專利名稱：一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法和裝置，該尾氣同時含有真空工藝尾氣和常壓工藝尾氣，并且工藝尾氣中含有四氫呋喃。
背景技術(shù)：
聚酯和共聚酯通常是由芳香族二元羧酸、脂肪族二元羧酸與脂肪族二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)或酯交換反應(yīng)，然后進(jìn)行縮聚反應(yīng)制備而成。如美國專利US66570401B1、US7204962B2、US6018004所公開的，在以1，4- 丁二醇和二元羧酸，特別是1，4- 丁二醇和芳香族二元酸為原料的聚酯和共聚酯的生產(chǎn)中，酯化反應(yīng)、酯交換反應(yīng)以及縮聚反應(yīng)均在真空減壓條件下進(jìn)行，在真空條件下，水、1，4_ 丁二醇以及副產(chǎn)物四氫呋喃等小分子物質(zhì)，更易于從系統(tǒng)中分離出來。因此，在以1，4_ 丁二醇和二元羧酸為原料的聚酯和共聚酯的生產(chǎn)過程中，工藝尾氣除了由漿料配制罐、丁二醇儲罐等產(chǎn)生的低濃度常壓尾氣外，也包括如美國專利US4680376、US7732556B2等專利所公開的縮聚反應(yīng)釜產(chǎn)生的高濃度的真空尾氣和經(jīng)丁二醇分離塔頂冷凝器冷凝處理后的高濃度真空尾氣。美國專利US5466776和中國專利CN201474927U分別公開了一種由1，4_ 丁二醇噴射泵和液環(huán)真空泵聯(lián)用的裝置進(jìn)行尾氣處理的方法，該裝置將含四氫呋喃的工藝尾氣分兩部分進(jìn)行處理一部分在液環(huán)真空泵的氣液分離器中直接分離，進(jìn)行下一步的尾氣處理；另一部分含四氫呋喃的尾氣溶解在1，4_ 丁二醇中，循環(huán)回丁二醇分離塔，作為丁二醇分離塔塔頂?shù)墓に囄矚膺M(jìn)行排放。美國專利US7732556B2公開了一種用一組或多組丁二醇噴射泵進(jìn)行縮聚真空尾氣的處理的方法，該方法為保證丁二醇熱阱中吸收的四氫呋喃尾氣含量小于4%，需要考慮采用蒸餾、吸附分離、膜分離以及萃取等分離方法對丁二醇中累積的四氫呋喃進(jìn)行分離。專利CN2016^231U公開了一種通過風(fēng)機(jī)輸送的方式，將有機(jī)汽提塔氣提后的常壓尾氣直接送入熱媒爐進(jìn)行焚燒的方法，該方法為保證安全，需選購防爆型的鼓風(fēng)機(jī)并在輸送的管道上加裝采用DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行自動控制的裝置。專利CN101575122B公開了一種聚酯常壓工藝塔的尾氣處理方法，該方法將工藝塔的高濃度尾氣與低濃度尾氣分開處理，對工藝塔頂部的高濃度尾氣采用先冷凝再氣提的方法進(jìn)行處理，對低濃度尾氣則采用壓縮空氣噴射泵或水蒸汽噴射泵抽吸的方法進(jìn)行傳輸，最后氣提塔塔頂?shù)奈矚馀c噴射泵抽吸的尾氣混合后一起送入熱媒爐中進(jìn)行焚燒處理，該方法能降低最終排出廢水的COD含量，但需要消耗大量的低溫洗滌水和氣提蒸汽。專利CN201513900U公開了一種采用射流引射器對常壓工藝尾氣進(jìn)行輸送處理的方法，該方法將收集的常壓尾氣接入射流引射器的吸入口，先將尾氣吸入射流引射器的射流中，再直接送入焚燒裝置進(jìn)行焚燒處理。該方法投資和運(yùn)行成本低，處理效果好，但由于該方法以壓縮空氣作為最佳的射流介質(zhì)進(jìn)行尾氣的輸送，因此該方法并不適用于與空氣混合在一起易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的工藝尾氣的輸送?？偟膩碚f，目前對于丁二醇分離塔塔頂冷凝器冷凝后的含四氫呋喃尾氣的處理方法的報(bào)道并不多見。當(dāng)以1，4_ 丁二醇作為一種單體成分制備聚酯時，通常采用丁二醇噴射泵、羅茨泵、液環(huán)真空泵等真空設(shè)備中的一種或幾種聯(lián)用的方法對縮聚反應(yīng)釜產(chǎn)生的高濃度真空尾氣進(jìn)行處理，但采用該方法處理的的含四氫呋喃的工藝尾氣不能直接排放，仍需進(jìn)行進(jìn)一步的尾氣處理。