CN110092711A

CN110092711A - 一种丁醇提纯工艺的甲醛分离方法

Info

Publication number: CN110092711A
Application number: CN201910417826.0A
Authority: CN
Inventors: 何洋; 汪晖
Original assignee: Sinopec Great Wall Energy Chemical Ningxia Co Ltd
Current assignee: Sinopec Great Wall Energy Chemical Ningxia Co Ltd
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2019-08-06

Abstract

一种丁醇提纯工艺的甲醛分离方法，原料丁醇溶液经原料预热器预热后，进入丁醇脱轻塔进行精馏分离，主要的轻组分甲醇、丙醇以及少量丁醇与水的混合物蒸馏到塔顶，塔釜物料经塔釜泵加压、经原料预热器和冷却器冷却后送至层析器分层分离；丁醇水处理塔塔顶为丁醇‑水共沸物气相送入脱轻塔，塔釜富集了甲醛的水溶液，直接以热水状态送至含醛水反应池；通过氧化反应分离去除甲醛组分。本发明对炔醛法BDO工艺副产丁醇中的50‑15000 mg/L的甲醛组分处理至30mg/L以下，大幅度减少了总的废水排放量，通过本发明方法将甲醛污染物转变成为其他无害物质加以消除污染因子，实现了工作环境的提升，改善了操作员工的职业卫生条件。

Description

一种丁醇提纯工艺的甲醛分离方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，特别是涉及一种丁醇提纯工艺的甲醛分离方法。

背景技术

1,4-丁二醇简称BDO，是一种重要的基本有机化工和精细化工原料。在采用炔醛法工艺生产1,4-丁二醇过程中，其炔化反应器以甲醛和乙炔为原料，在乙炔铜和乙炔铋复合催化剂作用下发生反应，首先生成1,4-丁炔二醇（BYD），然后BYD在一定压力条件下，在雷尼镍催化剂作用下，加氢生成1,4-丁二醇（BDO），再经过精制得到1,4-丁二醇产品。该生产过程中会副产可观数量的丁醇。同时，未完全反应的残余原料甲醛也会进入到副产丁醇溶液中。

在对副产丁醇溶液进行提纯的过程中，其中的残余甲醛必须想办法加以去除，否则就会影响丁醇副产品的质量，以及随废水进入到下游污水处理场影响其正常运行。对于采用生物降解法的污水处理场，甲醛这种物质对污水处理场活性污泥中的微生物具有很强的毒性。污水中甲醛含量超标，极易使下游污水处理系统的活性污泥中毒，从而导致污水处理系统紊乱而带来严重后果。一般污水处理场对接收的含醛废水中甲醛含量的要求应小于30 mg/L，当甲醛浓度达到150 mg/L时，微生物活性会降为原来活性的一半，当浓度超过200mg/L时，微生物活性会完全受到抑制，将严重影响污水处理效果。

目前，含醛物料还没有好的方法加以处理，一般的做法是用大量的清水将需要排放的含醛物料稀释至小于30 mg/L后陆续排放至污水处理场加以处理。

发明内容

本发明针对现有的对副产丁醇溶液进行提纯的过程中，残余甲醛没有分离去除的问题，提出一种丁醇提纯工艺的甲醛分离方法。

炔醛法BDO工艺副产的丁醇溶液，用以提纯丁醇产品，其中含有50-15000 mg/L的甲醛组分。甲醛对丁醇产品质量和排放废水均有影响，本发明对甲醛组分通过采用物理蒸馏和化学反应两种办法加以分离脱出。

实现本发明目的的技术方案为：原料丁醇溶液经原料预热器预热后，进入丁醇脱轻塔进行精馏分离，主要的轻组分甲醇、丙醇以及少量丁醇与水的混合物蒸馏到塔顶，塔釜物料经塔釜泵加压、经原料预热器和冷却器冷却后送至层析器分层分离；层析器上层丁醇相溶液直接进入丁醇产品塔进行精馏，获得丁醇产品；层析器下层水相溶液富集了原料中带入的甲醛组分，进入丁醇水处理塔精馏回收其中的丁醇；丁醇水处理塔塔顶为丁醇-水共沸物，气相送入丁醇脱轻塔，塔釜富集了甲醛的水溶液，直接以热水状态送至含醛水反应池；待反应池液位达到设定值时，含醛水切换至另一反应池，这时向反应池中投加电石渣物料，启动搅拌，让电石渣充分溶解于热水中，同时，向反应池补充适当蒸汽（LS）维持水池温度在80-90℃，并及时向反应池鼓入压缩空气（OA）。

