氯醇化尾气耦合处理方法.pdf
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010797817.1 (22)申请日 2020.08.10 (71)申请人 南京佳华工程技术有限公司 地址 210009 江苏省南京市鼓楼区山西路8 号金山大厦B楼-9G (72)发明人 张扬谢佳华黄小康赵怡 刘琼 (74)专利代理机构 南京天华专利代理有限责任 公司 32218 代理人 邢贤冬徐冬涛 (51)Int.Cl. B01D 53/40(2006.01) B01D 53/78(2006.01) B01D 53/81(2006.01) B01D 53/00(200。
2、6.01) B01D 53/18(2006.01) B01D 53/22(2006.01) C10L 3/12(2006.01) F23G 7/06(2006.01) (54)发明名称 一种氯醇化尾气耦合处理方法 (57)摘要 本发明属于尾气处理领域, 公开了一种氯醇 化尾气耦合处理方法, 包括: 氯醇化尾气先经碱 液或固体无机碱或碱土金属氧化物吸收除去酸 性气体, 再经压缩冷凝或加压精馏或溶剂吸收分 离出氯丙醇和二氯丙烷, 最后经膜分离设备或溶 剂吸收将丙烯、 丙烷和氮气、 氧气分离。 本发明通 过多种方法耦合, 根据尾气中组分不同的物性进 行针对处理, 将有害气体彻底清除、 实现排放标 准。
3、的同时深度回收丙烷、 丙烯, 丙烷和丙烯的回 收率均达到90以上。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 111821832 A 2020.10.27 CN 111821832 A 1.一种氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于包括: 氯醇化尾气先经碱液或固体无机 碱或碱土金属氧化物吸收除去酸性气体, 再经压缩冷凝或加压精馏或溶剂吸收分离出氯丙 醇和二氯丙烷, 最后经膜分离设备或溶剂吸收将丙烯、 丙烷和氮气、 氧气分离。 2.根据权利要求1所述的氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于所述的氯醇化尾气含 有0.012wt氯化氢、 0.011.5wt氯气、 0.140wt丙烷、 0.140wt丙。
4、烯、 0.5 6wt1,2-二氯丙烷、 0.56wt 1,3-二氯丙烷、 05wt 1-氯-2-丙醇、 571wt氮气、 520wt氧气、 0.110wt水。 3.根据权利要求1所述的氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于采用碱洗-压缩-膜分 离耦合处理方法, 包括: 待处理氯醇化尾气经碱液除去酸性气体, 再经过液环压缩和冷却, 将高沸点的氯丙醇和二氯丙烷液化, 与气相的丙烷、 丙烯、 氮气、 氧气分离; 含丙烷、 丙烯、 氮 气、 氧气的气体进入膜分离设备进行膜分离, 渗余侧气体进入RTO炉或CO炉焚烧; 透过侧气 体经增压冷凝或者深冷后做液化石油气。 4.根据权利要求3所述的氯醇化尾气耦合处。
5、理方法, 其特征在于步骤如下: 步骤(1)、 碱洗: 待处理氯醇化尾气自底部通入碱洗塔, 与碱液逆流接触, 脱除尾气中的 酸性气体; 步骤(2)、 压缩冷凝: 经过碱液吸收的尾气经液环压缩至0.150.5MPa、 再冷却至-10 30, 将二氯丙烷、 氯丙醇和水液化, 从而与丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气分离; 步骤(3)、 膜分离: 含丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体进入膜分离设备进行膜分离, 在透过 侧富集得到丙烷和丙烯、 少量氮气和氧气, 渗余侧得到氮气、 氧气和少量丙烷、 丙烯; 步骤(4)、 渗余侧气体进入RTO或CO炉焚烧; 透过测气体增压至0.51.5MPa后冷凝至- 35-10。
6、或者经过深冷装置冷却至-70-50制成LPG。 5.根据权利要求3或4所述的氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于所述的碱液为含量 130wt的NaOH、 KOH、 Ca(OH)2中的一种或多种的溶液; 液气比0.55kg/m3。 6.根据权利要求1所述的氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于采用固体碱性物质吸 收-加压精馏-膜分离耦合处理, 包括: 待处理氯醇化尾气先经固体无机碱或碱土金属氧化 物除去酸性气体和水蒸汽, 再进行加压精馏, 在精馏塔塔釜得到二氯丙烷和氯丙醇, 自精馏 塔塔顶排出含丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体, 含丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体进入膜分离设 备进行膜分离, 。
