一種羧甲基纖維素閃蒸尾氣中甲、乙醇回收處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于清潔化工生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及到一種使用離子液體和水作為捕捉劑捕 捉并回收羧甲基纖維素生產(chǎn)過程中閃蒸階段所排放尾氣中的甲、乙醇的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 離子液體是由特定的有機(jī)陽(yáng)離子和有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子組成的在室溫或近室溫下 呈液態(tài)的熔鹽體系，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、蒸汽壓極低，不易揮發(fā)、毒性很低、 結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，是一類新型的綠色介質(zhì)。近年來(lái)，采用離子液體捕捉氣體的研究越來(lái)越 受到人們的重視。
[0003] 羧甲基纖維素是一種由天然纖維素經(jīng)化學(xué)改性得到的一種陰離子型高分子化合 物，被廣泛應(yīng)用于石油、食品、醫(yī)藥、紡織、造紙等工業(yè)中。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā) 展，羧甲基纖維素的需求量正不斷增長(zhǎng)。而且由于其優(yōu)異的性能和寶貴的膠體化學(xué)性質(zhì)，還 在不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，市場(chǎng)前景極為廣闊，潛力巨大。
[0004] 羧甲基纖維素的生產(chǎn)工藝有水媒法和溶媒法兩種。水媒法以水作為反應(yīng)介質(zhì)，但 所得產(chǎn)品含鹽量大，水分高、呈堿性，系中低檔羧甲基纖維素產(chǎn)品。而溶媒法以有機(jī)溶劑作 為反應(yīng)介質(zhì)，省去了水媒法固有的浸堿，壓榨，粉碎，老化等工序，堿化，醚化均在捏合機(jī)中 進(jìn)行。反應(yīng)過程傳熱、傳質(zhì)迅速、均勻、穩(wěn)定、主反應(yīng)快、副反應(yīng)少，所得羧甲基纖維素產(chǎn)品的 均一性、透明度及溶解性能都很好，是整個(gè)纖維素醚工業(yè)發(fā)展的方向。因此，目前國(guó)內(nèi)外大 多數(shù)廠家都使用溶媒法，但溶媒法以昂貴的有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，成本較大，并且在羧甲 基纖維素閃蒸尾氣中含有大量的甲、乙醇直接排入大氣中，這不但污染了環(huán)境，也增加了生 產(chǎn)成本。
[0005] 溶媒法生產(chǎn)羧甲基纖維素的過程中，氫氧化鈉與酒精等比例加入到反應(yīng)罐中混 合，由于在加料過程中風(fēng)機(jī)一直運(yùn)行，導(dǎo)致大量乙醇排入空氣。氫氧化鈉和酒精混合完全 后，再加入淀粉，一段時(shí)間后再滴加氯乙酸，等它們充分反應(yīng)后，得到料液。然后料液通入離 心機(jī)離心，一次離心機(jī)離心后的固體物料經(jīng)大量甲醇洗滌后，進(jìn)入二次離心機(jī)離心，離心后 的固體物料經(jīng)閃蒸后，產(chǎn)生大量含甲、乙醇的廢氣直接排入大氣中。在這個(gè)過程中浪費(fèi)掉大 量的甲、乙醇，這不僅增加了一定的成本，而且還給周圍大氣環(huán)境造成污染。經(jīng)測(cè)算，每生產(chǎn) 1噸羧甲基纖維素?fù)p耗乙醇300到400公斤，甲醇200公斤，每年將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 因此開發(fā)合理可行的處理方法，治理該股廢氣，既可保護(hù)周圍的大氣環(huán)境，又能產(chǎn)生可觀的 經(jīng)濟(jì)效益。
[0006] 有機(jī)廢氣的處理目前一般采用的方法有轉(zhuǎn)化法和回收法，轉(zhuǎn)化法有熱氧化、催化 燃燒、生物氧化等技術(shù)，主要是通過化學(xué)或生化反應(yīng)，用熱、催化劑和微生物等將有機(jī)物轉(zhuǎn) 變成為二氧化碳和水?；厥辗ㄖ饕形椒?、冷凝法、吸收法及膜分離法，通過物理方法，利 用溫度、選擇性吸收劑和選擇性滲透膜等來(lái)分離回收有機(jī)溶劑，它是采用物理或化學(xué)方法 將廢氣中有機(jī)物回收再加以利用。轉(zhuǎn)化法雖然減少了有機(jī)廢氣的污染，但是浪費(fèi)了資源和 能量，并且會(huì)排放大量溫室氣體。吸附法會(huì)產(chǎn)生二次固體或液體污染物。冷凝法投資較大， 對(duì)環(huán)境及操作人員要求較高，且能耗過大，運(yùn)行費(fèi)用高。膜分離法對(duì)膜的要求比較高，處理 有機(jī)廢氣性能良好的高效膜有待開發(fā)，應(yīng)用范圍受到限制。在吸收法之中，吸收劑性能的優(yōu) 劣，是決定吸收操作效果好壞的關(guān)鍵因素之一，本發(fā)明采用捕捉劑吸收法處理有機(jī)廢氣，可 捕捉低濃度有機(jī)廢氣，捕捉效率高，無(wú)污染，捕捉劑還可循環(huán)利用。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中也公開了使用離子液體吸收劑吸收有機(jī)廢氣的方法，例如公開號(hào)為 CN102675028A的專利涉及使用離子液體處理乙炔裂解氣的工藝，其提供了一種以較強(qiáng)堿性 的離子液體或離子液體與有機(jī)溶劑組成的混合溶劑為吸收劑，從裂解氣中分離得到高純乙 炔的方法，但是其采用吸收-解吸的方法，依次高壓吸收裂解氣，吸收液預(yù)熱后進(jìn)行分段減 壓、升溫解吸，將輕組分、乙炔和高炔解吸出來(lái)，分離得到高純度的乙炔，但是該工藝操作較 為復(fù)雜，運(yùn)行成本高。