所述的反应池系统有两个相同的并联系列，当其中一个系列处于反应状态时，另一个系列接收含醛水，然后切换使用保证连续生产。

反应池8中共有氧化反应、中和反应、聚糖反应、醇醛缩合、偶姻缩合等多种反应发生，通过化学反应分离去除甲醛组分，反应方程式如下：

氧化反应是通过向反应池8通入的压缩空气（OA）中的氧气将甲醛氧化成甲酸，甲酸再与加入的电石渣溶解于水生成的氢氧化钙发生中和反应，生成甲酸钙达到分离脱出甲醛的目的。在聚糖反应、醇醛缩合、偶姻缩合三种反应中，电石渣生成的氢氧化钙虽然不参加反应，但起到催化剂的作用，将甲醛转变成聚合物以达到分离脱出的目的。

本发明具有如下显著效果：

（1）本发明对炔醛法BDO工艺副产丁醇提纯至产品级，并将其中的50-15000 mg/L的甲醛组分处理至30mg/L以下;

（2）本发明解决了传统工艺中用大量清水稀释高含醛废水，然后再排放到污水处理场，造成废水量呈数倍增长的问题，大幅度减少了总的废水排放量；

（3）本发明将甲醛污染物转变成为其他无害物质加以消除污染因子，实现了工作环境的提升，改善了操作员工的职业卫生条件。

附图说明

图1为丁醇提纯工艺的甲醛分离设备及工艺流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式通过实施例做具体表述。

实施例：

一种丁醇提纯工艺的甲醛分离方法，主要设备包括：丁醇脱轻塔1，丁醇水处理塔2，丁醇产品塔3，甲醇回收塔4，层析器5，第一回流槽6，第二回流槽7，反应池8，反应池9，废水暂存池10，废水暂存池11，第一板式过滤机12，第二板式过滤机13，第一收集斗14，第二收集斗15，塔釜泵16，原料预热器17，第一冷凝器18，第一回流泵19，第一冷却器20，第一再沸器21，第二再沸器22，第二冷却器23，第三再沸器24，第二回流泵25，第二冷凝器26，第三冷却器27，第四再沸器28，第一送水泵29，第一淤泥泵30，第二送水泵31，第二淤泥泵32，第四冷却器44。各设备通过相应管线相连接。

工艺流程，如图1所示，原料丁醇溶液33经原料预热器17预热后，首先进入丁醇脱轻塔1 进行精馏分离，塔顶料液主要是轻组分甲醇、丙醇以及少量丁醇与水的混合物，经第一冷凝器18冷凝后进入第一回流槽6，冷凝液自第一回流槽6取出，通过第一回流泵19加压后，一部分送至丁醇脱轻塔1的塔顶作为回流，另一部分轻组分物料经连接管线40送至甲醇回收塔4采走。丁醇脱轻塔1的塔釜物料经连接管线34由塔釜泵16加压并经原料预热器17和第一冷却器20冷却后送至层析器5层析分层分离。

丁醇脱轻塔1塔顶的轻组分物料经连接管线40送至甲醇回收塔4精馏回收甲醇，塔顶部物料经第二冷凝器26冷凝后进入第二回流槽7，经第二回流泵25加压后，一部分送至甲醇回收塔4的塔顶作为回流，另一部分塔顶冷凝液41作为甲醇产品釆出。甲醇回收塔4的塔釜物料经第二冷却器23作为杂醇油送出。

层析器5上层丁醇相溶液直接进入丁醇产品塔3进行精馏，塔顶为丁醇-水共沸物，直接气相送入丁醇脱轻塔1，塔中下部物料经第四冷却器44冷却后作为高纯度丁醇产品釆出。另外，丁醇产品塔3塔釜物料经第三冷却器27冷却后连续或间歇少量采出送杂醇油槽，维持塔釜重组分平衡。

