一種放空氣中回收甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于吸附分離工程技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種化工類有毒氣體的回收處理裝 置,具體涉為一種放空氣中回收甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲苯、二甲苯等芳烴有機(jī)物是重要的化工原料,也是燃料的重要組成部分,同時(shí)許 多化工合成、醫(yī)藥農(nóng)化、涂層涂布、印刷等企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中也需要用到甲苯、二甲苯等芳烴 有機(jī)物作為溶劑使用。由于甲苯、二甲苯等芳烴有機(jī)物的揮發(fā)性較強(qiáng),在化工廠、染布廠和 涂布廠等大量使用甲苯、二甲苯等芳烴有機(jī)物的場(chǎng)所,空氣中含有大量的甲苯、二甲苯等芳 烴有機(jī)物;以甲苯、二甲苯等芳烴有機(jī)物作為原料的化工生產(chǎn)過(guò)程中,未完全反應(yīng)的甲苯、 二甲苯等芳烴有機(jī)物隨放空氣體排出。針對(duì)上述各種放空氣,其中甲苯、二甲苯等芳烴有機(jī) 物含量從幾百ppm到上萬(wàn)ppm不等,若不對(duì)其中的甲苯、二甲苯等芳烴有機(jī)物進(jìn)行有效回 收,既造成了甲苯、二甲苯等芳烴有機(jī)物的損耗,又對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,還會(huì)危害操作人 員的身體健康。
[0003] 目前放空氣中甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物的回收處理常用的方法有冷凝法、 燃燒法、吸收法、吸附法和膜分離法等。中國(guó)專利公開(kāi)CN101683570A公告了一種甲苯回收 處理裝置,主要靠逐級(jí)深度冷卻對(duì)甲苯進(jìn)行冷卻分離,運(yùn)行過(guò)程中冷凍能耗較高,而且冷凍 分離后的放空氣不能達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn),直接放空仍然會(huì)造成環(huán)境污染和材料浪費(fèi),同 時(shí)原料氣中含甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物濃度較低時(shí)不適用;燃燒法通過(guò)催化劑輔助 原料氣燃燒后再放空,很容易因?yàn)槿紵怀浞衷斐森h(huán)境污染,同時(shí)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生C02放入 空氣中也會(huì)對(duì)大氣層造成破壞,低濃度的原料氣不適用;吸收法采用相應(yīng)的試劑對(duì)原料氣 中的甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),整個(gè)過(guò)程不可逆,不能進(jìn)行有效回收 甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物,同時(shí)甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物的吸收率只能在90% 左右,吸收不完全,排空仍然存在環(huán)境污染;中國(guó)專利公開(kāi)CN101077850A公告了一種回收 甲苯的方法,即采用常壓吸附,蒸汽解吸再生的方式,因?yàn)槌籂顟B(tài)工作,造成相應(yīng)吸附及 冷卻設(shè)備較大,占地廣,投資較大,同時(shí)由于采用蒸汽再生,回收甲苯、二甲苯等液體中含有 水等其他雜質(zhì),回收液還需要靜置分層甚至精餾等處理后才可利用,甲苯、二甲苯等回收率 低,只能達(dá)到85%左右;膜分離法利用氣體組份在中空纖維膜上滲透速率的差異實(shí)現(xiàn)混合 氣體的分離,壓力為氣體滲透的動(dòng)力,因此需要較大的壓差,膜前需要加到較高的壓力,膜 后沒(méi)有壓力,能量損失較大,運(yùn)行能耗較高,同時(shí)混合氣體中的每種組份均可滲透,放空氣 不能達(dá)標(biāo)排放,而且膜的使用壽命很短,更換成本很高。綜上所述目前常用的放空氣中甲苯 和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物回收裝置普遍存在著諸如投資大、占地廣、使用條件苛刻、回收 率低、運(yùn)行成本高、排放指標(biāo)不合格、自動(dòng)化程度低、使用壽命短等缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的發(fā)明目的是針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題,尤其是現(xiàn)有放空氣中甲苯和/或二 甲苯等芳烴有機(jī)物回收技術(shù)的缺點(diǎn),提供一種工藝簡(jiǎn)單、安全性高、分離效果好、產(chǎn)品回收 率高、設(shè)備投資省、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高、能適應(yīng)各種操作工況的一種放空氣中 回收甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物裝置。
[0005] 本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案為:
[0006] -種放空氣中回收甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物的裝置,包括吸附塔、吸附副 塔、換熱器、氣液分離器一、冷卻器一、加熱器、冷卻器二、氣液分離器二、管道和設(shè)置在各條 管道上的程控閥門,所述原料氣通過(guò)原料氣進(jìn)口和管道與換熱器連接,換熱器與冷卻器一 連接,冷卻器一與氣液分離器一連接,氣液分離器一與換熱器連接,換熱器分別與吸附塔和 吸附副塔連接,吸附塔和吸附副塔均與加熱器連接,吸附塔和吸附副塔均與冷卻器二連接, 冷卻器二與氣液分離器二連接。
[0007] 所述吸附塔底部有原料氣進(jìn)氣口、冷吹氣進(jìn)氣口、熱吹氣出氣口;吸附塔頂部有放 空氣出氣口、冷吹氣出氣口、熱吹氣進(jìn)氣口。