7、氮气、 氧气与丙烷、 丙烯分离, 渗余侧气体进入RTO炉或CO炉焚烧; 透过侧气 体经增压冷凝或者深冷后做液化石油气。 7.根据权利要求6所述的氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于步骤如下: 步骤(1)、 固体碱性物质吸收: 待处理氯醇化尾气自底部通入固体碱性物质吸收塔, 由 固体无机碱或碱土金属氧化物脱除尾气中的水蒸气和酸性气体; 其中, 所述的固体无机碱 或碱土金属氧化物为氢氧化钠、 氢氧化钾中的一种或多种, 碱土金属氧化物为氧化钙、 氧化 镁中的一种或多种; 步骤(2)、 加压精馏: 经过固体碱性物质吸收的尾气进入精馏塔进行加压精馏, 在精馏 塔釜得到高沸点的二氯丙烷、 氯丙醇; 沸点较。
8、低的丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气自塔顶排出; 其中, 精馏塔操作压力0.21MPa, 回流比为0.11, 塔釜温度为100200; 步骤(3)、 膜分离: 加压精馏塔顶所得丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气进入膜分离设备进行膜分 离, 在透过侧富集得到丙烷和丙烯、 少量氮气和氧气, 渗余侧得到氮气、 氧气和少量丙烷、 丙 权利要求书 1/2 页 2 CN 111821832 A 2 烯; 步骤(4)、 膜分离设备渗余侧气体进入RTO或CO炉焚烧; 透过侧气体增压至0.51.5MPa 后冷凝至-30-10或者经过深冷装置冷却至-70-50制成LPG。 8.根据权利要求3、 4、 6或7所述的氯醇化尾气。
9、耦合处理方法, 其特征在于所述的膜分离 设备的膜组件为卷式VOCs回收膜组件, 所述的卷式VOCs回收膜组件的核心部件为VOCs回收 膜; 所述的膜分离的操作温度为2060, 真空度为150kPa。 9.根据权利要求1所述的氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于采用固体碱性物质吸 收-强极性溶剂吸收-弱极性溶剂吸收耦合处理方法, 包括: 待处理氯醇化尾气经固体无机 碱或碱土金属氧化物除去酸性气体和水蒸汽, 依次采用强极性溶剂吸收尾气中的二氯丙烷 和氯丙醇, 采用弱极性溶剂吸收丙烯和丙烷, 将丙烯、 丙烷和氮气、 氧气分离; 吸收丙烯和丙 烷的弱极性溶剂进行再生, 再生得到的弱极性溶剂与待再生的弱。
10、极性溶剂换热后回用于吸 收丙烯和丙烷, 再生得到的气相经冷凝后气液分离得到丙烷和丙烯。 10.根据权利要求9所述的氯醇化尾气耦合处理方法, 其特征在于步骤如下: 步骤(1)、 固体碱性物质吸收: 待处理氯醇化尾气自底部通入固体碱性物质吸收塔, 由 固体无机碱或碱土金属氧化物脱除尾气中的水蒸气和酸性气体, 其中, 所述的固体无机碱 为氢氧化钠、 氢氧化钾中的一种或多种, 碱土金属氧化物为氧化钙、 氧化镁中的一种或多 种; 步骤(2)、 强极性溶剂吸收: 经过固体碱性物质吸收的尾气自底部通入第一溶剂吸收 塔, 与强极性溶剂逆流接触吸收尾气中的1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷和1-氯-2-丙醇,。
11、 含 丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体从塔顶排出; 其中, 所述的强极性溶剂为1,2-二氯丙烷、 1,3- 二氯丙烷和1-氯-2-丙醇、 水的一种或多种; 第一吸收塔的操作压力为0.11.0MPa, 溶剂温 度为-3050, 液气比为115kg/m3; 步骤(3)、 弱极性溶剂吸收: 经过强极性溶剂吸收的尾气自底部通入第二溶剂吸收塔, 与弱极性溶剂逆流接触吸收丙烯和丙烷, 自塔顶排出氮气和氧气; 其中, 所述的弱极性溶剂 为环己烷、 正己烷、 正庚烷、 正癸烷、 十氢萘、 乙苯、 丙基苯、 苯丙烯、 对二甲苯、 对二乙苯、 间 二乙苯、 混合三甲苯、 柴油、 白油的一种或多种, 优选为混合三。
