從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)，包括脫輕塔、醚濃縮塔、醚脫水塔和醚分離塔；脫輕塔塔頂回收輕組分；醚分離塔塔頂回收單甲醚，塔釜回收異單甲醚；醚濃縮塔頂與醚脫水塔再沸器相連，醚濃縮塔塔頂冷凝器與相連的再沸器為同一設(shè)備。將醚濃縮塔的壓力大于醚脫水塔的壓力，從醚濃縮塔頂采出的醚水共沸物，經(jīng)熱耦合換熱后送入醚脫水塔，用醚濃縮塔塔頂蒸汽放出的熱量來加熱醚脫水塔塔釜的液相，利用兩股物料的匹配換熱，實現(xiàn)兩塔的熱耦合。
【專利說明】從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于精餾【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)。 從丙烯雙氧水氧化法（ΗΡΡ0法）裝置產(chǎn)生的廢水中回收有機物的節(jié)能系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧丙烷（P0)是重要的有機化工原料，在丙烯的衍生物中僅次于聚丙烯和丙烯 腈，居第三位。P0化學(xué)性質(zhì)極其活潑，應(yīng)用極為廣泛。以P0為原料生產(chǎn)聚醚多元醇進而生 產(chǎn)聚氨酯是其最大用途；其次可用于生產(chǎn)聚氨酯彈性體及用途廣泛的丙二醇、丙二醇醚等 表面活性劑；還可用于生產(chǎn)油田破乳劑、農(nóng)藥乳化劑及潤濕劑等。
[0003] 環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝主要有氯醇化法、共氧化法（也稱間接氧化法）和直接氧化法 (ΗΡΡ0)。ΗΡΡ0法是一種全新技術(shù)，它是由過氧化氫催化環(huán)氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的新工藝。 贏創(chuàng)工業(yè)集團（原德固薩，Degussa)與伍德（Uhde)公司、陶氏化學(xué)和巴斯夫（BASF)公司 已經(jīng)將ΗΡΡ0法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷進行了工業(yè)化。
[0004] 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院公開了有關(guān)ΗΡΡ0技術(shù)多項專 利，如 CN201010511514, CN200710175281，CN200710099853, CN200710064980 等，并且完成 了 1000噸/年中試裝置建設(shè)。
[0005] 丙烯環(huán)氧化反應(yīng)中，主產(chǎn)物為環(huán)氧丙烷，副產(chǎn)物有少量的丙二醇甲醚（PGME) oPGME 是環(huán)氧丙烷與甲醇反應(yīng)生成的，由于環(huán)氧丙烷分子的不對稱性，存在開環(huán)方向的不同，所以 生產(chǎn)出的丙二醇單甲醚產(chǎn)品是兩種異構(gòu)體。
[0006] 丙二醇單甲醚（PGME)廣泛用作優(yōu)良溶劑（Devanthery A.，Berode M.，Droz P0. , ProPylene glyeol monomethyl ether occupational exposure-3. Exposure of human volunteers. Int. Arch. Occ. Env. Hea.，2002, 75 (4) : 203 ?208)。由于丙二醇單甲醚具有兩 個強溶解能力的基團，即親油性的共價醚基和親水性的醇羥基，即可以溶解憎水性化合物， 又可以溶解水溶性化合物，所以PGME有"萬能"溶劑之稱，被廣泛的應(yīng)用于涂料、印染和農(nóng) 藥等行業(yè)。
