一种CHP/CUM脱水系统的制作方法

本发明属于化工，具体涉及一种chp法生产环氧丙烷装置中chp/cum脱水系统。

背景技术：

1、环氧丙烷(简称“po”)是重要的基础化工原料，主要用于生产聚醚多元醇，此外还包括丙二醇、异丙醇胺、碳酸丙烯酯和各类非离子表面活性剂等产品，广泛应用于涂料、食品、烟草、医药及化妆品领域。

2、环氧丙烷作为精细化工的重要原料，也是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物，未来市场前景广阔。

3、由于目前传统氯醇化法以及共氧化法各自存在的缺陷，过氧化异丙苯法单产po的新型工艺路线日益受到人们关注。本工艺以过氧化异丙苯(简称“chp”)为氧化剂，chp与丙烯通过环氧化反应得到环氧丙烷和二甲基苄醇，二甲基苄醇经脱水反应生成α-甲基苯乙烯后再采用加氢反应制得异丙苯(简称“cum”)，异丙苯氧化成chp后循环使用，与传统共氧化法技术相比，使用异丙苯取代了乙苯/叔丁醇，其中异丙苯循环使用，不产生联产品，装置投资费用比共氧化法低。

4、chp法单产po的路线包括：cum氧化单元、chp/cum环化单元、po分离单元、二甲基苄醇加氢单元、po精制单元。其中cum氧化单元反应结束后，为防止副反应生成的甲酸、乙酸等使chp分解成苯酚和丙酮，需加入碱液中和物料，使体系ph值呈碱性，而chp/cum环化反应又需要无水无氧的反应条件，因此，在chp/cum进入环化单元前需脱除碱液带入体系的水分，以满足环化反应无水无氧的要求。

技术实现思路

1、发明目的：本发明设计了chp/cum与碱液中和、中和后脱水系统和方法。通过加入碱液调节体系ph值后，使用发明的脱水系统和方法，可完全去除chp/cum中的水分。此外，本发明中脱水塔一级预热器所需的热能全部来自于脱水塔输出的物料冷却所释放的热量，无需外加热源，实现了对能源的有效利用，能源利用率高达90％，大大降低了装置能耗。

2、为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案：

3、一种chp/cum脱水系统，主要包括中和罐、中和沉降器、中和沉降器循环水泵、预过滤器、除水器、除水器循环水泵、脱水塔一级预热器、脱水塔二级预热器、脱水塔、脱水塔再沸器、塔顶冷凝器、脱水塔回流泵、塔釜泵、脱水塔循环泵、水泵；中和罐接有chp/cum和碱液进料管，中和罐与中和沉降器连接，中和沉降器底部与中和沉降器循环水泵相连，中和沉降器循环水泵出口分别与水储罐和中和罐进料管连接；中和沉降器上部出口预过滤器连接，预过滤器与除水器连接，除水器底部与除水器循环水泵相连通，除水器循环水泵出口分别与水储罐和预过滤器进料管连接；除水器顶部与脱水塔一级预热器壳程进口相连接，脱水塔一级预热器壳程出口与脱水塔二级预热器管程进口相连接，脱水塔二级预热器管程出口与脱水塔中部进口连通，脱水塔顶部设置有水蒸气出口与塔顶冷凝器连接，塔顶冷凝器与回流罐连接，回流罐与脱水塔回流泵连接，脱水塔回流泵与脱水塔上部回流进口连接，回流罐底部设有出口与水泵连接，水泵出口与水储罐相连；脱水塔底部设置有chp/cum出口与塔釜泵连接，塔釜泵出口与脱水塔一级预热器管程连接，脱水塔一级预热器管程出口将chp/cum输送至环化单元；脱水塔底chp/cum设有循环出口与脱水塔循环泵连接脱水塔循环泵出口与脱水塔再沸器连接，脱水塔再沸器与脱水塔chp/cum循环进口连接。

4、所述的中和罐进料管设有chp/cum与碱液预混合管道。

5、所述的中和罐设有搅拌器。

6、所述的预过滤器设有搅拌器。

7、一种chp/cum脱水方法，包括以下步骤：

8、(1)chp/cum与碱液的混合

9、来自氧化单元的chp/cum与质量分数为5％-25％的碱液在中和罐搅拌混合均匀，操作温度为25℃-100℃，操作压力为0.1mpa-5mpa，控制混合液ph值在8-11之间，去除chp/cum中的有机酸，防止chp在酸性条件下分解成苯酚和丙酮。

10、(2)chp/cum与碱液的分离

11、混合液通过中和沉降器静置自然沉降、分层，chp/cum在上层，碱溶液在底层，控制操作温度为25℃-100℃，操作压力为0.1mpa-5mpa，通过中和沉降器循环水泵将底层的部分碱液输送至水储罐中，chp/cum与剩余碱液通过管道输送至预过滤器和除水器中进行二次混合搅拌，除水；chp/cum与碱液在预过滤器中二次混合搅拌，输送至进入除水器中二次除碱液，分离出的碱液通过除水器循环水泵输送至水储罐中，chp/cum组分经一级预热器、二级预热器加热后进入脱水塔。

