專利名稱：苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含苯尾氣的吸附回收工藝，具體涉及苯氧化法制順酐時(shí)產(chǎn)生的含大量飽和水蒸氣的苯尾氣中苯的吸附回收工藝。
背景技術(shù)：
順酐又名馬來酸酐，化學(xué)名順丁烯二酸酐，是一種重要的有機(jī)化工原料，僅次于苯酐、醋酐的第三大酸酐，2007年底，我國的順酐產(chǎn)能約90萬噸，到2010年，將達(dá)到130萬噸，市場需求量大。順酐主要用于生產(chǎn)不飽和聚酯、醇酸樹脂，另外還用于農(nóng)藥、涂料、油墨、潤滑油添加劑、造紙化學(xué)品、紡織品整理劑、表面活性劑等領(lǐng)域。以順酐為原料可以生產(chǎn)1， 4-丁二醇、Y-丁內(nèi)酯、四氫呋喃、馬來酸、富馬酸和四氫酸酐等一系列重要的有機(jī)化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品。
苯氧化法是傳統(tǒng)的順酐生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)工藝原料豐富，技術(shù)成熟可靠，占國內(nèi)順酐總產(chǎn)能的80% 。該生產(chǎn)工藝中需處理的含有大量的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds,俗稱VOCs)的尾氣主要產(chǎn)生于苯氧化工序中，從氧化爐出來的反應(yīng)氣經(jīng)冷卻、冷凝以及水洗工序以后的尾氣溫度較高，其中仍含有較高濃度的未反應(yīng)苯蒸氣，未經(jīng)處理的直排會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染以及人身危害，而且造成了大量的苯資源浪費(fèi)，例如一套年產(chǎn)能為20千噸的苯氧化順酐裝置尾氣量為70000 mVh，尾氣直排一年損失的苯近千噸，相應(yīng)的原料成本可達(dá)千萬，因此對于原料成本高達(dá)60%的順酐行業(yè)來說，尾氣中苯的回收重利用具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可使尾氣達(dá)標(biāo)排放，減少企業(yè)的環(huán)保投入，產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益。但是該尾氣在水洗工序被水蒸氣所飽和，水蒸氣的體積含量可高達(dá)50%，而現(xiàn)有的各種苯回收工藝均無法直接應(yīng)用于含高濃水蒸氣的苯尾氣處理，因此有待于對現(xiàn)有工藝進(jìn)行大膽的創(chuàng)新式的改進(jìn)。
苯氧化法制順酐中苯氧化段產(chǎn)生的尾氣主要具有如下特點(diǎn)(1)尾氣量大，順酐年產(chǎn)量20千噸的苯氧化裝置產(chǎn)生的含苯廢氣量高達(dá)70000 mVh; (2)尾氣中苯蒸氣的濃度在300 500 ppm (900 1500 mg/m3)，屬于中低濃度V0Cs含量的工業(yè)尾氣，但是苯含量又遠(yuǎn)高于我國規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)(17 mg/m3); (3)尾氣在水洗工序?yàn)樗魵馑柡停椅矚鉁囟容^高(60 80 °C)，其水蒸氣含量占整個(gè)尾氣的20 50%。而現(xiàn)有的工業(yè)V0Cs廢氣回收技術(shù)中冷凝回收技術(shù)只能處理較小風(fēng)量、高濃度的V0Cs廢氣；吸附回收工藝都使用了吸附劑，而尾氣中的飽和水蒸氣會(huì)導(dǎo)致VOCs成分在吸附劑床層上迅速穿透，吸附效率很低，因此也無法直接用于這類尾氣中有用的VOCs成分的回收重利用?，F(xiàn)今國內(nèi)應(yīng)用苯氧化法制順酐的生產(chǎn)企業(yè)大多不進(jìn)行任何處理就直接排放，不僅造成了大量的苯資源浪費(fèi)，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，也違反了我國的相關(guān)環(huán)保法規(guī)，與我國增加環(huán)境污染治理投入，加大環(huán)保力度，建立和諧社會(huì)
