[0001] 本发明涉及一种顺酐生产技术，特别是涉及反应生成气中顺酐的吸收方法。

[0002] 顺酐是一种重要的有机化工原料，其下游产品有着相当广泛的开发和应用前景，是我国国民经济发展中不可缺少的重要有机化工原料。

[0003] 顺酐的生产方法为：原料苯或正丁烷，与空气发生氧化反应，反应过程在某种催化剂作用下进行，得到含顺酐的反应生成气，经过冷却、吸收、精制回收等工艺过程得到产品顺酐。

[0004] 吸收含顺酐的反应生成气是顺酐生产后处理工艺中的关键工序之一，其目的是将顺酐从气体混合物中提取出来，获得含顺酐的液态溶液，然后将该溶液进行后续的精制回收。现有技术主要采用水吸收和溶剂吸收这两种方法来实现这个吸收过程。

[0005] 溶剂吸收法是目前采用较多的比较先进的吸收方式，其先进性在于系统中不再带入水，难以形成顺酸及反酸，从而装置可以连续操作、生产过程稳定、产品收率高、质量好，为多数规模化顺酐装置所采用。

[0006] 溶剂吸收法与水吸收法一样，均采用喷淋板式塔吸收过程，塔内除了采用筛板或浮阀，还设置了导流板、破沫器、降液管等塔内件，从而尽可能提高吸收效率，确保塔顶吸收后的尾气3中所带走损失掉的顺酐最少。吸收溶剂为一种芳烃酯类(如DBP，DIBE)，在塔底获得的含顺酐富溶剂，去解吸、脱轻、脱重塔进行精制回收，最终得到成品顺酐。

[0007] 现有技术所采用的水吸收法和溶剂吸收法，其吸收原理相似，均为喷淋板式塔的吸收方法，吸收效率高，操作弹性大，但存在的不足之处是：1.随着规模的大型化，例如处理规模扩大到12500kg/h，相当于10万吨/年顺酐生产能力时，其塔径将达到7.6米，塔体过于庞大，传质系数大幅度下降，投资明显增加，设备加工、运输及安装的困难多。

[0008] 2.为保证塔顶尽量损失很少的顺酐，塔底送出的富溶剂当中的顺酐含量符合比例控制的要求，塔上设置了几十处仪表监测和控制点，仪表投资费用高，操作难度大，稍有不慎，产品质量和收率就难以保证。

[0009] 3.为提高传质系数和吸收效率，塔底顺酸水溶液或富溶剂通过循环泵6和循环冷却器7大量循环，循环液8的流量通常是送出的去精制回收的顺酸水溶液或富溶剂的流量20倍以上，因而消耗大量冷却水和电，使装置能耗较高，运行不经济。

[0010] 为解决现有生产技术中存在的问题，本发明公开一种动力波吸收塔用于吸收含顺酐的气体，在泡沫区内高效传质传热，且吸收效率高、操作弹性大、便于控制在稳定连续工况下，不仅有效降低了吸收系统设备的投资，而且操作简单、能耗低、无塔内件清洗维护容易，适用于所有水吸收法和溶剂吸收法顺酐装置的新建与技术改造，将大大提高顺酐生产的经济效益。

[0011] 动力波是烟气净化领域所采用的一项先进成熟技术，多用在尾气除尘、脱硫等领域。

[0012] 动力波的工作原理是利用流体力学中的动量平衡原理，将液体吸收剂喷入气流当中，通过对气液两相动量平衡关系的控制，使液体在气体的必经之路上形成一个泡沫区，泡沫区范围内的液体表面积很大且更新速度很快，可与气体发生瞬间的传质传热，从而达到吸收和急冷的良好效果。

[0013] 基于动力波的特点，本发明采取的方法如下：含顺酐气体1自动力波吸收塔9顶部进入塔内，由上向下流动，吸收溶剂或工艺水2经过多级喷嘴10以一定方向喷入气流中，气流和液流相撞，从而迫使液体呈辐射状自里向外射向筒壁，在气-液界面区域形成强烈湍动区，控制液相和气相的流量比使二者动量恰好达到平衡，气液紧密接触而产生稳定的多级泡沫区。顺酐与吸收溶剂或工艺水迅速发生传质及传热过程，从而实现吸收顺酐、移出反应热的效果。吸收后的气液混合物进入分离器11进行气液分离，液相为含顺酐富溶剂或顺酸水溶液4送往解吸工序或脱水工序，吸收后的尾气3去往尾气处理。

