丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺

摘要

本发明涉及丁烯氧化脱氢领域，具体涉及一种丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺。将反应生成气的热量分三段回收：将反应生成气与中压蒸汽换热，换热后反应生成气温度降至430-460℃，中压蒸汽升温后返回反应器作为反应蒸汽利用；反应生成气再进入废热锅炉进行第二段回收，回收后反应生成气的温度降至135-180℃，废热锅炉副产的低压蒸汽作为反应蒸汽再次利用；反应生成气进入后换热器中进行第三段回收，余热水在后换热器中回收反应生成气的热量，吸收热量后的余热水部分用于原料丁烯的预热，另一部分进入热泵中，反应生成气温度降至75-80℃。本发明将反应生成气热量分三段回收，有效回收反应生成气的热量，热量回收率高。

说明书

技术领域

本发明涉及丁烯氧化脱氢领域，具体涉及一种丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺。

背景技术

丁烯氧化脱氢制丁二烯是丁二烯生产的主要方法之一，丁烯氧化脱氢反应释放大量热量， 有效回收反应生成气的热量是降低工艺能耗、提升装置效益的重要手段，在该领域已有相关 专利见诸报道。

专利号为“CN201110359476.0”的专利公布了一种两段能量回收的方法：一段是由100-120 ℃混合原料气与反应得到的370-420℃反应生成气换热，使得混合原料气升温至300-350℃； 另一段是将280-300℃的水蒸气在反应器的管壳中与丁烯的氧化脱氢反应过程产生的热量进 行换热。但该方法存在以下缺点：反应生成气与原料混合气能量交换后，其热量没有进一步 被充分利用，而是直接通过换热器降温，造成能量损失。

专利号为“CN201310034287.5”的专利中采用撤热介质回收热量，此外，该技术通过蒸 汽过热器、废热锅炉回收一级反应器出口产物热量；专利号为“CN201110334864.3”的专利 以介质废热锅炉与反应生成气废热锅炉回收热量且副产蒸汽。这两种方法采用了等温列管反 应器，该反应器存在结构复杂、对催化剂要求高以及拆卸困难等缺点，限制了其应用性。此 外，这两个专利没有阐述低品位热能的进一步利用。

专利号为“CN201220745072.5”的专利公开了一种采用丁烯催化脱氢制备1,3-丁二烯的 装置，该技术以废热锅炉回收热量。但该方法仅采用废热锅炉回收热量，其热量回收率低。 此外，加热炉、蒸汽过热炉、空气加热炉等设备的投用进一步增加了装置能耗。

专利号为“CN201310360727.6”的专利公开了一种氧化脱氢制丁二烯装置的废热回收方 法：氧化单元中水冷塔塔釜排出的循环洗涤水在被冷却前，作为装置中以热水为加热介质的 再沸器和换热器的热源进行热量回收后再被循环冷却水冷却。该方法主要是将水冷塔中循环 洗涤水加碱后作为加热介质，对装置热量利用率的提升作用有限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺， 可有效回收反应生成气80℃以上的热量，热量回收率高。

本发明所述的丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺，将反应生成气的热量分三段回收：

(1)反应生成气与中压蒸汽换热，换热后反应生成气温度降至430-460℃，中压蒸汽升 温后返回反应器作为反应蒸汽利用；

(2)经步骤(1)换热后的反应生成气进入废热锅炉中进行第二段回收，回收后，反应 生成气的温度降至135-180℃，废热锅炉副产的低压蒸汽作为反应蒸汽再次利用；

(3)经步骤(2)回收后的反应生成气进入后换热器中进行第三段回收，余热水在后换 热器中回收反应生成气的热量，吸收热量后的余热水进入热泵中，反应生成气温度降至75-80 ℃。

其中：

步骤(1)中反应生成气最初的温度为570-600℃。

步骤(1)中中压蒸汽换热前的温度为200-250℃。

步骤(1)中中压蒸汽换热后升温至400-420℃。

步骤(2)中废热锅炉副产的低压蒸汽为0.25-0.35MPa低压蒸汽。

废热锅炉和闪蒸罐均采用界外脱盐水补水。

步骤(3)优选为：经步骤(2)回收后的反应生成气进入后换热器中进行第三段回收， 余热水在后换热器中回收反应生成气的热量，吸收热量后的余热水部分用于原料丁烯的预热， 另一部分进入热泵中，反应生成气温度降至75-80℃。

步骤(3)中余热水在后换热器中回收反应生成气的热量，吸收热量后的余热水部分进入 热泵中，将热量传递给热泵，然后再回到后换热器中。

步骤(3)中热泵将吸收的余热水的热量由低品位热能转化为高品位热能，用于加热来自 闪蒸罐的水，被加热后的水回到闪蒸罐中产生0.2-0.25MPa蒸汽，产生的蒸汽作为反应蒸汽 返回反应器再次利用。

作为一种优选方案，步骤(3)为：经步骤(2)回收后的反应生成气进入后换热器中进 行第三段回收，余热水在后换热器中回收反应生成气的热量，余热水初始温度为70-78℃，吸 收热量后的余热水升温至90-103℃，部分用于原料丁烯的预热，另一部分进入热泵中，将热 量传递给热泵，然后再回到后换热器中，然后再吸收后换热器中反应生成气的热量，进行下 一个循环；闪蒸罐中的水进入热泵中，闪蒸罐中的水初始温度为125-130℃，热泵将吸收的余 热水的热量由低品位热能转化为高品位热能，用于加热来自闪蒸罐的水，被加热后的水温度 升至135-145℃，回到闪蒸罐中产生0.2-0.25MPa蒸汽，产生的蒸汽作为反应蒸汽返回反应器 再次利用；闪蒸罐中的水再进入热泵中，进行下一个循环；反应生成气经过三段回收后温度 降至75-80℃由反应生成气管排出。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明针对现有技术存在的能量回收率低、应用性能差等缺点，提供了一种新的丁烯氧 化脱氢反应生成气热量回收工艺，将反应生成气中热量分三段回收，有效回收反应生成气80 ℃以上的热量，热量回收率高。