层析器5的下层水相溶液富集了原料中带入的甲醛组分，进入丁醇水处理塔2精馏回收其中的丁醇，塔顶为丁醇-水共沸物气相送入丁醇脱轻塔1，塔釜富集了甲醛的水溶液，直接以热水状态送至含醛水反应池8。反应池8和反应池9是两个相同的并联系列，当其中一个系列处于反应状态时，另一个系列接收含醛水，然后切换使用保证生产的连续性。下面以含醛水进入反应池8来描述。

当反应池8液位达到设定值时，含醛水切换至反应池9。然后，向反应池8中投加电石渣物料45，启动搅拌装置，让电石渣充分溶解于热水中。同时，向反应池8补充适当蒸汽（LS）维持水池温度在80-90℃，并向反应池鼓入压缩空气（OA）。反应进行3小时后，分析确认反应池8中甲醛含量低于30mg/L时停止加入补充蒸汽（LS）和停止鼓入压缩空气（OA），启动第一送水泵29将甲醛含量低的合格水送至废水暂存池10，再经由废水管道48送至下游污水处理场。反应池8底部沉积的淤泥，启动第一淤泥泵30送至第一板式过滤机12，过滤渣经第一收集斗14送走，滤液送至废水暂存池10。废水暂存池10底部富集的淤泥送至第一淤泥泵30经由第一板式过滤机12过滤分离。

与反应池9相配套的是废水暂存池11、第二板式过滤机13、第二收集斗15、第二送水泵31和第二淤泥泵32，构成另一系列切换使用。

34为丁醇脱轻塔1塔釜与层析器5连接管线；35为层析器5与丁醇产品塔3连接管线；36为层析器5与丁醇水处理塔2连接管线；37为第四冷却器44冷却后作为高纯度丁醇产品釆出管线；38为第三冷却器27冷却后采出管线；39为丁醇脱轻塔1与丁醇产品塔3连接管线；40为丁醇脱轻塔1与甲醇回收塔4连接管线；42为经第二冷却器23冷却后作为杂醇油送出管线；43为丁醇水处理塔2与反应池8和反应池9连接管线；46为废水暂存池10和反应池8连接管线；47为废水暂存池11和反应池9连接管线；48为废水暂存池10和废水暂存池11废水输出管线。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种丁醇提纯工艺的甲醛分离方法，其特征在于，原料丁醇溶液33经原料预热器17预热后，进入丁醇脱轻塔1进行精馏分离，主要的轻组分甲醇、丙醇以及少量丁醇与水的混合物蒸馏到塔顶，塔釜物料经连接管线34由塔釜泵16加压并经原料预热器17和第一冷却器20冷却后送至层析器5分层分离；层析器5上层丁醇相溶液直接进入丁醇产品塔3进行精馏，获得丁醇产品；层析器5下层水相溶液富集了原料中带入的甲醛组分，进入丁醇水处理塔2精馏回收其中的丁醇；丁醇水处理塔2塔顶为丁醇-水共沸物，气相送入丁醇脱轻塔1，塔釜富集了甲醛的水溶液，直接以热水状态送至含醛水反应池8；待反应池8液位达到设定值时，含醛水切换至反应池9，然后向反应池8中投加电石渣物料45，启动搅拌，让电石渣充分溶解于热水中，同时，向反应池8补充适当蒸汽（LS）以维持水池温度在80-90℃，并及时向反应池8鼓入压缩空气（OA），将甲醛氧化成甲酸，甲酸再与加入的电石渣溶解于水生成的氢氧化钙发生中和反应，生成甲酸钙达到分离脱出甲醛的目的。

2.根据权利要求1所述的丁醇提纯工艺的甲醛分离方法，其特征在于，所述的反应池8和反应池9是两个相同的并联系列，当其中一个处于反应状态时，另一个接收含醛水，然后切换使用保证连续生产。

3.根据权利要求1所述的丁醇提纯工艺的甲醛分离方法，其特征在于，通过氧化反应分离去除甲醛组分，其化学反应方程式如下：

。