12、甲苯、 对二乙苯、 正癸烷、 十氢 萘、 柴油、 白油的一种或多种; 第二吸收塔的操作压力为0.11.0MPa, 溶剂温度为-3050 , 液气比2560kg/m3; 步骤(4)、 自第二溶剂吸收塔塔底排出液相物料, 进入再生塔, 再生塔塔釜物料与进入 再生塔前的液相物料换热后返回至第二溶剂吸收塔循环使用; 再生塔塔顶气体经冷凝后进 行气液分离, 气相为丙烷和丙烯, 液相为弱极性溶剂, 液相回流至再生塔内; 其中, 再生塔的 操作压力0.11MPa, 回流比0.12, 塔釜温度170250。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111821832 A 3 一种氯醇化尾气耦合处理方法 技术领域 0。
13、001 本发明属于尾气处理领域, 涉及一种氯醇化尾气耦合处理方法, 具体涉及一种从 酸性的含二氯丙烷、 丙烯、 丙烷的氯醇化尾气中回收丙烯、 丙烷且处理后达到排放标准的方 法。 背景技术 0002 二氯丙烷(英文名: propylene dichloride, C3H6Cl2)有两种同分异构体, 分别为1, 2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷。 而氯丙烷为无色透明液体, 有氯仿气味, 不溶于水, 溶于丙酮和 乙醚等大多数有机溶剂。 可用于有机合成原料, 油类脂肪溶剂, 洗涤剂、 树脂、 农药的原料。 0003 1-氯-2-丙醇(英文名: 1-Chloro-2-propanol, C3H7ClO)。
14、略带醚臭的无色液体, 溶于 水和乙醇, 用于制造环氧丙烷和丙二醇, 医药上用于合成氯丙嗪。 0004 氯醇化尾气来自丙烯次氯酸化制取氯丙醇车间, 该尾气中含有氯化氢、 氯气、 丙 烷、 丙烯、 1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷、 1-氯-2-丙醇、 氮气、 氧气、 水。 该尾气处理难度很 大, 主要原因为: 1.含有酸性、 腐蚀性气体; 2.组成成分多, 各组分含量波动大; 3.含有丙烷、 丙烯和氧气, 易闪爆。 0005 目前, 国内外大部分采用碱洗、 焚烧、 深冷、 鼓入空气稀释等方法来处理氯醇化尾 气, 效果差, 能耗高, 危险系数大, 而且会产生剧毒的二噁英。 0006 中国专利C。
15、N210495775U公开了一种深冷加活性碳纤维或活性炭吸附处理化工尾 气系统, 采用碱洗-深冷-活性炭吸附处理化工尾气, 吸附剂需要频繁更换再生, 操作繁琐。 中国专利CN209569741U公开了一种化工废气治理的系统, 采用碱洗加稀释焚烧的处理方 法, 碱洗会产生大量废盐, 且焚烧时易闪爆, 焚烧后产生剧毒二噁英。 中国专利申请 CN104607024A公开了一种氯醇化反应含酸尾气的处理方法, 采用碱洗-反应-水洗的方法, 仅能除去酸性气体和丙烯, 仅对含丙烯较高的尾气有处理效果, 并不适用其它丙烯含量少、 组分复杂的尾气。 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种氯醇化尾气耦合处理方。
16、法, 根据氯醇化尾气组分不同的 沸点、 酸碱性、 极性、 分子大小等针对性处理实现排放标准, 并回收丙烷和丙烯, 处理过程安 全无闪爆, 无二噁英产生, 具有较大的经济效益和环保价值。 0008 本发明所述的氯醇化尾气来自丙烯次氯酸化制取氯丙醇车间, 为氯化氢、 氯气、 丙 烷、 丙烯、 1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷、 1-氯-2-丙醇、 氮气、 氧气和水的混合物, 各组分含 量波动较大, 氯醇化尾气含有0.011wt氯化氢、 0.011.5wt氯气、 0.120wt丙烷、 0.120wt丙烯、 0.56wt 1,2-二氯丙烷、 0.56wt 1,3-二氯丙烷、 05wt 1- 氯-2。
17、-丙醇、 5071wt氮气、 520wt氧气、 0.110wt水。 根据氯醇化尾气中各组分性 质, 可分为如下几组: 0009 酸性组分: 氯化氢、 氯气; 说明书 1/8 页 4 CN 111821832 A 4 0010 中性组分: 丙烷、 丙烯、 1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷、 1-氯-2-丙醇、 氮气、 氧气; 0011 高沸点组分: 1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷、 1-氯-2-丙醇; 0012 中沸点组分: 丙烷、 丙烯; 0013 低沸点组分: 氮气、 氧气; 0014 强极性组分: 1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷、 1-氯-2-丙醇; 0015 弱极性或无极。
