降低苯酚丙酮装置氧化反应单元能耗的方法

摘要

本发明涉及一种降低苯酚丙酮装置氧化反应单元能耗的方法，主要解决现有技术中能耗较高的问题。本发明通过采用一种降低苯酚丙酮装置氧化反应单元能耗的方法，包括异丙苯的物流(1)通过氧化塔热交换器(2)与氧化塔(6)塔底回流物流换热后，再进一步预热后进入氧化塔(6)，塔顶物流(5)送至尾气处理单元，塔釜液相物流的一部分物流进入氧化产物出口管线(9)，另一部分物流进入氧化塔热交换器(2)与物流(1)进行换热后返回氧化塔(6)的技术方案较好地解决了上述问题，可用于苯酚丙酮装置氧化反应中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低苯酚丙酮装置氧化反应单元能耗的方法。

背景技术

苯酚是具有特殊气味的无色针状晶体，是一种多用途的化工生产原料。丙酮是一种常 见的、极易挥发的化学溶剂。专利申请号US20110301384A1异丙苯氧化系统和专利申请 号CN200580006398.9氢过氧化异丙苯的制造方法，介绍了以湿法及干法进行异丙苯与含 氧气体进行氧化反应，制备过氧化氢异丙苯的工艺。专利申请号CN201120437887.2涉及 一种外部移热的异丙苯连续氧化系统，其氧化塔与氧化外循环冷却器和循环泵相接，氧化 产物与循环冷却水换热以实现异丙苯氧化反应生成热的外移。专利申请号US6303825B1 涉及一种至少包含一个放热反应的循环反应系统的开车方法，提出以放热反应的反应热预 热进料流股，达到反应热量回收利用，有效降低能耗的目的。

现有技术在异丙苯干法反应生成过氧化氢异丙苯，制备苯酚丙酮的过程中，设置1# 和2#两个串联的氧化塔，使异丙苯氧化为过氧化氢异丙苯。1#氧化塔的异丙苯进料用低压 蒸汽预热至最佳进料温度，两个氧化塔出料分别通入1#氧化外循环冷却器和2#氧化外循 环冷却器，用循环冷却水冷却，以实现异丙苯氧化反应生成热的外移。开车工况下，两个 氧化外循环冷却器通入蒸汽以实现开车预热功能。1#氧化塔进料预热需消耗大量低压蒸 汽，而氧化反应的生成热移走却另外需要消耗大量循环冷却水，存在能耗较高问题。

本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中能耗较高的问题，提供一种新的降低苯酚丙 酮装置氧化反应单元能耗的方法。该方法用于苯酚丙酮装置的氧化反应中，具有能耗较低 的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种降低苯酚丙酮装置氧化反应单元 能耗的方法，包括异丙苯的物流(1)通过氧化塔热交换器(2)与氧化塔(6)塔底回流 物流进行换热后，再通过预热器(4)进一步预热后进入氧化塔(6)，与塔内通入的空气 物流(7)发生氧化反应，氧化塔(6)塔顶物流(5)送至尾气处理单元，氧化塔(6)塔 釜液相物流的一部分物流进入氧化产物出口管线(9)，另一部分物流进入氧化塔热交换 器(2)与物流(1)进行换热后返回氧化塔(6)；其中，开车工况时，氧化塔(6)塔釜 液相物流的一部分物流进入氧化塔开车预热器(3)，然后返回氧化塔(6)，氧化塔热交 换器(2)与氧化塔开车预热器(3)并联。

上述技术方案中，优选地，预热器(4)、氧化塔开车预热器(3)的换热介质为低压 蒸汽。

上述技术方案中，优选地，所述氧化塔(6)塔顶设有安全阀和紧急泄放管线；所述空 气入口管线(7)上旁接入氮气管线；所述氧化塔(6)上设有急冷水和消防水管线。

上述技术方案中，优选地，氧化塔(6)塔釜液相物流以重量计10～50％进入氧化产 物出口管线(9)。

上述技术方案中，优选地，氧化塔(6)操作温度为20～200℃，操作压力为0.0～0.8MPaG； 氧化塔热交换器(2)操作温度为10～200℃，操作压力为0.01～1.5MPaG。

上述技术方案中，更优选地，氧化塔(6)操作温度为80～120℃，操作压力为 0.2～0.4MPaG；氧化塔热交换器(2)操作温度为30～110℃，操作压力为0.2～0.8MPaG。

上述技术方案中，优选地，所述包括异丙苯的物流(1)中异丙苯的质量含量为65～ 99％；。

上述技术方案中，优选地，预热器(4)进一步将物流(1)预热至55～95℃。

本发明将异丙苯原料与氧化塔出料的氧化产物在氧化塔热交换器(2)中换热，在换 热量为129千卡/公斤苯酚的情况下，减少低压蒸汽消耗245公斤/吨苯酚，并降低循环冷 却水消耗13.1吨/吨苯酚，由于氧化塔热交换器(2)与氧化塔开车预热器(3)采用并联 流程，因此不增加管道阻力，也不增加循环氧化液输送泵的电耗，取得了较好地技术效果。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程示意图。