[0008][0009][0010] 本申請(qǐng)使用離子液體和水實(shí)現(xiàn)尾氣中的甲、乙醇的有效捕捉，減少有機(jī)廢氣的排 放，實(shí)現(xiàn)清潔化工生產(chǎn)。本申請(qǐng)是針對(duì)羧甲基纖維素生產(chǎn)過程中，溶劑甲醇和乙醇單耗大的 問題專項(xiàng)研發(fā)的，效果顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明的方法采用綠色溶劑離子液體和 水作為捕捉劑，無(wú)毒，無(wú)腐蝕，無(wú)污染，易回收，熱穩(wěn)定性好和化學(xué)穩(wěn)定性好，無(wú)損耗，可循環(huán) 使用，對(duì)原料濃度要求低，本發(fā)明使用的離子液體包括咪唑類離子液體、吡啶類離子液體、 吡咯烷類離子液體，本發(fā)明提供的方法處理量大，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益好，對(duì)甲、乙醇的捕捉 率和回收率均達(dá)到99%以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N采用離子液體和水捕捉羧甲基纖維素閃蒸尾氣中的甲、乙醇的方 法，本申請(qǐng)中所述的甲、乙醇均為羧甲基纖維素閃蒸尾氣中的甲醇和乙醇的混合氣體。所述 方法能夠高效的捕捉羧甲基纖維素閃蒸尾氣中的甲、乙醇，減少有機(jī)廢氣的排放，并能實(shí)現(xiàn) 甲、乙醇的回收利用，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的雙重效益。
[0012] 【要解決的技術(shù)問題】
[0013] 本發(fā)明的目的是提供一種羧甲基纖維素閃蒸尾氣中甲、乙醇回收處理的方法。
[0014] 本發(fā)明的另一目的是提供一種羧甲基纖維素閃蒸尾氣中甲、乙醇回收處理的裝 置。
[0015]【技術(shù)方案】
[0016] 本申請(qǐng)是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0017] 1. -種羧甲基纖維素閃蒸尾氣中甲、乙醇回收處理的方法，其特征在于：所述方 法采用如下裝置對(duì)羧甲基纖維素閃蒸尾氣中甲、乙醇進(jìn)行回收處理，該裝置包括空氣過濾 器（2)、捕捉塔（3)、換熱器（6)、捕捉劑再生塔（7)、甲、乙醇再生塔（12);其中所述空氣過 濾器⑵的出口與所述捕捉塔（3)的進(jìn)氣口相連通，所述捕捉塔（3)的塔底出料口和所述 捕捉劑再生塔（7)的塔底出料口分別與所述換熱器（6)的冷、熱流體進(jìn)口相連通，所述捕捉 塔（3)的塔頂進(jìn)料口與所述捕捉劑再生塔（7)的進(jìn)料口分別與換熱器（6)的熱、冷流體出 口相連通，所述捕捉劑再生塔（7)的塔頂出料口與所述甲、乙醇再生塔（12)的進(jìn)料口相連 通。
[0018] 該回收處理方法包括如下步驟：
[0019] 1)含甲、乙醇的羧甲基纖維素閃蒸尾氣首先進(jìn)入空氣過濾器（2)，在空氣過濾器 (2)中羧甲基纖維素粉塵和固體顆粒經(jīng)過離心和壓縮被沉淀下來(lái)；
[0020] 2)通過空氣過濾器（2)的羧甲基纖維素閃蒸尾氣從塔底部進(jìn)入到捕捉塔（3)中被 捕捉劑捕捉，形成含甲、乙醇的捕捉劑溶液，凈化后的空氣從捕捉塔（3)上方排出；
[0021] 3)將含甲、乙醇的捕捉劑溶液引入換熱器（6)后溫度上升，送入到捕捉劑再生塔 (7)中，從塔頂?shù)玫郊住⒁掖嫉幕旌衔?，塔底得到回收的捕捉劑?br>[0022] 4)將步驟3)中得到的甲、乙醇的混合物送入到甲、乙醇再生塔（12)中，將回收的 捕捉劑通過換熱器（6)冷卻后，從頂部通入捕捉塔（3)循環(huán)利用；
[0023] 5)在甲、乙醇再生塔（12)中經(jīng)過精餾分離，在塔頂?shù)玫郊状迹椎玫揭掖?，將?送回生產(chǎn)車間重新用于羧甲基纖維素的生產(chǎn)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于捕捉劑是離子液體和水的混合物。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于離子液體是咪唑類離子液體、吡啶 類離子液體、吡咯烷類離子液體中的一種或幾種的混合物。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于：所述換熱器（6)為單管程單殼程 的列管式換熱器，其冷卻源為來(lái)自捕捉塔（3)中的含有甲、乙醇的捕捉劑。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于所述捕捉劑對(duì)甲、乙醇的捕捉率達(dá) 到99%以上。
[0028]