[0014] 在水-顺酐吸收体系中，含顺酐的气体与水发生反应生成顺酸。反应在泡沫区内进行，水与顺酐在泡沫区内大面积接触使反应速度加快，同时也使顺酐的传质传热速度加快，反应产物顺酸与反应热被迅速更新的水溶液带走，其反应传质传热效果迅速而稳定，一次通过即可得到理想的吸收液。由于不需要顺酸水溶液的循环喷淋，且顺酸在泡沫区内停留时间极短，热量无法聚集，使得整个动力波吸收塔没有形成反酸(富马酸)的条件，是传统喷淋板式吸收塔无法实现的。

[0015] 在溶剂-顺酐吸收体系中，含顺酐的气体在泡沫区内与溶剂进行迅速而稳定的传质吸收，由于泡沫区内气液接触表面积大，溶剂更新速度快，顺酐进入溶剂的传质过程非常高效，液气流量比的范围大，很容易控制稳定，操作容易，一次通过即可达到理想吸收液浓度范围。

[0016] 其中：喷嘴10是由柱形结构12、圆锥结构13、带斜孔的板14所组成。吸收溶剂或工艺水2首先通过带斜孔的板14，液体在此获得了一定的旋转速度，由于液体的流通截面积减少，故液体做加速减压运动，出斜孔后，液体的流通截面积突然增大，液体做减速加压运动，此时液体要通过圆锥结构13，液体再做加速减压运动，经过柱形结构12时速度无变化。最终，高速旋转的液流与由上向下的重力气流相撞形成泡沫区。在吸收塔内可由多级喷嘴形成多级泡沫区，通常为1-3级。

[0017] 吸收后的气液两相混合物通过分离器11进行气液分离。在旋风分离管内的气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，沿筒体呈螺旋形向下运动，密度大的液相在离心力的作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管，从设备底部出液口送出，该液体是含顺酐富溶剂或顺酸水溶液4；旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，后经设备顶部出口送出，该气体是吸收后的尾气3。附图说明

[0018] 图1：喷淋板式吸收塔吸收工艺流程示意图图示1含顺酐气体2吸收溶剂或工艺水3吸收后的尾气4含顺酐富溶剂或顺酸水溶液5喷淋板式吸收塔6循环泵7循环冷却器8循环液;
图2：本发明动力波吸收塔吸收工艺流程示意图图示
9动力波吸收塔10喷嘴11分离器;
图3：本发明的喷嘴10结构示意图
12柱形结构13圆锥结构14带斜孔的板。

[0019] 按照本发明图2的装置，可实施以下2种工况：实施工况一是将含顺酐的气体1自塔顶送入动力波吸收塔9内，吸收溶剂DBP由喷嘴10逆气流向上喷入塔中，吸收后的气液混合物进入分离器11中进行气液分离，将分离后的气相和液相分别送出。

[0020] 实施工况二与实施工况一相似，除了用工艺水代替DBP溶剂作为吸收剂之外。

[0021] 实施工况一及实施工况二所采用的动力波吸收塔尺寸为：直径0.1米，高度2米；分离器尺寸为：直径0.5米，高度1.2米。

[0022] 实施工况1：顺酐-空气混合物与溶剂DBP在动力波吸收塔中的吸收顺酐-空气混合物组成：空气90％、水6％、顺酐4％；
顺酐-空气混合物流量：100m3/hr；
吸收溶剂DBP流量：0.035m3/hr；
压力：30kPa(g)；
温度：130℃。

[0023] 打开DBP溶剂进料管道阀门，溶剂通过打开的2级喷嘴阀门喷入吸收塔，调整阀门开度，调节溶剂流量在0.01m3/hr，然后打开气相进料管道阀门，将顺酐-空气混合物送入动力波吸收塔9内，调整阀门开度，将风量调节到100m3/hr，再调整溶剂管道阀门，将溶剂流量设置在0.035m3/hr，此时液气体积流量比控制在0.00035，逐渐形成稳定的2级泡沫区，吸收后的混合物进入分离罐内，并瞬间达到气液两相的分离，分别从罐顶和罐底送出气相及液相。保持装置稳定运行10分钟后，对分离罐气相和液相取样测量，并测量含顺酐的气体1和分离后的气相3管道上的压力差，数据如下：尾气中的顺酐值：33mg/Nm3；
富溶剂中顺酐浓度值：14.4％vol；
气体通过塔的进出口阻力降值：5kPa。