的大環(huán)境格格不入。加之我國順酐的市場需求以及產(chǎn)能急劇擴(kuò)大，急需開發(fā)可應(yīng)用于該類尾
3氣處理的苯尾氣回收工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，該工藝能夠高效回收含飽和水蒸氣苯尾氣中的苯。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，包括以下步驟
(1) 吸附，苯氧化法制順酐裝置中排出的含飽和水蒸氣的苯尾氣首先進(jìn)入除濕器降低含
水量后，通入一級(jí)吸附塔，在30 40。C、 0. 11 0. 13MPa條件下通過吸附劑，隨后進(jìn)入二級(jí)吸附塔，在30 40 °C、 0.11 0.13MPa條件下吸附，兩級(jí)吸附總吸附率可達(dá)99. 7% ，經(jīng)二級(jí)吸附塔后的尾氣含苯量低于12mg/m3;
(2) 脫附，當(dāng)某一級(jí)吸附塔中吸附劑吸附的苯達(dá)到其飽和吸附容量的90%時(shí)，對兩級(jí)吸附塔通入高溫蒸汽或熱干空氣解吸，解吸出的含苯混合氣體經(jīng)換熱冷凝器，由重力分層槽回收苯，苯的總回收率高達(dá)95%;
(3) 干燥，當(dāng)兩吸附塔中的吸附劑在高溫氣體解吸下所吸附的苯解吸率均達(dá)90%以上時(shí)，通入干熱空氣干燥，隨后通冷風(fēng)冷卻至40 'C以下，重新轉(zhuǎn)入尾氣吸附狀態(tài)。
上述含飽和水蒸氣的苯尾氣中含有一氧化碳和二氧化碳。上述吸附塔中的吸附濾芯以活性炭為吸附劑。
上述除濕器采用變溫除濕技術(shù)，即先降低溫度降低水蒸氣的含量，之后升高一定溫度，從而降低濕度。
上述吸附過程，采用雙級(jí)串聯(lián)吸附；脫附過程為分級(jí)脫附，首先， 一級(jí)吸附塔以高溫水蒸氣脫附，之后，二級(jí)吸附塔以熱空氣脫附。上述高溫蒸汽或熱干空氣的溫度為110 °C。
上述二級(jí)吸附塔脫附出來的少量含高濃苯的熱空氣進(jìn)入一級(jí)吸附塔進(jìn)行再吸附回收。本發(fā)明的有益效果-
1、 除濕器采用變溫除濕技術(shù)，可將尾氣中的含水量降低到2 3%，相對濕度均低于50%，極大地降低了水蒸氣對苯的吸附回收的影響，使活性炭吸附回收工藝能夠用于含飽和水蒸氣苯尾氣的高效吸附回收處理中。
2、 采用了雙級(jí)串聯(lián)吸附、循環(huán)吸附以及分級(jí)脫附等過程，可實(shí)現(xiàn)對水蒸氣飽和含苯尾氣的高效處理，處理后的尾氣中苯的濃度低于國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放。
3、 由于本發(fā)明大量的工藝改進(jìn)，不但可排除高濃水蒸氣對VOCs尾氣在活性炭上吸附的嚴(yán)重影響，而且對尾氣處理的能力以及凈化效率有顯著提高，但整個(gè)工藝的成本很低。從而實(shí)現(xiàn)了高效、低成本的對含高濃水蒸氣的VOCs尾氣的吸附處理，不僅可使苯得以有效回收，
同時(shí)排放的氣體完全達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。


圖1為苯尾氣回收工藝的流程圖。
結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
結(jié)合圖l,含苯尾氣來自于苯氧化裝置，尾氣中苯蒸氣濃度為1230mg/m3，同時(shí)由于尾氣經(jīng)過了60 'C的水洗工序，尾氣為水蒸氣所飽和，水蒸氣約占整個(gè)尾氣成分的19.6%(以下所提及水蒸氣含量均按體積計(jì))，濕度為100%。該尾氣被一級(jí)吸附風(fēng)機(jī)1送入除濕器2，尾氣在除濕器2中先冷卻到24'C，其中水蒸氣含量為3%，仍為飽和態(tài)；隨后在除濕器2中經(jīng)換熱升溫到40 'C，此時(shí)尾氣中水蒸氣含量仍為3%，但相對濕度降為40%。然后經(jīng)過除濕的尾氣在風(fēng)壓0. llMPa下進(jìn)入一級(jí)吸附塔3，其中的苯被活性炭所吸附， 一級(jí)吸附后的尾氣中苯蒸氣的濃度為60 mg/in3, —級(jí)吸附率約為95%;隨后一級(jí)吸附尾氣進(jìn)入二級(jí)吸附塔4，繼續(xù)進(jìn)行吸附，排出的尾氣中苯的濃度僅為10 mg/m3，已低于12 mg/nf的國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放。