[0007] 在上述使丙烯過氧化氫直接氧化法生成環(huán)氧丙烷（ΗΡΡ0)技術(shù)推向工業(yè)化的過程 中，根據(jù)具體工藝系統(tǒng)的不同，會產(chǎn)生含有2%?20%不等的丙二醇單甲醚重組分及其甲 醇等輕組分的大量廢水，如果直接排放，勢必造成大的環(huán)境污染；如果送污水處理，又勢必 增大處理成本；如果能夠從廢水中經(jīng)濟的回收丙二醇單甲醚等有機物，即有利于環(huán)境友好 又能夠降低生產(chǎn)成本。
[0008] 含醚廢水中水含量大，處理能耗高，且丙二醇單甲醚和水會發(fā)生共沸，使用常規(guī)的 精餾方法難以得到合格的丙二醇單甲醚產(chǎn)品。王昇等對丙烯環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物的分離工藝進 行了研究，提出了前脫水工藝和后脫水工藝，但未考慮醚-水共沸物流股分離能量集成技 術(shù)，無法實現(xiàn)節(jié)能。（王昇，張述偉，李燕，郭洪臣，水、丙二醇和丙二醇單甲醚混合物分離工 藝，石油化工，2002, 31 (12) :973- 977)。
[0009] 中國專利201310327399. X公開了一種從丙烯環(huán)氧化反應(yīng)廢水中回收有機物的熱 耦合節(jié)能工藝，該工藝將脫輕塔的操作壓力適當(dāng)降低（減壓塔），丙二醇單甲醚濃縮塔的操 作壓力適當(dāng)提高（加壓塔），用加壓塔塔頂蒸汽放出的熱量來加熱減壓塔塔釜的液相，利用 該兩股物料的匹配換熱，從而實現(xiàn)兩塔的熱耦合。但該熱耦合方式僅適合處理丙二醇單甲 醚低含量的廢水，尤其當(dāng)廢水中丙二醇單甲醚含量10%以上時，此時兩分離塔的熱量難于 匹配達到耦合目的。
[0010] 由于以上緣故，需要對丙烯雙氧水氧化法裝置產(chǎn)生的廢水中分離丙二醇單甲醚工 藝進行系統(tǒng)化設(shè)計，采用新的熱耦合方式，實現(xiàn)節(jié)能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型擬通過熱耦合技術(shù)，達到從ΗΡΡ0廢水中回 收有機物的同時，降低整個回收裝置的能耗；實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
[0012] 本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0013] 一種從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)，包括脫輕塔、醚濃縮塔、醚脫水塔和醚 分離塔；脫輕塔塔頂回收輕組分；醚分離塔塔頂回收單甲醚，塔釜回收異單甲醚；醚濃縮塔 頂與醚脫水塔再沸器相連，醚濃縮塔塔頂冷凝器與相連的再沸器為同一設(shè)備。
[0014] 裝置包括有脫輕塔C1、醚濃縮塔C2、醚脫水塔C3和醚分離塔C4 ;脫輕塔C1設(shè)置 有廢水入口，脫輕塔塔底設(shè)置有脫輕塔再沸器E1，塔頂設(shè)置有脫輕塔冷凝器E2,塔釜釜液 出口管路連接醚濃縮塔C2入口；醚濃縮塔塔底設(shè)置有醚濃縮再沸器E3,醚濃縮塔C2塔頂 的蒸汽管路連接醚脫水塔再沸器E4的熱端，再沸器E4的冷端出口管路連接醚脫水塔C3進 口；醚脫水塔C3塔頂設(shè)置醚脫水塔頂冷凝器E5,醚脫水塔塔釜液出口管路連接醚分離塔C4 入口；醚分離塔塔底設(shè)置有醚分離塔再沸器E7,醚分離塔C4塔頂設(shè)置有醚分離塔冷凝器 E6〇
[0015] 本實用新型的從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)，將醚濃縮塔的壓力大于醚脫 水塔的壓力，從醚濃縮塔頂采出的醚水共沸物，經(jīng)熱耦合換熱后送入醚脫水塔，用醚濃縮塔 塔頂蒸汽放出的熱量來加熱醚脫水塔塔釜的液相，利用兩股物料的匹配換熱，實現(xiàn)兩塔的 熱耦合。
[0016] 所述的醚濃縮塔的操作壓力為絕對壓力0· 1?0· 5MPa，醚脫水塔壓力為絕對壓力 0· 03?0· IMPa ;保證醚濃縮塔的壓力大于醚脫水塔的壓力。