18、性组分: 丙烷、 丙烯、 氮气、 氧气。 0016 本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的: 0017 一种氯醇化尾气耦合处理方法, 采用碱液或固体无机碱或碱土金属氧化物吸收、 压缩冷凝、 常压或加压精馏、 溶剂吸收、 膜分离、 深冷等多种方法耦合处理复杂成分的氯醇 化尾气, 包括: 氯醇化尾气先经碱液或固体无机碱或碱土金属氧化物吸收除去酸性气体, 再 经压缩冷凝或加压精馏或溶剂吸收分离出氯丙醇和二氯丙烷, 最后经膜分离设备或溶剂吸 收将丙烯、 丙烷和氮气、 氧气分离; 可选的, 膜分离渗余侧尾气去RTO(蓄热式燃烧)炉或CO (催化燃烧)炉焚烧, 透过侧气体增压冷凝或者深冷处理。 0018。
19、 作为本发明所述的氯醇化尾气耦合处理方法的其中一个优选技术方案, 采用碱 洗-压缩冷凝-膜分离耦合处理方法, 包括: 待处理氯醇化尾气经过量的碱液除去酸性气体, 再经过液环压缩和冷却, 将高沸点的氯丙醇和二氯丙烷液化, 与气相的丙烷、 丙烯、 氮气、 氧 气分离; 含丙烷、 丙烯、 氮气、 氧气的气体进入膜分离设备进行膜分离, 膜透过侧富集得到高 浓度丙烷和丙烯、 少量氮气和氧气, 渗余侧得到高浓度氮气、 氧气和少量丙烷、 丙烯, 渗余侧 气体(氮气和氧气)进入RTO炉或CO炉焚烧; 透过侧气体(丙烷和丙烯)经增压冷凝或者深冷 后做液化石油气(LPG)。 0019 具体步骤如下: 0020 步。
20、骤(1)、 碱洗: 待处理氯醇化尾气自底部通入碱洗塔, 与碱液逆流接触, 脱除尾气 中的HCl和Cl2等酸性气体; 0021 步骤(2)、 压缩冷凝: 经过碱液吸收的尾气经液环压缩至0.150.5MPa、 再冷却-10 30, 将高沸点的二氯丙烷、 氯丙醇和水液化, 从而与低沸点的丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气分 离; 0022 步骤(3)、 膜分离: 含丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体进入膜分离设备进行膜分离, 在 透过侧富集得到高浓度丙烷和丙烯、 少量氮气和氧气, 渗余侧得到高浓度氮气、 氧气和少量 丙烷、 丙烯; 0023 步骤(4)、 渗余侧气体气体进入RTO或CO炉焚烧; 透过侧气体。
21、进一步增压至0.5 1.5MPa后冷凝至-35-10或者经过深冷装置冷却至-70-50制成LPG。 0024 步骤(1)中, 所述的碱液为含量130wt的NaOH、 KOH、 Ca(OH)2中的一种或多种的 溶液; 所述的碱液的流量为1001000kg/h, 液气比0.55kg/m3。 吸收了酸性气体的碱液自 碱洗塔外循环至碱洗塔塔顶, 循环使用。 0025 作为本发明所述的氯醇化尾气耦合处理方法的其中一个优选技术方案, 采用固体 碱性物质吸收-加压精馏-膜分离耦合处理方法, 包括: 待处理氯醇化尾气先经过量的固体 无机碱或碱土金属氧化物除去酸性气体和水蒸汽, 再进行加压精馏, 在精馏塔塔釜得。
22、到高 沸点的二氯丙烷和氯丙醇, 自精馏塔塔顶排出含低沸点的丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体, 含 丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体进入膜分离设备进行膜分离, 氮气、 氧气与丙烷、 丙烯分离, 渗 说明书 2/8 页 5 CN 111821832 A 5 余侧气体去RTO或CO炉焚烧; 透过侧气体经增压冷凝或者深冷后做液化石油气(LPG)。 0026 具体步骤如下: 0027 步骤(1)、 固体碱性物质吸收: 待处理氯醇化尾气自底部通入固体碱性物质吸收 塔, 由固体无机碱或碱土金属氧化物脱除尾气中的水蒸气和酸性气体; 其中, 所述的固体无 机碱为氢氧化钠、 氢氧化钾中的一种或多种, 碱土金属。
23、氧化物为氧化钙、 氧化镁中的一种或 多种; 0028 步骤(2)、 加压精馏: 经过固体碱性物质吸收的尾气进入精馏塔进行加压精馏, 在 精馏塔塔釜得到高沸点的二氯丙烷、 氯丙醇; 含低沸点的丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体自塔 顶排出; 其中, 精馏塔操作压力0.21MPa, 回流比为0.11, 塔釜温度为100200; 0029 步骤(3)、 膜分离: 加压精馏塔顶所得含丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气的气体进入膜分离 设备进行膜分离, 在透过侧富集得到高浓度丙烷和丙烯、 少量氮气和氧气, 渗余侧得到高浓 度氮气、 氧气和少量丙烷、 丙烯; 0030 步骤(4)、 渗余侧气体进入RTO或CO炉。
