液和返回碱液中的液碱发生中和反应而脱除；

b)从上述第一混合器流出的一混出料进入含三层特殊材料的聚集分离器内，利用亲油疏水材料的特性将微小油滴颗粒进行聚集形成连续的油相，同时利用疏油亲水材料的特性将微小水滴颗粒进行聚集形成连续的水相，从而实现油水分层分离；聚集器油相允许含少量水相；聚集器水相不允许含油相，聚集器水相中的一部分经聚集器釜液泵增压后作为一循碱液进入第一混合器，聚集器水相中的另一部分作为废碱液送出界外；

c)尚未完全脱除有机酸杂质的上述聚集器油相和经油相增压泵增压后的分离器油相与来自界外的新鲜碱液和经水相增压泵增压后的二循碱液在第二混合器内液滴分散、液液接触、油水合并、充分混合，该聚集器油相和分离器油相中尚未完全脱除的有机酸杂质与新鲜碱液和二循碱液中的液碱发生中和反应而脱除；

d)上述第二混合器经油水混合后流出的二混出料进入旋液分离器中，利用旋液分离器旋液过程中所产生的离心力将密度存在差异的油相与水相进行聚集并分离；旋液分离器流出的旋液器油相不允许含水相，其作为净化异丙苯送出界外；

e)旋液分离器流出的含少量油相的旋液器水相进入油水分离器，经过油水分离后，流出的分离器油相经油相增压泵增压后返回第二混合器；油水分离器流出的分离器水相允许含少量油相，其经水相增压泵增压后一分为二，一部分作为返回碱液返回第一混合器，另一部分作为二循碱液返回第二混合器。

进一步地，来自界外的含酸异丙苯中乙苯≤0.60wt％，丙苯≤0.30wt％，丁苯≤0.10wt％，有机酸杂质含量100-5000mg/kg。

进一步优选地，来自界外的含酸异丙苯中乙苯≤0.10wt％，丙苯≤0.05wt％，丁苯≤0.03wt％，有机酸杂质含量200-2000mg/kg。

更优地，来自界外的含酸异丙苯中乙苯≤0.01wt％，丙苯≤0.01wt％，丁苯≤0.01wt％，有机酸杂质含量500-1000mg/kg。

进一步地，第一混合器操作压力0.57-1.17mpaa，操作温度25-85℃；聚集分离器操作压力0.50-1.10mpaa，操作温度25-85℃，聚集器油相允许含2.0-9.0wt％水相；第二混合器操作压力0.45-1.05mpaa，操作温度25-85℃；旋液分离器操作压力0.38-0.98mpaa，操作温度25-85℃，旋液器水相允许含2.0-9.0wt％油相；油水分离器操作压力0.35-0.95mpaa，操作温度25-85℃，分离器水相允许含2.0-9.0wt％油相。

进一步优选地，第一混合器操作压力0.67-1.07mpaa，操作温度35-75℃；聚集分离器操作压力0.60-1.00mpaa，操作温度35-75℃，聚集器油相允许含3.0-8.0wt％水相；第二混合器操作压力0.55-0.95mpaa，操作温度35-75℃；旋液分离器操作压力0.48-0.88mpaa，操作温度35-75℃，旋液器水相允许含3.0-8.0wt％油相；油水分离器操作压力0.45-0.85mpaa，操作温度35-75℃，分离器水相允许含3.0-8.0wt％油相。

更优地，第一混合器操作压力0.77-0.97mpaa，操作温度45-65℃；聚集分离器操作压力0.70-0.90mpaa，操作温度45-65℃，聚集器油相允许含4.0-7.0wt％水相；第二混合器操作压力0.65-0.85mpaa，操作温度45-65℃；旋液分离器操作压力0.58-0.78mpaa，操作温度45-65℃，旋液器水相允许含4.0-7.0wt％油相；油水分离器操作压力0.55-0.75mpaa，操作温度45-65℃，分离器水相允许含4.0-7.0wt％油相。