[0008] 所述的放空氣中回收甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物的裝置,所述吸附副塔底部 有冷吹氣進(jìn)氣口、熱吹氣出氣口;吸附副塔的頂部有冷吹氣出氣口、熱吹氣進(jìn)氣口。
[0009] 所述的吸附塔多2臺(tái),吸附塔之間是并聯(lián)連接關(guān)系,吸附副塔多1,當(dāng)吸附副塔多2 臺(tái)時(shí),吸附副塔之間也是并聯(lián)連接關(guān)系。
[0010] 所述吸附塔和吸附副塔內(nèi)都裝滿活性炭和/或活性炭纖維吸附劑。
[0011] 所述的氣液分離器一、冷卻器一、氣液分離器二和冷卻器二均與收集回收液的裝 置連接。
[0012] 該裝置還包括蒸汽裝置,蒸汽裝置與加熱器連接。
[0013] 吸附塔通過(guò)管道和閥門與放空裝置連接。
[0014] 該裝置還包括冷卻水裝置,冷卻器一和冷卻器二與冷卻水裝置連接。
[0015] 所述的氣液分離器一與換熱器連接。
[0016] 本裝置中有至少2臺(tái)輪流實(shí)現(xiàn)吸附、熱吹、冷吹等步驟吸附塔,1臺(tái)輪流實(shí)行冷吹、 熱吹等步驟的吸附副塔,若干臺(tái)冷卻器,加熱器,氣液分離器,以及相應(yīng)的管道和連接在管 道上的程控閥門連接構(gòu)成,原料氣通過(guò)管道進(jìn)入換熱器、冷卻器和氣液分離器,分離其中液 態(tài)甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物后由換熱器底部的原料氣出口進(jìn)入吸附塔進(jìn)行吸附分 離,其中所述冷吹氣來(lái)至經(jīng)冷卻分離后的一部分原料氣,冷吹氣出氣經(jīng)加熱器加熱后作為 熱吹氣用于吸附塔或吸附副塔內(nèi)吸附劑再生,所述熱吹氣出氣經(jīng)冷卻器、氣液分離器冷卻 分離其中液態(tài)甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物后返回原料氣再次吸附,分離冷卻出來(lái)的液 態(tài)甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物沒(méi)有其他雜質(zhì)帶入,無(wú)需再次凈化處理即可回收利用; 經(jīng)凈化分離后的放空氣達(dá)到國(guó)家相應(yīng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)可以直接排空。
[0017] 所述吸附工作壓力為0· 05MPa_l. 5MPa,工作溫度為10°C -50°C。
[0018] 含有甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物的原料放空氣在0. 05-1. 5MPa壓力下進(jìn)入回 收甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物裝置,經(jīng)換熱器與冷卻分離完成后的氣體進(jìn)行換熱,可 有效的回收冷卻氣體中的冷量,節(jié)約能量消耗,換熱后的氣體進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻,將氣體 冷卻到約l〇°C左右,其中一部分甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物被冷卻成液相,進(jìn)入氣液 分離器分離掉其中的液態(tài)甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物后,再經(jīng)換熱器與原料氣換熱到 約20°C溫度下,通過(guò)預(yù)先設(shè)定好的程序控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入到那些已經(jīng)再生好的吸附塔中, 經(jīng)過(guò)裝填在吸附塔中的活性炭和/或活性炭纖維進(jìn)行分離。先經(jīng)冷卻分離部分甲苯和/或 二甲苯等芳烴有機(jī)物后,可有效減小吸附裝置的負(fù)荷,減小投資成本。原料氣中的甲苯和 /或二甲苯等芳烴有機(jī)物雜質(zhì)組分被吸附在活性炭和/或活性炭纖維中,使放空氣得到有 效凈化,凈化后的放空氣可以達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)排放;一個(gè)吸附塔吸附結(jié)束后,吸附副塔冷 吹出口氣通過(guò)用蒸汽加熱到100-160°C冷吹出口氣對(duì)該吸附塔進(jìn)行熱吹,被吸附的甲苯和 /或二甲苯等芳烴有機(jī)物等雜質(zhì)從活性炭和/或活性炭纖維中解吸出來(lái),同時(shí)實(shí)現(xiàn)活性炭 的再生,解吸出來(lái)的甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物進(jìn)入冷卻器二冷卻到約l〇°C,再進(jìn)入 氣液分離器二分離液態(tài)甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物可直接回收利用,未被冷卻的甲苯 和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物再生氣返回原料氣中再次進(jìn)行吸附分離;一個(gè)吸附塔熱吹結(jié)束 后,由于該塔內(nèi)的活性炭和/或活性炭纖維溫度較高,不利于下一次吸附,需要用一少部分 冷卻分離后的原料氣來(lái)對(duì)該塔進(jìn)行冷吹,冷吹出口氣體用于吸附副塔的熱吹氣源,冷吹出 口氣體溫度在30-40°C即可結(jié)束,準(zhǔn)備進(jìn)入下一次吸附過(guò)程。整個(gè)過(guò)程由至少2臺(tái)吸附塔和 一臺(tái)吸附副塔循環(huán)工作,時(shí)間上均勻錯(cuò)開(kāi),全部切換過(guò)程由預(yù)先設(shè)置好的程序系統(tǒng)自動(dòng)控 制,保證裝置連續(xù)、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。
[0019] 本實(shí)用新型的積極效果體現(xiàn)在:
[0020] (一 )、對(duì)原料氣的壓力、組分適用范圍更廣。
[0021] (二)、甲苯和/或二甲苯等芳烴有機(jī)物的回收利用率高達(dá)9