當(dāng)某一級(jí)吸附塔的吸附率達(dá)到90%以上時(shí)，即需脫附再生，其中一級(jí)吸附塔3通入IIO °C、 0. 4MPa的水蒸氣進(jìn)行解吸，解吸出來的含苯水蒸氣通過冷凝器6冷卻至30 °C左右并經(jīng)重力分層槽7后回收上層的苯，進(jìn)入回收液儲(chǔ)罐8，而二級(jí)吸附塔4則通入110'C、0. 4MPa的干熱空氣解吸，解吸出來的小風(fēng)量含高濃度苯(約5000mg/m3)的氣體經(jīng)冷卻至35 40 °C，進(jìn)入一級(jí)吸附塔3進(jìn)行再吸附處理，當(dāng)兩吸附塔的解吸率均達(dá)到90%以上時(shí)，通入干燥空氣對吸附劑進(jìn)行干燥，隨后通冷風(fēng)冷卻至39'C。再生結(jié)束的吸附塔轉(zhuǎn)入吸附狀態(tài)，繼續(xù)循環(huán)使用。經(jīng)計(jì)算，此回收工藝對苯的總回收率可達(dá)95%以上。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于60 'C的水蒸氣飽和的含苯尾氣，其中苯蒸氣的濃度為1052 mg/m3，含水量19.6%，尾氣在除濕器2中先降溫至18 °C,水蒸氣含量降低至2%，再升溫至30 'C，相對濕度減小到45% 。除濕后的尾氣在風(fēng)壓0. 13MPa下進(jìn)入一級(jí)吸附塔3，苯被活性炭所吸附， 一級(jí)吸附后尾氣中苯蒸氣的濃度為50mg/m3, —級(jí)吸附率約為95%;隨后一級(jí)吸附尾氣進(jìn)入二級(jí)吸附塔4，繼續(xù)進(jìn)行吸附，排出的尾氣中苯的濃度僅為10 mg/m3，低于12mg/ni3的國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放。當(dāng)某一級(jí)吸附塔的吸附率達(dá)到90%以上時(shí)，即需脫附再生，其中一級(jí)吸附塔3通入11(TC、 0. 4MPa的水蒸氣進(jìn)行解吸，解吸出來的含苯水蒸氣通過冷凝器6冷卻至30 。C左右并經(jīng)重力分層槽7后回收上層的苯，進(jìn)入回收液儲(chǔ)罐8，而二級(jí)吸附塔4則通入IIO'C、 0. 4MPa的干熱空氣解吸，解吸出來的小風(fēng)量含高濃度苯(約500(tag/m3)的氣體經(jīng)冷卻至35 40 'C，進(jìn)入一級(jí)吸附塔3進(jìn)行再吸附處理，當(dāng)兩吸附塔的解吸率均達(dá)到90%以上時(shí)，通入干燥空氣對吸附劑進(jìn)行干燥，隨后通冷風(fēng)冷卻至38t:。再生結(jié)束的吸附塔轉(zhuǎn)入吸附狀態(tài)，繼續(xù)循環(huán)使用。經(jīng)計(jì)算，此回收工藝對苯的總回收率可達(dá)95%以上。
實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例l不同之處在于尾氣經(jīng)過了 80 'C的水洗工序，尾氣中苯濃度為890mg/m3，含水量高達(dá)46.8%，該尾氣在除濕器2中先降溫至25 °C，水蒸氣含量降低至3%，再升溫至40'C，相對濕度減小到40%。除濕后的尾氣在風(fēng)壓O. 12MPa下進(jìn)入一級(jí)吸附塔3，苯被活性炭所吸附， 一級(jí)吸附后尾氣中苯蒸氣的濃度為48 mg/m3， 一級(jí)吸附率約為95%;隨后一級(jí)吸附尾氣進(jìn)入二級(jí)吸附塔4，繼續(xù)進(jìn)行吸附，排出的尾氣中苯的濃度僅為9mg/m3，低于12mg/r^的國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放。當(dāng)某一級(jí)吸附塔的吸附率達(dá)到90%以上時(shí)進(jìn)行即需脫附再生，其中一級(jí)吸附塔3通入11(TC、 0.4MPa的水蒸氣進(jìn)行解吸，解吸出來的含苯水蒸氣通過冷凝器6冷卻至30 'C左右并經(jīng)重力分層槽7后回收上層的苯，進(jìn)入回收液儲(chǔ)罐8，而二級(jí)吸附塔4則通入110 'C、 0.4MPa的干熱空氣解吸，解吸出來的小風(fēng)量含高濃度苯(約5000mg/m3)的氣體經(jīng)冷卻至35 40 。C ，進(jìn)入一級(jí)吸附塔3進(jìn)行再吸附處理，當(dāng)兩吸附塔的解吸率均達(dá)到90%以上時(shí)，通入干燥空氣對吸附劑進(jìn)行干燥，隨后通冷風(fēng)冷卻至37°C。再生結(jié)束的吸附塔轉(zhuǎn)入吸附狀態(tài)，繼續(xù)循環(huán)使用。經(jīng)計(jì)算，此回收工藝對苯的總回收率可達(dá)95%以上。