本发明的第二方面是提供基于上述方法的chppo装置碱洗异丙苯原料的系统，包括：

第一混合器；

聚集分离器，通过管道与第一混合器连接；

聚集器釜液泵，通过管道与聚集分离器和第一混合器连接；

第二混合器，通过管道与聚集分离器连接；

旋液分离器，通过管道与第二混合器连接；

油水分离器，通过管道与旋液分离器连接；

油相增压泵，通过管道与油水分离器和第二混合器连接；

水相增压泵，通过管道与油水分离器和第一混合器以及第二混合器连接。

进一步地，聚集分离器内的三层特殊材料依次由亲油疏水材料、疏油亲水材料、亲油疏水材料组成，其中亲油疏水材料为玻璃纤维、pet中空纤维、pp中空纤维、吸油棉纤维中的一种材料；疏油亲水材料为改性纤维、复合纤维、tio2纳米纤维、脱脂棉纤维中的一种材料。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明涉及一种chppo装置碱洗异丙苯原料的方法和系统，对于公称能力为5-80万吨/年大规模商业化chppo工业生产装置来说，采用“第一混合器-聚集分离器-第二混合器-旋液分离器-油水分离器”的碱洗工艺流程代替现有技术碱洗塔的工艺流程，并设定聚集分离器、旋液分离器、油水分离器出料中的油相、水相、水相允许含2.0-9.0wt％另一水相、油相、油相；将来自界外含100-5000mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行碱洗脱酸处理，得到有机酸杂质含量≤50mg/kg的净化异丙苯，可节省设备钢材重量41000-155000千克，节约设备工程投资26.86-37.27％，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为碱洗异丙苯原料方法的工艺流程示意图；

其中，a-第一混合器，b-聚集分离器，c-聚集器釜液泵，d-第二混合器，e-油相增压泵，f-旋液分离器，g-油水分离器，h-水相增压泵，11-含酸异丙苯，12-一混出料，13-聚集器油相，14-二混出料，15-分离器油相，16-净化异丙苯，21-废碱液，22-一循碱液，23-返回碱液，24-聚集器水相，25-二循碱液，26-旋液器水相，27-分离器水相，28-新鲜碱液；

本发明的工艺流程描述如下：

来自界外含有机酸杂质的含酸异丙苯11与经水相增压泵h增压后的返回碱液23合并进入第一混合器a，经聚集器釜液泵c增压后的一循碱液22也进入第一混合器a，经过油水混合后，流出的一混出料12进入聚集分离器b，经过聚集分离后，流出的聚集器油相13与来自界外的新鲜碱液28合并进入第二混合器d，经水相增压泵h增压后的二循碱液25也进入第二混合器d，经油相增压泵e增压后的分离器油相15也进入第二混合器d，经过油水混合后，流出的二混出料14进入旋液分离器f，经过旋液分离后，流出的旋液器油相作为净化异丙苯16送出界外。聚集分离器b流出的聚集器水相24一部分经聚集器釜液泵c增压后作为一循碱液22进入第一混合器a，另一部分聚集器水相作为废碱液21送出界外。旋液分离器f流出的旋液器水相26进入油水分离器g，经过油水分离后，流出的分离器油相15经油相增压泵e增压后进入第二混合器d，油水分离器g流出的分离器水相27经水相增压泵h增压后的一部分作为返回碱液23进入第一混合器a，另一部分作为二循碱液25进入第二混合器d。

具体实施方式

本发明提供了一种chppo装置碱洗异丙苯原料的方法和系统。下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

【对比例1】

现有技术采用常规碱洗塔工艺流程碱洗处理含酸异丙苯原料，chppo装置公称能力为5万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备碱洗塔的设备参数为ф3000×38000mm，设备单重为110000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为200-1000mg/kg，经过现有技术碱洗塔新鲜碱液和循环碱液的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表1。

【实施例1】

如图1所示，本实施例提供一种chppo装置碱洗异丙苯原料的方法，具体包括以下工艺流程：来自界外含有机酸杂质的含酸异丙苯11与经水相增压泵h增压后的返回碱液23合并进入第一混合器a，经聚集器釜液泵c增压后的一循碱液22也进入第一混合器a，经过油水混合后，流出的一混出料12进入聚集分离器b，经过聚集分离后，流出的聚集器油相13与来自界外的新鲜碱液28合并进入第二混合器d，经水相增压泵h增压后的二循碱液25也进入第二混合器d，经油相增压泵e增压后的分离器油相15也进入第二混合器d，经过油水混合后，流出的二混出料14进入旋液分离器f，经过旋液分离后，流出的旋液器油相作为净化异丙苯16送出界外。聚集分离器流出的聚集器水相24一部分经聚集器釜液泵c增压后作为一循碱液22进入第一混合器a，另一部分聚集器水相作为废碱液21送出界外。旋液分离器流出的旋液器水相26进入油水分离器g，经过油水分离后，流出的分离器油相15经油相增压泵e增压后进入第二混合器d，油水分离器流出的分离器水相27经水相增压泵h增压后的一部分作为返回碱液23进入第一混合器a，另一部分作为二循碱液25进入第二混合器d。

本实施例chppo装置公称能力为5万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备中的聚集分离器设备参数为ф3000×11500mm，设备单重为37000千克，旋液分离器设备参数为ф2000×6300mm，设备单重为14000千克，油水分离器设备参数为ф2400×7500mm，设备单重为18000千克，3台主要设备重量合计为69000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为120mg/kg，经过本实施例“第一混合器-聚集分离器-第二混合器-旋液分离器-油水分离器”的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表2。与【对比例1】相比，可节省设备钢材重量41000千克，节约设备工程投资37.27％，取得了较好的技术效果。