24、焚烧; 透过侧气体进一步增压0.51.5MPa后 冷凝至-30-10或者经过深冷装置冷却至-70-50制成LPG。 0031 步骤(1)中, 使用固体无机碱吸收氯醇化尾气中的酸性气体和水蒸气时, 当固体无 机碱吸收后的尾气中酸性气体和水蒸汽含量超过正常浓度, 为正常开车的两倍, 表明固体 无机碱的吸收能力下降, 此时, 将固体无机碱送至电解再生后继续循环使用或者更换新的 固体无机碱或碱土金属氧化物; 使用碱土金属氧化物吸收氯醇化尾气中的酸性气体和水蒸 气时, 当碱土金属氧化物吸收后的尾气中酸性气体和水蒸汽含量超过正常浓度, 为正常开 车的两倍, 表明碱土金属氧化物吸收能力下降, 更换新的碱土金。
25、属氧化物。 0032 本发明所述的膜分离设备为成套VOCs回收膜分离设备, 所述的膜分离设备的膜组 件为卷式VOCs回收膜组件, 所述的卷式VOCs回收膜组件的核心部件为VOCs回收膜, 由VOCs 回收膜和隔网间隔堆叠卷曲而成, 所述的VOCs回收膜是由无纺布基膜、 疏水多孔中间层和 表面致密分离膜复合而成, 有机物透过该VOCs回收膜的速率高于氧气和氮气从而将挥发性 有机气体与氮气、 氧气等常规气体实现分离, 有机物在膜渗透测富集, 有机物收率可达95 以上。 具体的, 所述的VOCs回收膜可以选择JS-GS02L-8040VOCs回收膜。 0033 所述的膜分离的操作温度为2060, 真。
26、空度为150kPa。 0034 作为本发明所述的氯醇化尾气耦合处理方法的其中一个优选技术方案, 采用固体 碱性物质吸收-强极性溶剂吸收-弱极性溶剂吸收耦合处理方法, 包括: 待处理氯醇化尾气 经固体无机碱或碱土金属氧化物除去酸性气体和水蒸汽, 依次采用强极性溶剂吸收尾气中 的二氯丙烷和氯丙醇, 采用弱极性溶剂吸收丙烯和丙烷, 将丙烯、 丙烷和氮气、 氧气分离; 吸 收丙烯和丙烷的弱极性溶剂进行再生, 再生得到的弱极性溶剂与待再生的弱极性溶剂换热 后回用于吸收丙烯和丙烷, 再生得到的气相经冷凝后气液分离得到丙烷和丙烯。 0035 具体步骤如下: 0036 步骤(1)、 固体碱性物质吸收: 待处理。
27、氯醇化尾气自底部通入固体碱性物质吸收 塔, 由固体无机碱或碱土金属氧化物脱除尾气中的水蒸气和酸性气体; 其中, 所述的固体无 机碱为氢氧化钠、 氢氧化钾中的一种或多种, 碱土金属氧化物为氧化钙、 氧化镁中的一种或 多种; 0037 步骤(2)、 强极性溶剂吸收: 经过固体碱性物质吸收的尾气自底部通入第一溶剂吸 说明书 3/8 页 6 CN 111821832 A 6 收塔, 利用相似相溶原理, 高压低温条件下, 与强极性溶剂逆流接触吸收尾气中强极性的1, 2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷和1-氯-2-丙醇, 含弱极性或者无极性的丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气 的气体从塔顶排出; 其中, 所述的强。
28、极性溶剂为1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷和1-氯-2-丙 醇的一种或多种; 第一吸收塔的操作压力为0.11.0MPa, 溶剂温度为-3020, 溶剂流量 为10005000kg/h, 液气比为115kg/m3; 0038 步骤(3)、 弱极性溶剂吸收: 经过强极性溶剂吸收的尾气自底部通入第二溶剂吸收 塔, 高压低温条件下, 与弱极性溶剂逆流接触吸收丙烯和丙烷, 自塔顶排出氮气和氧气; 其 中, 所述的弱极性溶剂为环己烷、 正己烷、 正庚烷、 正癸烷、 十氢萘、 乙苯、 丙基苯、 苯丙烯、 对 二甲苯、 对二乙苯、 间二乙苯、 混合三甲苯、 白油的一种或多种, 综合比较对丙烯、 丙烷的溶 。
29、解性和溶剂自身的挥发性大小, 优选为混合三甲苯、 对二乙苯、 间二乙苯、 正癸烷、 十氢萘、 白油; 第二吸收塔的操作压力为0.11.0MPa, 溶剂温度为-3020, 溶剂流量5000 20000kg/h, 液气比2560kg/m3; 0039 步骤(4)、 自第二溶剂吸收塔塔底排出液相物料, 进入再生塔, 再生塔塔釜物料(即 弱极性溶剂)为高温物料, 考虑到再生塔塔釜物料送至第二溶剂吸收塔循环使用, 但高温不 利于吸收丙烯和丙烷, 且再生塔进料需加热至沸点后进行精馏分离, 为节约能源, 再生塔塔 釜物料与再生塔低温进料换热后返回至第二溶剂吸收塔循环使用, 在减少再沸器能源消耗 的同时冷却出。
