甲乙酮尾氣凈化技術(shù)

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1、甲乙酮尾氣凈化利用技術(shù)周廣林(高工)中國(guó)石油大學(xué)（北京）技術(shù)交流2010年03月主要內(nèi)容項(xiàng)目背景國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)123項(xiàng)目背景以正丁烯為原料生產(chǎn)甲乙酮過(guò)程中產(chǎn)生大量尾氣：98%(體積分?jǐn)?shù))的H2和少量的仲丁醇、甲乙酮和碳四烯等雜質(zhì)組份。一般處理為放火炬燒掉，不僅浪費(fèi)氫氣資源還嚴(yán)重污染環(huán)境。加氫裂化及柴油加氫裝置氫源緊缺，從廠(chǎng)外引入氫氣使成本上升。開(kāi)發(fā)甲乙酮生產(chǎn)過(guò)程中尾氣的回收利用技術(shù)，不僅具有可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益還具有積極的環(huán)保意義。中國(guó)石油大學(xué)(北京)開(kāi)發(fā)了固定床吸附法脫除氫氣中雜質(zhì)的工藝,既簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝和操作

2、,又降低了設(shè)備投資和氣體凈化成本。國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀甲乙酮尾氣脫除雜質(zhì)的技術(shù)深冷分離法吸收分離法變壓吸附法膜分離法吸附分離法高溫加氫法固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)投資適中,占地面積小、流程簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便，對(duì)設(shè)備材質(zhì)無(wú)特殊要求,生產(chǎn)成本較低,適合于甲乙酮廠(chǎng)含氫尾氣的提純，在甲乙酮廠(chǎng)得到快速的發(fā)展。吸附劑是吸附分離法的核心。吸附容量大、分離因數(shù)大、使用壽命長(zhǎng)吸附分離法固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)干法氫氣凈化技術(shù)是利用吸附劑在常溫和一定壓力下對(duì)氫氣中仲丁醇、甲乙酮、C4烴類(lèi)的吸附作用較強(qiáng)，而對(duì)H2吸附作用較弱的特點(diǎn)，將仲丁醇、甲乙酮、C4烴類(lèi)從H2

3、中分離出來(lái)，從而達(dá)到凈化H2的目的。同時(shí)也利用吸附劑在不同壓力下和溫度下，對(duì)仲丁醇、甲乙酮、C4烴類(lèi)的吸附作用減弱的特點(diǎn)以及仲丁醉、甲乙酮在180～220℃汽化的物理特性，對(duì)已吸附飽和的吸附劑進(jìn)行加熱，使雜質(zhì)汽化脫附，吸附劑從而得以再生，恢復(fù)其吸附能力，重新使用。吸附法原理固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)單吸附劑可有效再生操作成本低吸附法工藝特點(diǎn)固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)K-720吸附前冷卻器吸附塔1吸附塔2吸附塔3解析氣解析尾氣冷凝器凝液罐少量不凝氣排大氣或者火炬甲乙酮廢液升壓泵回收甲乙酮仲丁醇液相甲乙酮尾氣氫氣去管網(wǎng)流程示意圖

4、固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)吸附劑的再生：過(guò)熱蒸汽直接對(duì)吸附劑加熱升溫吸附劑的溫度應(yīng)高于180℃，這樣才能使甲乙酮、仲丁醇完全汽化。隨著蒸汽的流動(dòng)將甲乙酮、仲丁醇帶出吸附塔器，甲乙酮、仲丁醇的分壓降低，微孔中的甲乙酮、仲丁醇充分解吸，從而實(shí)現(xiàn)吸附劑的完全再生。1atm：仲丁醇熔點(diǎn)是-114.7℃、沸點(diǎn)99.5℃，甲乙酮熔點(diǎn)是-86.4℃、沸點(diǎn)79.6℃吸附劑的有效再生固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)用蒸汽升溫再生的吸附劑還需用常溫惰性氣體如氮?dú)猓ㄑ鹾繎?yīng)低于0.3%）進(jìn)行吹掃降溫，一方面帶出其中的熱量，另一方面帶出其中的甲乙酮、仲丁醇蒸汽，使

5、其分壓盡量降低。在吸附器內(nèi)的溫度持續(xù)數(shù)小時(shí)低于40℃后，可以重新投用該吸附器。在實(shí)際的操作過(guò)程中由于再生蒸汽流速不穩(wěn)，壓力波動(dòng)，同時(shí)蒸汽中水的凝結(jié)，使吸附劑在多次再生后，吸附劑的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，脫甲乙酮、仲丁醇效果變差，甚至沒(méi)有再次利用的價(jià)值，吸附劑就必須更換。正常情況下，吸附劑使用時(shí)間可達(dá)6～10年。吸附劑的有效再生固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)在正常操作過(guò)程中，只需要定時(shí)取樣分析凈化氣中的甲乙酮、仲丁醇含量，不需要做其他工作，也無(wú)其他公用工程消耗，因此本裝置不用設(shè)專(zhuān)職人員進(jìn)行監(jiān)控。只有在再生過(guò)程要消耗蒸汽和電能，同時(shí)也需要人員監(jiān)控再生

6、氣的流量，以及吸附器內(nèi)的溫度變化情況，并加以適時(shí)調(diào)整。但由于再生過(guò)程時(shí)間短，再生蒸汽消耗量少，因此平均操作成本低。操作成本低固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)型號(hào)QMS-01外觀(guān);黑色條狀規(guī)格/mmΦ3×5～10堆密度/kg.l-10.6～0.8側(cè)壓強(qiáng)度/N.cm-1≥50比表面積/m2.g-1≥40吸附容量/%≥22吸附劑的物化性質(zhì)固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)齊翔公司，齊翔公司有一套2.0萬(wàn)t/a甲乙酮裝置，2002年4月5日利用我院開(kāi)發(fā)的H2凈化技術(shù)，年經(jīng)濟(jì)效益500～600萬(wàn)元。江蘇泰州石油化工總廠(chǎng)，新上了一套3.0萬(wàn)t/a甲乙酮裝置，和

7、我院簽定了專(zhuān)有技術(shù)實(shí)施合同和供貨合同，2004年3月供貨，3月份開(kāi)車(chē)，至今仍在使用中。中國(guó)石油哈爾濱分公司，2003年12月新上了一套3.0萬(wàn)t/a甲乙酮裝置，采用我院的H2凈化技術(shù)，2003年8月份簽定了合同，2004年7月份交貨，至今仍在使用中。蘭州煉油化工總廠(chǎng)，2003年新上了一套3.0萬(wàn)t/a甲乙酮裝置，把付產(chǎn)H2送往煉油廠(chǎng)H2管網(wǎng)，采用我院凈化技術(shù)，2003年10月份簽定了專(zhuān)有技術(shù)實(shí)施合同協(xié)議書(shū)。工業(yè)應(yīng)用實(shí)例固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)哈爾濱石化分公司3.0萬(wàn)T/a甲乙酮尾氣回收成分Wt%氫氣60.98空氣0.40碳四烯烴1

8、6.62仲丁醇15.0甲乙酮7.0合計(jì)100.0甲乙酮尾氣組成工藝條件：壓力2.15MPa；溫度5℃；流量133.85kg/h案例固定床甲乙酮尾氣凈化技術(shù)凈化后產(chǎn)品氫氣指標(biāo)H2：99.99%(V)MEK≤50ppm(V)SBA≤50ppm(V)年操