附图说明

图1为本发明所述的丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺的工艺流程图；

图中：1-1：反应生成气管，1-2：反应生成气管，1-3：反应生成气管，1-4：反应生成气 管，2：中压蒸汽进管，3：中压蒸汽出管，4：换热器，5：废热锅炉，6：低压蒸汽出管，7： 余热水回水线，8：后换热器，9：高温热水回水线，10：热泵，11：闪蒸罐，12：闪蒸罐低 压蒸汽管，13：余热水上水线，14：高温热水上水线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺，如图1所示，将反应生成气的热量分三段 回收：

(1)600℃的反应生成气由反应生成气管1-1进入换热器4中与250℃的中压蒸汽换热， 换热后反应生成气温度降至450℃，换热后的反应生成气由反应生成气管1-2进入废热锅炉5 中，换热器4中产生的中压蒸汽升温至420℃后返回反应器作为反应蒸汽利用，中压蒸汽由 中压蒸汽进管2进入换热器4，升温后的中压蒸汽由中压蒸汽出管3返回反应器作为反应蒸 汽利用；

(2)经步骤(1)换热后的反应生成气由反应生成气管1-2进入废热锅炉5中进行第二 段回收，回收后，反应生成气的温度降至170℃，废热锅炉副产的0.35MPa低压蒸汽由低压 蒸汽出管6排出作为反应蒸汽再次利用；废热锅炉5采用界外脱盐水由外界脱盐水管给废热 锅炉5补水；

(3)经步骤(2)回收后的反应生成气由反应生成气管1-3进入后换热器8中进行第三 段回收，余热水在后换热器8中回收反应生成气的热量，余热水初始温度为75℃，吸收热量 后的余热水升温至100℃，部分用于原料丁烯的预热，另一部分进入热泵10中将热量传递给 热泵10，然后再回到后换热器8中，然后再吸收后换热器8中反应生成气的热量，进行下一 个循环；余热水由余热水上水线13从后换热器8进入热泵10中；由余热水回水线7回到后 换热器8中；闪蒸罐11中的水进入热泵10中，闪蒸罐11中的水初始温度为125℃，热泵10 将吸收的余热水的热量由低品位热能转化为高品位热能，用于加热来自闪蒸罐11的水，被加 热后的水温度升至135℃，回到闪蒸罐11中产生0.25MPa蒸汽，产生的蒸汽作为反应蒸汽由 闪蒸罐低压蒸汽管12返回反应器再次利用；闪蒸罐11中的水再进入热泵10中，进行下一个 循环；反应生成气经过三段回收后温度降至75℃由反应生成气管1-4排出；闪蒸罐11中的水 由高温热水回水线9从闪蒸罐11进入热泵10中；由高温热水上水线14回到闪蒸罐11中； 其中：闪蒸罐11采用界外脱盐水由外界脱盐水管补水。

实施例2

一种丁烯氧化脱氢反应生成气热量回收工艺，如图1所示，将反应生成气的热量分三段 回收：

(1)将570℃的反应生成气由反应生成气管1-1进入换热器4中与200℃的中压蒸汽换 热，换热后反应生成气温度降至430℃，换热后的反应生成气由反应生成气管1-2进入废热锅 炉5中，换热器4中产生的中压蒸汽升温至400℃后返回反应器作为反应蒸汽利用，中压蒸 汽由中压蒸汽进管2进入换热器4，升温后的中压蒸汽由中压蒸汽出管3返回反应器作为反 应蒸汽利用；

(2)经步骤(1)换热后的反应生成气由反应生成气管1-2进入废热锅炉5中进行第二 段回收，回收后，反应生成气的温度降至135℃，废热锅炉副产的0.25MPa低压蒸汽由低压 蒸汽出管6排出作为反应蒸汽再次利用；废热锅炉5采用界外脱盐水由外界脱盐水管给废热 锅炉5补水；

(3)经步骤(2)回收后的反应生成气由反应生成气管1-3进入后换热器8中进行第三 段回收，余热水在后换热器8中回收反应生成气的热量，余热水初始温度为70℃，吸收热量 后的余热水升温至90℃，进入热泵10中将热量传递给热泵10，然后再回到后换热器8中， 然后再吸收后换热器8中反应生成气的热量，进行下一个循环；余热水由余热水上水线13从 后换热器8进入热泵10中；由余热水回水线7回到后换热器8中；闪蒸罐11中的水进入热 泵10中，闪蒸罐11中的水初始温度为130℃，热泵10将吸收的余热水的热量由低品位热能 转化为高品位热能，用于加热来自闪蒸罐11的水，被加热后的水温度升至145℃，回到闪蒸 罐11中产生0.2MPa蒸汽，产生的蒸汽作为反应蒸汽由闪蒸罐低压蒸汽管12返回反应器再次 利用；闪蒸罐11中的水再进入热泵10中，进行下一个循环；反应生成气经过三段回收后温 度降至80℃由反应生成气管1-4排出；闪蒸罐11中的水由高温热水回水线9从闪蒸罐11进 入热泵10中；由高温热水上水线14回到闪蒸罐11中；其中：闪蒸罐11采用界外脱盐水由 外界脱盐水管补水。