[0017] 所述的從丙烯環(huán)氧化反應(yīng)廢水中回收丙二醇甲醚的優(yōu)選含量10%以上的廢水。
[0018] 本實用新型的從丙烯環(huán)氧化反應(yīng)廢水中回收有機物的熱耦合節(jié)能減排裝置，包括 脫輕塔、醚濃縮塔、醚脫水塔和醚分離塔；脫輕塔塔頂回收輕組分；醚分離塔塔頂回收單甲 醚，塔釜回收異單甲醚；醚濃縮塔頂與醚脫水塔再沸器相連，醚濃縮塔塔頂冷凝器與相連的 再沸器為同一設(shè)備。
[0019] 本實用新型的特點在于：醚濃縮塔和醚脫水塔的能耗較其它塔的能耗大，而這兩 個塔的能耗相差不大、此時，將醚濃縮塔的壓力適當(dāng)提高一些，將醚脫水塔的操作壓力適當(dāng) 降低一些，使得醚濃縮塔的塔頂冷凝液的溫度和醚脫水塔塔釜再沸氣相的溫度之差達到最 小熱溫差以上，并且使得醚濃縮塔塔頂冷凝放出的熱量和醚脫水塔塔釜再沸所需的熱量盡 量耦合匹配。這樣，即可用醚濃縮塔塔頂蒸汽放出的熱量來加熱醚脫水塔塔釜的液相，利用 該兩股物料的匹配換熱從而實現(xiàn)兩塔的熱耦合，充分利用塔頂蒸汽的熱量，達到節(jié)能的目 的。實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。
[0020] 本實用新型的優(yōu)點在于：（1)將醚脫水塔再沸器與醚濃縮塔冷凝器進行耦合，降 低了低溫?zé)嵩聪?；?)醚濃縮塔塔頂采出醚水共沸物，大部分廢水在塔釜被排出，降低了 系統(tǒng)能耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)示意圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實施例詳細描述本實用新型。
[0023] 本實用新型的裝置如圖1所示，包括有脫輕塔C1、醚濃縮塔C2、醚脫水塔C3和醚 分離塔C4 ;脫輕塔C1設(shè)置有廢水入口，脫輕塔塔底設(shè)置有脫輕塔再沸器E1，塔頂設(shè)置有脫 輕塔冷凝器E2,塔釜釜液出口管路連接醚濃縮塔C2入口；醚濃縮塔塔底設(shè)置有醚濃縮再沸 器E3,醚濃縮塔C2塔頂?shù)恼羝苈愤B接醚脫水塔再沸器E4的熱端，再沸器E4的冷端出口 管路連接醚脫水塔C3進口；醚脫水塔C3塔頂設(shè)置醚脫水塔頂冷凝器E5,醚脫水塔塔釜液 出口管路連接醚分離塔C4入口；醚分離塔塔底設(shè)置有醚分離塔再沸器E7,醚分離塔C4塔 頂設(shè)置有醚分離塔冷凝器E6。
[0024] 系統(tǒng)流程為：ΗΡΡ0廢水1進入脫輕塔C1，脫輕塔塔底設(shè)置有脫輕塔再沸器E1，塔 頂蒸汽3經(jīng)脫輕塔冷凝器E2冷凝采出輕組分4, C1塔釜釜液2進入醚濃縮塔C2 ;醚濃縮塔 塔底設(shè)置有醚濃縮再沸器E3,醚濃縮塔C2塔頂?shù)纳仙羝?進入醚脫水塔再沸器E4的熱 端，經(jīng)換熱后的塔頂?shù)奈锪献兂刹糠掷淠夯蛘唢柡鸵后w7,進入醚脫水塔C3, 一部分作為 回流液回到醚濃縮塔C2,塔釜排出工藝廢水5 ;醚水共沸物7經(jīng)醚脫水塔C3共沸精餾后，塔 頂蒸汽9經(jīng)醚脫水塔冷凝器E5冷凝排出工藝廢水10,塔釜丙二醇單甲醚混合物8進入醚分 離塔C4 ;醚分離塔塔底設(shè)置有醚分離塔再沸器E，經(jīng)醚分離塔C4,塔頂蒸汽12經(jīng)醚分離塔 冷凝器E6冷凝分餾出產(chǎn)品單甲醚13,塔釜排出產(chǎn)品異單甲醚11。
[0025] 對本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說，應(yīng)該了解到是在上面的裝置和下列實施例中公開 的技術(shù)代表本實用新型人所實用新型的技術(shù)，其在本實用新型的實施中很好地起作用，并 因而可以認為這些技術(shù)構(gòu)成了其實施的優(yōu)選模式。但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)該理解，基 于這些公開內(nèi)容，在不偏離本實用新型范圍的情況下，可以對這里所公開的具體實施方案 進行許多改變，并且仍然可以得到相同或類似結(jié)果。需要特別說明的是，以下示例中數(shù)據(jù)是 仔細模擬的結(jié)果，試驗或全規(guī)模的研究并不能改變結(jié)論性的東西。效果比較說明如下：