12、(3)chp/cum在脱水塔中除水

13、经过两次搅拌和混合后的chp/cum与碱液混合体系通过脱水塔一级预热器、脱水塔二级预热器两段加热后进入脱水塔，其中脱水塔一级预热器通过与脱水塔的出料换热，脱水塔操作温度为70-120℃，操作压力保持一定真空度，绝对压力为0.001mpa-0.05mpa，脱水塔内部设置4-20块塔板，水在体系中作为轻组分从塔顶分离，经过塔顶冷凝器冷凝液化后由水泵输送至水储罐中，chp/cum通过脱水塔一级预热器换热降温进入环化单元参加环化反应，经脱水塔脱水分离后，可将chp/cum体系的含水量控制在0％-0.01％。

14、所述的碱液可以是koh溶液、naoh溶液等强碱液，也可以是na2co3溶液、nahco3溶液等弱碱液。

15、所述的chp/cum与碱液通过预过滤器二次混合搅拌，随后进入除水器中静置，碱液组分通过除水器循环水泵输送至水储罐中，其余组分循环至预过滤器中。

16、所述的chp/cum与水通过脱水塔一级预热器、脱水塔二级预热器加热后进入脱水塔中完全除水，水相经塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，最后输送至水储罐，chp/cum相由塔釜进入环化单元，作为环化单元的反应原料。

17、所述chp/cum通过二级预热器管程进入脱水塔中部，脱水塔塔顶的操作温度为60℃-100℃，操作压力为0.001mpa-0.05mpa(绝对压力)，塔釜操作温度及操作压力与塔顶相同，塔内回流比控制为1:1.5。水相作为轻组分汽化后通过塔顶冷凝器冷凝进入回流罐，最终通过水泵输送至水储罐，chp/cum作为重组分通过塔釜泵输出至一级预热器中降温冷却后输送至环化单元作为环化反应的原料，脱水后chp/cum的水含量低于0.01％。

18、本发明的有益效果

19、本发明通过两次chp/cum与碱液的分离+脱水塔除水，脱水塔一级预热器的热能全部来自于物料释放的能量，能源利用率可达90％，大大降低了能耗；脱水后，chp/cum的水含量低于0.01％，具有脱水效果好、能源利用率高等优点，具备推广使用价值。

技术特征：

1.一种chp/cum脱水系统，主要包括中和罐、中和沉降器、中和沉降器循环水泵、预过滤器、除水器、除水器循环水泵、脱水塔一级预热器、脱水塔二级预热器、脱水塔、脱水塔再沸器、塔顶冷凝器、脱水塔回流泵、塔釜泵、脱水塔循环泵、水泵；其特征在于：中和罐接有chp/cum和碱液进料管，中和罐与中和沉降器连接，中和沉降器底部与中和沉降器循环水泵进口相连，中和沉降器循环水泵出口分别与水储罐及中和罐进料管连接；中和沉降器上部出口与预过滤器连接，预过滤器与除水器连接，除水器底部与除水器循环水泵进口相连接，除水器循环水泵出口分别与水储罐及预过滤器进料管连接；除水器顶部与脱水塔一级预热器壳程进口相连接，脱水塔一级预热器壳程出口与脱水塔二级预热器管程进口相连接，脱水塔二级预热器管程出口与脱水塔中部进口连通，脱水塔顶部设置有水蒸气出口与塔顶冷凝器壳程入口连接，塔顶冷凝器壳程出口与回流罐连接，回流罐与脱水塔回流泵入口连接，脱水塔回流泵出口与脱水塔上部回流进口连接，回流罐底部设有出口与水泵入口连接，水泵出口与水储罐相连；脱水塔底部设置有chp/cum出口与塔釜泵进口连接，塔釜泵出口与脱水塔一级预热器管程入口连接，脱水塔一级预热器管程出口将chp/cum输送至环化单元；脱水塔底chp/cum设有循环出口与脱水塔循环泵入口连接，脱水塔循环泵出口与脱水塔再沸器管程进口连接，脱水塔再沸器管程出口与脱水塔chp/cum循环进口连接。

2.根据权利要求1所述的chp/cum脱水系统，其特征在于所述的中和罐进料管设有chp/cum与碱液预混合管道。

3.根据权利要求1所述的chp/cum脱水系统，其特征在于所述的中和罐设有搅拌器。

4.根据权利要求1所述的chp/cum脱水系统，其特征在于所述的预过滤器设有搅拌器。

技术总结
本发明公开了一种CHP/CUM脱水系统，主要包括中和罐、中和沉降器、中和沉降器循环水泵、预过滤器、除水器、除水器循环水泵、脱水塔一级预热器、脱水塔二级预热器、脱水塔、脱水塔再沸器、塔顶冷凝器、脱水塔回流泵、塔釜泵、脱水塔循环泵、水泵等；将CHP/CUM与碱溶液混合、CHP/CUM与碱溶液分离、CHP/CUM与水在脱水塔中完全分离。本发明通过两次CHP/CUM与碱液的分离+脱水塔除水，脱水塔一级预热器的热能全部来自于物料释放的能量，提高了能源利用率，大大降低了能耗。脱水后，CHP/CUM的水含量低于0.01％。具有脱水效果好、能源利用率高等优点，具备推广使用价值。

技术研发人员：陈丽华,胡慧敏,黄凤
受保护的技术使用者：长岭炼化岳阳工程设计有限公司
技术研发日：20230323
技术公布日：2024/1/12