30、料(即弱极性溶剂)以提高溶剂吸收率; 再生塔塔顶气体经冷凝后进行气液分 离, 气相为丙烷和丙烯, 液相为弱极性溶剂, 液相回流至再生塔内; 其中, 再生塔的操作压力 0.11MPa, 回流比0.12, 塔釜温度170250。 0040 与现有技术相比, 本发明具有以下有益效果: 0041 1、 与CN210495775U相比, 本发明可以根据尾气中组分不同的物性进行针对处理, 处理过程连续进行, 操作简便; 且采用固体碱性物质对酸性气体进行处理, 无需预先配制, 不产生废盐水, 减少设备投资, 简化操作。 若采用固体无机碱作为吸收剂, 处理后可将其送 至氯碱车间电解再生循环使用, 进一步减少固。
31、废的产生。 0042 3、 CN209569741U采用简单碱洗后, 将尾气中含氯有机物及烷烃直接焚烧, 不仅浪 费资源, 且会产生剧毒二噁英, 甚至有闪爆风险。 与CN209569741U相比, 本发明可回收有用 的绝大部分含氯有机物及丙烯、 丙烷, 有效避免闪爆风险, 杜绝二噁英的产生; 丙烷和丙烯 的回收率均达到90以上。 0043 4、 CN104607024A采用碱洗-反应-水洗的方法, 反应过程难以控制, 且仅能针对丙 烯含量高、 组分单一的尾气; 与CN104607024A相比, 本发明过程简单可控, 能处理各种组分 复杂, 且含量波动大的氯醇化尾气。 附图说明 0044 图1是。
32、实施例1氯醇化尾气耦合处理系统的结构示意图。 0045 图1中, 1-碱洗塔, 2-液环压缩机, 3-冷却器, 4-气液分离器, 5-膜分离装置。 0046 图2是实施例2氯醇化尾气耦合处理系统的结构示意图。 0047 图2中, 6-固体碱性物质吸收塔, 7-加压精馏塔, 8-再沸器, 9-冷凝器, 4-气液分离 器, 5-膜分离装置。 0048 图3是实施例3中氯醇化尾气耦合处理系统的结构示意图。 说明书 4/8 页 7 CN 111821832 A 7 0049 图3中, 6-固体碱性物质吸收塔, 10-第一溶剂吸收塔, 11-第二溶剂吸收塔, 12-再 生塔, 13-再生塔再沸器, 14。
33、-再生塔冷凝器, 4-气液分离器。 具体实施方式 0050 以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。 0051 实施例1 0052 如图1所示, 一种氯醇化尾气耦合处理系统, 为碱洗+压缩冷凝+膜分离耦合处理系 统, 包括: 碱洗塔1, 用于除去氯醇化尾气中的酸性气体; 压缩冷却装置, 包括液环压缩机2、 冷却器3和气液分离器4, 用于将相对高沸点的二氯丙烷和氯丙醇与低沸点的氮气、 氧气、 丙 烷、 丙烯分离; 膜分离装置5, 用于大分子的丙烷、 丙烯与小分子的氮气、 氧气分离; 深冷装 置。 0053 所述的碱洗塔1下部设有进气口, 上部设有进液口, 底部设有排液口, 顶。
34、部设有出 气口; 碱洗塔1的排液口经塔外循环管路与进液口连接; 碱洗塔1的顶部出气口依次经液环 压缩机2、 冷却器3与气液分离器4的进口连接, 气液分离器4的灌顶出气口与膜分离装置5连 接。 0054 所述的膜分离装置5为成套VOCs回收膜分离设备5(南京九思高科技有限公司), 成 套VOCs回收膜分离设备的膜组件为卷式VOCs回收膜组件, 卷式VOCs回收膜组件的核心部件 为JS-GS02L-8040VOCs回收膜。 0055 表1.待处理氯醇化尾气成分(wt) 0056 丙烯丙烷氧气氮气1,2-二氯丙烷1,3-二氯丙烷1-氯-2-丙醇水HClCl2 0.76.212.1770.922.11。
35、0.990.0026.140.5280.24 0057 采用本实施例碱洗+压缩冷凝+膜分离耦合处理系统处理氯醇化尾气, 具体步骤如 下: 0058 步骤(1)、 碱洗: 待处理氯醇化尾气(如表1)来自丙烯次氯酸化制取氯丙醇车间, 尾 气按照流量为250m3/h自底部进入碱洗塔1, 与自碱洗塔顶部通入的20wtNaOH溶液逆流接 触, 碱液循环流量为1000kg/h, 液气比4kg/m3, 由NaOH溶液吸收尾气中的HCl和Cl2, 经过碱洗 处理后, 尾气中HCl、 Cl2分别降低至23ppm、 19ppm, 符合GB 16297-1996 大气污染物综合排 放标准 ; 吸收酸性气体的碱液自碱。
36、洗塔外循环至碱洗塔顶部, 吸收饱和的碱液排出, 中和 至pH7, 再进行精馏, 塔釜获得废盐(次氯酸钠和氯化钠), 塔顶得到二氯丙烷和水的共沸 物; 0059 步骤(2)、 增压冷凝: 由于丙烷、 丙烯易闪爆, 为了保证安全, 经过碱洗处理的尾气 经液环压缩机2压缩至0.3MPa, 再经冷却器3冷凝至20, 进入气液分离器4, 在气液分离器 底部得到高沸点的二氯丙烷、 氯丙醇和水, 尾气从气液分离器顶部排出; 经过增压冷凝处理 后, 尾气中1,2-二氯丙烷、 1,3-二氯丙烷、 1-氯-2-丙醇、 水分别降低至104ppm、 49ppm、 15ppm、 168ppm, 符合GB 16297-1。