[0026] 實施例1
[0027] 以每小時3. 2噸、含丙二醇甲醚15% ΗΡΡ0廢水為例，將醚濃縮塔C2的操作壓力適 當(dāng)提高為絕壓〇. 3MPa，醚脫水塔C3的操作壓力為絕壓0. 06MPa，用醚濃縮塔塔頂蒸汽6放 出的熱量通過醚脫水塔再沸器E4來加熱醚脫水塔塔釜的液相，利用該兩股物料的匹配換 熱，從而實現(xiàn)兩塔的熱耦合。脫輕塔塔頂回收甲醇等輕組分；醚分離塔塔頂回收單甲醚，塔 釜回收異單甲醚。此時兩塔的再沸器的熱負荷如表1所示。
[0028] 實施例2
[0029] 如圖1所示。以每小時3. 2噸、含丙二醇甲醚15% ΗΡΡ0廢水為例，將醚濃縮塔C2 的操作壓力適當(dāng)提高為絕壓〇· 5MPa，醚脫水塔C3的操作壓力為絕壓0· IMPa，用醚濃縮塔頂 蒸汽6放出的熱量通過醚脫水塔再沸器E4來加熱醚脫水塔塔釜的液相，利用該兩股物料的 匹配換熱，從而實現(xiàn)兩塔的熱耦合。脫輕塔塔頂回收甲醇等輕組分；醚分離塔塔頂回收單甲 醚，塔釜回收異單甲醚。此時兩塔的再沸器的熱負荷如表1所示。
[0030] 實施例3
[0031] 如圖1所示。以每小時3. 2噸、含丙二醇甲醚15%廢水為例，將醚濃縮塔C2的操 作壓力為絕壓〇· IMPa，醚脫水塔C3的操作壓力為絕壓0· 03MPa，用醚濃縮塔塔頂蒸汽6放 出的熱量通過醚脫水塔再沸器E4來加熱醚脫水塔塔釜的液相，利用該兩股物料的匹配換 熱，從而實現(xiàn)兩塔的熱耦合。脫輕塔塔頂回收甲醇等輕組分；醚分離塔塔頂回收單甲醚，塔 釜回收異單甲醚。此時兩塔的再沸器的熱負荷如表1所示。
[0032] 比較例1
[0033] 采用傳統(tǒng)非熱耦合工藝。以每小時3. 2噸、含丙二醇甲醚15% ΗΡΡ0廢水為例，醚 濃縮塔的操作壓力為絕壓〇· IMPa，醚脫水塔的操作壓力為絕壓0· IMPa。此時的兩塔中的再 沸器的熱負荷如表1所示。
[0034] 表1各換熱器（或再沸器）熱負荷及節(jié)能 [0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種從廢水中回收有機物的節(jié)能減排系統(tǒng)，其特征包括：脫輕塔、醚濃縮塔、醚脫水 塔和醚分離塔；脫輕塔塔頂回收輕組分；醚分離塔塔頂回收單甲醚，塔釜回收異單甲醚；醚 濃縮塔塔頂?shù)恼羝苈愤B接醚脫水塔再沸器的熱端，醚濃縮塔塔頂冷凝器與相連的再沸器 為同一設(shè)備。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是包括有脫輕塔C1、醚濃縮塔C2、醚脫水塔C3和 醚分離塔C4 ;脫輕塔C1設(shè)置有廢水入口，脫輕塔塔底設(shè)置有脫輕塔再沸器E1，塔頂設(shè)置有 脫輕塔冷凝器E2,塔釜釜液出口管路連接醚濃縮塔C2入口；醚濃縮塔塔底設(shè)置有醚濃縮再 沸器E3,醚濃縮塔C2塔頂?shù)恼羝苈愤B接醚脫水塔再沸器E4的熱端，再沸器E4的冷端出 口管路連接醚脫水塔C3進口；醚脫水塔C3塔頂設(shè)置醚脫水塔頂冷凝器E5,醚脫水塔塔釜 液出口管路連接醚分離塔C4入口；醚分離塔塔底設(shè)置有醚分離塔再沸器E7,醚分離塔C4 塔頂設(shè)置有醚分離塔冷凝器E6。
【文檔編號】C07C41/42GK204051030SQ201420280514
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】汪寶和, 畢文波, 魏東煒, 胡接伏, 朱璟, 田紅兵 申請人:天津大學(xué), 岳陽群泰化工科技開發(fā)有限責(zé)任公司