图1中，1为原料进料管线；2为氧化塔热交换器；3为氧化塔开车预热器；4为预热 器；5为氧化塔顶气相出口管线；6为氧化塔；7为空气入口管线；8为增压泵；9为氧化 产物出口管线。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

在如图1所示的装置流程中，异丙苯的质量含量为66.1％的异丙苯原料进料管线(1) 通过氧化塔热交换器(2)与氧化塔回流物料进行换热，加热后的异丙苯原料通过预热器 (4)预热至55℃后进入氧化塔(6)，与经空气入口管线(7)通入的空气发生氧化反 应；氧化塔(6)塔顶含少量异丙苯和水的尾气经气相出口管线(5)送至界外；氧化塔(6) 塔釜含异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料通过增压泵(8)增压，一部分液相物料作为 氧化产物外送，一部分氧化产物(9)通过回流管路进入氧化塔热交换器(2)与异丙苯原 料进行换热，移热后的回流物料回到氧化塔(6)。

氧化塔热交换器(2)上与氧化塔开车预热器(3)为并联，氧化塔热交换器(2)上 的回流液出口管线与氧化塔开车预热器(3)上的回流液出口管线相连后形成回流液总管 线，然后回流液总管线与氧化塔(6)相连，所述回流液总管线上设有蝶阀。氧化塔热交 换器(2)、氧化塔开车预热器(3)前后的回流液管线上均设有阀门。

在开车工况下，关闭氧化塔热交换器(2)的回流物料管路，打开氧化塔开车预热器 (14)的回流物料管路，增压泵(8)增压的回流物料通过氧化塔开车预热器(14)，实 现开车时加热。

预热器(4)、氧化塔开车预热器(3)设有低压蒸汽进料管线，氧化塔(6)塔顶设有 安全阀和紧急泄放管线，所述空气入口管线(7)上旁接入氮气管线，所述氧化塔(6)上 设有急冷水和消防水管线，所述氧化塔热交换器(2)上设有跨线，增压泵(8)出口管线 与氧化塔热交换器(2)相连的那路管线跨过氧化塔热交换器(2)直接与氧化塔(6)相 连。

苯酚丙酮生产规模为10万吨/年。氧化塔(6)塔釜液相物流以重量计11％进入氧化 产物出口管线(9)。氧化塔操作温度105℃；操作压力为0.27MPaG；氧化塔热交换器操 作温度为100℃；操作压力为0.27MPaG。经计算，该方法可减少低压蒸汽消耗1.905吨/ 小时，并降低循环冷却水消耗101.5吨/小时。

【实施例2】

按照实施例1所述的条件和步骤，苯酚丙酮生产规模改为20万吨/年。可减少低压蒸 汽消耗3.80吨/小时，并降低循环冷却水消耗203吨/小时。

【实施例3】

按照实施例1所述的条件和步骤，只是苯酚丙酮生产规模改为35万吨/年。可减少低 压蒸汽消耗6.65吨/小时，并降低循环冷却水消耗354吨/小时。

【实施例4】

按照实施例1所述的条件和步骤，进料(1)中异丙苯的质量含量为70.3％；加热后 的异丙苯原料通过预热器(4)预热至60℃后进入氧化塔(6)；氧化塔(6)塔釜液相物 流以重量计26％进入氧化产物出口管线(9)；氧化塔操作温度105℃；操作压力为 0.27MPaG；氧化塔热交换器操作温度为60℃；操作压力为0.2MPaG。经计算，该方法可 减少低压蒸汽消耗1.865吨/小时，并降低循环冷却水消耗99.5吨/小时。

【实施例5】

按照实施例1所述的条件和步骤，进料(1)中异丙苯的质量含量为75.6％；加热后的 异丙苯原料通过预热器(4)预热至68℃后进入氧化塔(6)；氧化塔(6)塔釜液相物流 以重量计32％进入氧化产物出口管线(9)；氧化塔操作温度105℃；操作压力为0.27MPaG； 氧化塔热交换器操作温度为70℃；操作压力为0.3MPaG。经计算，该方法可减少低压蒸 汽消耗1.885吨/小时，并降低循环冷却水消耗100.5吨/小时。

【实施例6】

按照实施例1所述的条件和步骤，进料(1)中异丙苯的质量含量为89.2％；加热后的 异丙苯原料通过预热器(4)预热至79℃后进入氧化塔(6)；氧化塔(6)塔釜液相物流 以重量计47％进入氧化产物出口管线(9)；氧化塔操作温度105℃；操作压力为0.27MPaG； 氧化塔热交换器操作温度为80℃；操作压力为0.5MPaG。经计算，该方法可减少低压蒸 汽消耗1.925吨/小时，并降低循环冷却水消耗102.5吨/小时。

【实施例7】

按照实施例1所述的条件和步骤，进料(1)中异丙苯的质量含量为98.9％；加热后的 异丙苯原料通过预热器(4)预热至95℃后进入氧化塔(6)；氧化塔(6)塔釜液相物流 以重量计50％进入氧化产物出口管线(9)；氧化塔操作温度105℃；操作压力为0.27MPaG； 氧化塔热交换器操作温度为100℃；操作压力为0.8MPaG。经计算，该方法可减少低压蒸 汽消耗1.945吨/小时，并降低循环冷却水消耗103.5吨/小时。