37、996 大气污染物综合排放标准 。 0060 步骤(3)、 膜分离: 经过增压冷凝的尾气送入成套VOCs回收膜分离设备5, 在操作温 度40、 真空度10kPa下进行膜分离, 透过侧为富集的丙烷、 丙烯与少量氮气、 氧气, 渗余侧 为大量氮气、 氧气和少量丙烷、 丙烯; 0061 步骤(4)、 渗余侧气体进入RTO或CO炉焚烧; 透过侧的丙烯、 丙烷进一步增压0.6MPa 说明书 5/8 页 8 CN 111821832 A 8 后冷凝至-35, 或者经过深冷装置冷却至-60制成LPG。 0062 本实施例丙烯的回收率为92.61, 丙烷的回收率为93.48。 0063 实施例2 0064 如。
38、图2所示, 一种氯醇化尾气耦合处理系统, 为固体碱性物质吸收-加压精馏-膜分 离耦合处理系统, 包括: 固体碱性物质吸收塔6, 用于将尾气中的HCl、 Cl2和水蒸气除去; 加 压精馏塔7, 用于分离剩余尾气中低沸点的丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气和高沸点的二氯丙烷和氯 丙醇; 膜分离装置5, 用于丙烷、 丙烯与氮气、 氧气的分离; 深冷装置。 0065 所述的固体碱性物质吸收塔6下部设有进气口, 顶部设有出气口, 固体碱性物质吸 收塔6内装填固体KOH; 所述的碱吸收塔6顶部出气口与所述的加压精馏塔7的进口连接, 加 压精馏塔7底部配备再沸器8, 加压精馏塔7底部设有出液口用于排出塔釜液(二氯。
39、丙烷和氯 丙醇), 加压精馏塔7塔顶出气口经冷凝器9与气液分离器4的进口连接, 气液分离器4的顶部 出气口与膜分离装置5连接, 气液分离器4的底部出液口与加压精馏塔7的回流口连接。 0066 所述的膜分离装置5为成套VOCs回收膜分离设备5(南京九思高科技有限公司)成 套VOCs回收膜分离设备的膜组件为卷式VOCs回收膜组件, 卷式VOCs回收膜组件的核心部件 为JS-GS02L-8040VOCs回收膜。 0067 表2.待处理氯醇化尾气成分(wt) 0068 丙烯丙烷氧气氮气1,2-二氯丙烷1,3-二氯丙烷1-氯-2-丙醇水HClCl2 5.32.613.5767.621.141.1306.。
40、250.491.9 0069 采用本实施例固体碱性物质吸收-加压精馏-膜分离耦合处理系统处理氯醇化尾 气, 具体步骤如下: 0070 步骤(1)、 固体碱性物质吸收: 待处理氯醇化尾气(如表2)来自丙烯次氯酸化制取 氯丙醇车间, 车间尾气流量为300m3/h, 输送至固体碱性物质吸收塔6, 尾气自固体碱性物质 吸收塔6底部进入, 由固体KOH吸收尾气中的水、 HCl和Cl2; 经过固体碱性物质吸收后, 尾气 中HCl、 Cl2、 水分别降低至46ppm、 79ppm、 61ppm, 符合GB 16297-1996 大气污染物综合排放 标准 ; 当固体碱性物质吸收的尾气中酸性气体含量超过正常浓度。
41、, 表明KOH吸收能力下降, 此时, 将其送至氯碱车间电解再生后继续循环使用; 0071 步骤(2)、 加压精馏: 经过固体碱性物质吸收的尾气进入加压精馏塔7, 加压精馏塔 操作压力为0.4MPa, 回流比为0.2, 塔釜温度143.5; 在塔底得到高沸点的二氯丙烷和氯丙 醇, 低沸点的丙烷、 丙烯、 氮气、 氧气从塔顶排出; 0072 步骤(3)、 膜分离: 经过步骤(2)加压精馏后的尾气送入成套VOCs回收膜分离设备 5, 在操作温度30、 真空度5kPa下进行膜分离, 透过侧为富集的丙烷、 丙烯与少量氮气、 氧 气, 渗余侧大量氮气、 氧气和少量丙烷、 丙烯; 0073 步骤(4)、 渗。
42、余侧气体进入RTO或CO炉焚烧; 透过侧的丙烯、 丙烷进一步增压0.8MPa 后冷凝至-30, 或者经过深冷装置冷却至-50制成LPG。 0074 本实施例丙烯的回收率为95.17, 丙烷的回收率为94.38。 0075 实施例3 0076 如图3所示, 一种氯醇化尾气耦合处理系统系统, 为固体碱性物质吸收-强极性溶 剂吸收-弱极性溶剂吸收耦合处理系统, 包括: 固体碱性物质吸收塔6, 用于除去尾气中的 HCl、 Cl2和水蒸气; 第一溶剂吸收塔10, 用于分离无极性的丙烯、 丙烷、 氮气、 氧气和强极性 说明书 6/8 页 9 CN 111821832 A 9 的二氯丙烷和氯丙醇; 第二溶剂。