當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟(1)吸附，苯氧化法制順酐裝置中排出的含飽和水蒸氣的苯尾氣首先進(jìn)入除濕器降低含水量后，通入一級(jí)吸附塔，在30～40℃、0.11～0.13MPa條件下通過吸附劑，隨后進(jìn)入二級(jí)吸附塔，在30～40℃、0.11～0.13MPa條件下吸附，兩級(jí)吸附總吸附率可達(dá)99.7％，經(jīng)二級(jí)吸附塔后的尾氣含苯量低于12mg/m3；(2)脫附，當(dāng)某一級(jí)吸附塔中吸附劑吸附的苯達(dá)到其飽和吸附容量的90％時(shí)，對兩級(jí)吸附塔通入高溫蒸汽或熱干空氣解吸，解吸出的含苯混合氣體經(jīng)換熱冷凝器，由重力分層槽回收苯，苯的總回收率高達(dá)95％；(3)干燥，當(dāng)兩吸附塔中的吸附劑在高溫氣體解吸下所吸附的苯解吸率均達(dá)90％以上時(shí)，通入干熱空氣干燥，隨后通冷風(fēng)冷卻至40℃以下，重新轉(zhuǎn)入尾氣吸附狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其特征在于所述含飽和水蒸氣的苯尾氣中含有 一氧化碳和二氧化碳。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其特征在于所述吸附塔中的吸附濾芯以活性炭為吸附劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其特征在于所述除濕器采用變溫除濕技術(shù)，即先降低溫度降低水蒸氣的含量，之后升高一定溫度，從而降低濕度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其特征在于所述吸附過程，采用雙級(jí)串聯(lián)吸附；脫附過程為分級(jí)脫附，首先， 一級(jí)吸附塔以高溫水蒸氣脫附，之后，二級(jí)吸附塔以熱空氣脫附。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其特征在于所述高溫蒸汽或熱干空氣的溫度為110 'c。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其特征在于所述二級(jí)吸附塔脫附出來的少量含高濃苯的熱空氣進(jìn)入一級(jí)吸附塔進(jìn)行再吸附回收。
全文摘要
本發(fā)明公開一種苯氧化制順酐中含苯尾氣回收工藝，其步驟如下生產(chǎn)裝置排出的尾氣進(jìn)入除濕器降低含水量后，進(jìn)入一級(jí)吸附塔，在30～40℃、0.12MPa下通過一級(jí)和二級(jí)吸附塔，兩級(jí)吸附總吸附率可達(dá)99.7％，總回收率可高達(dá)95％。二級(jí)吸附后尾氣中苯含量已低于12mg/m³的國家排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放。當(dāng)吸附塔吸附率達(dá)90％時(shí)，通入110℃高溫水蒸氣解吸，解吸出的含苯蒸氣經(jīng)冷凝、重力分層回收苯。當(dāng)吸附塔解吸率達(dá)90％以上時(shí)，通入干熱空氣干燥后重新轉(zhuǎn)入吸附態(tài)。本工藝苯回收率高，不僅使苯得以有效回收，經(jīng)濟(jì)效益可觀，同時(shí)可使尾氣達(dá)標(biāo)排放，社會(huì)效益顯著。
文檔編號(hào)C07D307/00GK101564632SQ20091001540
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者侯明霞, 朱本科, 王占義, 郅立鵬, 陳繼朝 申請人:青島華世潔環(huán)?？萍加邢薰?br>