【对比例2】

现有技术采用常规碱洗塔工艺流程碱洗处理含酸异丙苯原料，chppo装置公称能力为10万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备碱洗塔的设备参数为ф4400×40000mm，设备单重为163000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为200-1000mg/kg，经过现有技术碱洗塔新鲜碱液和循环碱液的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表1。

【实施例2】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为10万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备中的聚集分离器设备参数为ф4600×12200mm，设备单重为59000千克，旋液分离器设备参数为ф2800×6600mm，设备单重为20000千克，油水分离器设备参数为ф3200×8000mm，设备单重为27000千克，3台主要设备重量合计为106000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为4700mg/kg，经过本实施例“第一混合器-聚集分离器-第二混合器-旋液分离器-油水分离器”的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表2。与【对比例2】相比，可节省设备钢材重量57000千克，节约设备工程投资34.97％，取得了较好的技术效果。

【对比例3】

现有技术采用常规碱洗塔工艺流程碱洗处理含酸异丙苯原料，chppo装置公称能力为20万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备碱洗塔的设备参数为ф6000×44000mm，设备单重为254000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为200-1000mg/kg，经过现有技术碱洗塔新鲜碱液和循环碱液的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表1。

【实施例3】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为20万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备中的聚集分离器设备参数为ф6800×13400mm，设备单重为100000千克，旋液分离器设备参数为ф4000×7300mm，设备单重为32000千克，油水分离器设备参数为ф4600×8800mm，设备单重为43000千克，3台主要设备重量合计为175000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为340mg/kg，经过本实施例“第一混合器-聚集分离器-第二混合器-旋液分离器-油水分离器”的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表2。与【对比例3】相比，可节省设备钢材重量79000千克，节约设备工程投资31.10％，取得了较好的技术效果。

【对比例4】

现有技术采用常规碱洗塔工艺流程碱洗处理含酸异丙苯原料，chppo装置公称能力为40万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备碱洗塔的设备参数为ф8800×46000mm，设备单重为346000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为200-1000mg/kg，经过现有技术碱洗塔新鲜碱液和循环碱液的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表1。

【实施例4】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为40万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备中的聚集分离器设备参数为ф10000×14200mm，设备单重为140000千克，旋液分离器设备参数为ф5800×7800mm，设备单重为43000千克，油水分离器设备参数为ф6400×9300mm，设备单重为57000千克，3台主要设备重量合计为240000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为100mg/kg，经过本实施例“第一混合器-聚集分离器-第二混合器-旋液分离器-油水分离器”的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表2。与【对比例4】相比，可节省设备钢材重量106000千克，节约设备工程投资30.64％，取得了较好的技术效果。

【对比例5】

现有技术采用常规碱洗塔工艺流程碱洗处理含酸异丙苯原料，chppo装置公称能力为40万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备碱洗塔的设备参数为ф8400×46000mm，设备单重为423000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为200-1000mg/kg，经过现有技术碱洗塔新鲜碱液和循环碱液的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表1。

【实施例5】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为40万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备中的聚集分离器设备参数为ф10000×14000mm，设备单重为169000千克，旋液分离器设备参数为ф5800×7600mm，设备单重为51000千克，油水分离器设备参数为ф6400×9100mm，设备单重为69000千克，3台主要设备重量合计为289000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为5000mg/kg，经过本实施例“第一混合器-聚集分离器-第二混合器-旋液分离器-油水分离器”的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表2。与【对比例5】相比，可节省设备钢材重量134000千克，节约设备工程投资31.68％，取得了较好的技术效果。

【对比例6】

现有技术采用常规碱洗塔工艺流程碱洗处理含酸异丙苯原料，chppo装置公称能力为80万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备碱洗塔的设备参数为ф12000×50000mm，设备单重为577000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为200-1000mg/kg，经过现有技术碱洗塔新鲜碱液和循环碱液的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表1。

【实施例6】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为80万吨/年的商业化工业生产装置，主要设备中的聚集分离器设备参数为ф15200×15400mm，设备单重为252000千克，旋液分离器设备参数为ф8000×8400mm，设备单重为73000千克，油水分离器设备参数为ф9000×10000mm，设备单重为97000千克，3台主要设备重量合计为422000千克。来自界外含酸异丙苯中的有机酸杂质含量为3200mg/kg，经过本实施例“第一混合器-聚集分离器-第二混合器-旋液分离器-油水分离器”的碱洗处理后，得到有机酸杂质含量为≤50mg/kg的净化异丙苯，其它工艺数据，见表2。与【对比例6】相比，可节省设备钢材重量155000千克，节约设备工程投资26.86％，取得了较好的技术效果。

表1现有技术碱洗塔工艺数据一览表

表2本发明主要设备工艺数据一览表

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。