43、吸收塔11, 用于分离丙烯、 丙烷与氮气、 氧气; 再生塔12, 用 于弱极性溶剂循环再生。 0077 所述的固体碱性物质吸收塔6下部设有进气口, 顶部设有出气口, 固体碱性物质吸 收塔6内装填固体NaOH; 所述的固体碱性物质吸收塔6顶部出气口与所述的第一溶剂吸收塔 10的下部进口连接, 第一溶剂吸收塔10底部设有出液口, 出液口经塔外循环管路与第一溶 剂吸收塔10上部进液口连接回用强极性溶剂; 第一溶剂吸收塔10塔顶出气口与第二溶剂吸 收塔11的下部进口连接, 第二溶剂吸收塔11塔顶设有出气口用于排出氧气和氮气, 第二溶 剂吸收塔11的塔底出液口分别与第二溶剂吸收塔11上部进液口、 再生塔。
44、12进液口连接; 所 述的再生塔12底部配有再生塔再沸器, 再生塔12底部出液口经换热器与第二溶剂吸收塔11 上部进液口连接使再生后的弱极性溶剂返回至第二溶剂吸收塔11, 再生塔12顶部出气口经 再生塔冷凝器14与气液分离器4的进口连接, 气液分离器4的顶部出气口排出丙烯和丙烷, 气液分离器4的底部出液口与再生塔12的回流口连接使弱极性溶剂返回至再生塔。 0078 表3.待处理氯醇化尾气成分(wt) 0079 丙烯丙烷氧气氮气1,2-二氯丙烷1,3-二氯丙烷1-氯-2-丙醇水HClCl2 1.46.712.2370.642.131.270.0065.120.3640.14 0080 采用本实施。
45、例固体碱性物质吸收-强极性溶剂吸收-弱极性溶剂吸收耦合处理系 统处理氯醇化尾气, 具体步骤如下: 0081 步骤(1)、 固体碱性物质吸收: 氯醇化尾气(如表3)来自丙烯次氯酸化制取氯丙醇 车间, 车间尾气流量为320m3/h, 输送至固体碱性物质吸收塔6, 尾气自固体碱性物质吸收塔 6底部进入, 由固体NaOH吸收尾气中的水、 HCl和Cl2; 经过固体碱性物质吸收后, 尾气中HCl、 Cl2、 水分别降低至51ppm、 82ppm、 74ppm, 符合GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准 ; 当经过固体NaOH吸收后的尾气中酸性气体含量超过正常浓度, 表明固体碱性物质吸收能力。
46、 下降, 此时, 将固体NaOH送至氯碱车间电解再生, 继续循环使用。 0082 步骤(2)、 强极性溶剂吸收: 经过固体碱性物质吸收的尾气自底部进入第一溶剂吸 收塔10, 以1-氯-2-丙醇作为强极性溶剂, 气液逆流接触, 控制1-氯-2-丙醇循环量为 2000kg/h, 液气比为5.7kg/m3, 塔操作压力为0.12MPa, 溶剂温度20, 由1-氯-2-丙醇吸收 二氯丙烷、 氯丙醇; 含丙烷、 丙烯、 氮气、 氧气的气体从塔顶排出, 气体中1,2-二氯丙烷、 1,3- 二氯丙烷、 1-氯-2-丙醇分别降低至45ppm、 27ppm、 13ppm, 符合GB 16297-1996 大气污。
47、染物 综合排放标准 ; 0083 步骤(3)、 弱极性溶剂吸收: 经过强极性溶剂吸收的尾气进入第二溶剂吸收塔11, 选用间二乙苯作为弱极性溶剂, 气液逆流接触, 控制间二乙苯循环量为12000kg/h, 液气比 37.5kg/m3, 塔的操作压力为0.1MPa, 溶剂温度12, 由间二乙苯吸收丙烷、 丙烯; 自塔顶排 出的尾气中丙烷、 丙烯分别降低至135ppm、 22ppm, 符合GB 16297-1996 大气污染物综合排 放标准 ; 0084 步骤(4)、 第二溶剂吸收塔11排出的液体进入再生塔12, 再生塔的操作压力为 0.15MPa, 回流比为1, 塔釜操作温度为183.1; 在再生。
48、塔塔釜得到脱吸附的间二乙苯, 与进 入再生塔前的液相物料换热后送至第二溶剂吸收塔11循环使用; 再生塔塔顶气体经再生塔 冷凝器14冷凝后进入气液分离器4进行气液分离, 在气液分离器4顶部排出的气相为丙烷、 丙烯, 液相为弱极性溶剂, 回流至再生塔内。 说明书 7/8 页 10 CN 111821832 A 10 0085 本实施例丙烯的回收率为96.26, 丙烷的回收率为97.2。 0086 本具体实施例仅仅是对本发明的解释, 其并不是对本发明的限制, 本领域技术人 员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改, 但只要在本 发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。 说明书 8/8 页 11 CN 111821832 A 11 图1 图2 说明书附图 1/2 页 12 CN 111821832 A 12 图3 说明书附图 2/2 页 13 CN 111821832 A 13 。
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