對于漿料配制罐、丁二醇儲罐等產(chǎn)生的含四氫呋喃的常壓尾氣，目前多采用焚燒的方法進(jìn)行處理。由于不同于乙醛，四氫呋喃與空氣混合后極易發(fā)生爆炸，因此以壓縮空氣作為氣提或射流介質(zhì)進(jìn)行氣液分離或尾氣輸送的方法存在一定的危險(xiǎn)性，同時，對含四氫呋喃的工藝尾氣進(jìn)行焚燒處理必然也會造成大量四氫呋喃排放的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述的聚酯或共聚酯尾氣處理存在的一些不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種安全、可靠的處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法，該方法既能處理如漿料配制罐、丁二醇儲罐等系統(tǒng)產(chǎn)生的含四氫呋喃的常壓或正壓尾氣，也能同時處理如丁二醇分離塔塔頂冷凝器和真空系統(tǒng)等系統(tǒng)產(chǎn)生的含四氫呋喃的真空尾氣。本發(fā)明的另一目的在于提供一種安全、可靠的處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的裝置，該裝置既能處理如漿料配制罐、丁二醇儲罐等系統(tǒng)產(chǎn)生的含四氫呋喃的常壓或正壓尾氣，也能同時處理如丁二醇分離塔塔頂冷凝器和真空系統(tǒng)等系統(tǒng)產(chǎn)生的含四氫呋喃的
真空尾氣。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法，是先將含四氫呋喃的真空尾氣通過水噴射泵與循環(huán)水接觸吸收，未被水吸收的真空尾氣再送往噴淋吸收塔進(jìn)行再次噴淋吸收；含四氫呋喃的常壓或正壓尾氣直接送往噴淋吸收塔進(jìn)行噴淋吸收；吸收了真空尾氣的水經(jīng)過換熱冷凝后分別用作噴淋吸收塔的冷凝水和再次進(jìn)入水噴射泵中與真空尾氣接觸吸收；噴淋吸收塔中未被冷凝水吸收的尾氣通過管線高空排放，而吸收了四氫呋喃的冷凝水則自動排往四氫呋喃回收塔進(jìn)行后續(xù)處理。所述的聚酯或共聚酯是由脂肪族二元醇與芳香族二元酸或脂肪族二元酸制備得到的；所述的脂肪族二元醇為1，4_ 丁二醇與乙二醇、丙二醇、1，2-丁二醇或戊二醇中的一種以上組成的混合物；所述的芳香族二元酸或脂肪族二元酸為對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二乙酸、鄰苯二乙酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三碳二酸、馬來酸酐或1，1-環(huán)丁烷二羧酸中的一種以上。一種用于實(shí)現(xiàn)上述的處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法的裝置，包括用來抽吸真空尾氣的水噴射泵、用于匯集常壓尾氣的尾氣總管或尾氣緩沖罐、用于吸收尾氣的噴淋吸收塔、水循環(huán)系統(tǒng)以及四氫呋喃回收液體自動排放系統(tǒng)；所述的水循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)水儲罐、循環(huán)水泵、換熱器等部件，上述部件依次連通；管線在經(jīng)過換熱器之后分別連通噴淋吸收塔頂部和水噴射泵。循環(huán)水儲罐中的水(含有一定濃度的四氫呋喃)在循環(huán)水泵的抽吸下經(jīng)過換熱器換熱冷凝后，一部分從噴淋吸收塔的頂部噴淋而下，用于冷凝、吸收常壓尾氣；一部分流入水噴射泵中，用于冷凝、吸收真空尾氣；冷凝水的溫度為4 45°C，優(yōu)選10 20°C。循環(huán)水儲罐頂部設(shè)有尾氣管線與噴淋吸收塔的填料層下部連通，循環(huán)水儲罐中未被吸收的真空尾氣經(jīng)過管線去往噴淋吸收塔進(jìn)行進(jìn)一步地吸收；循環(huán)水儲罐還設(shè)有用于補(bǔ)充新鮮水的閥門。所述的水噴射泵通過尾管與循環(huán)水儲罐連通，真空尾氣在水噴射泵中被水流吸收后流入循環(huán)水儲罐中；在真空尾氣連通到水噴射泵的管道中設(shè)置一個以上的自動調(diào)節(jié)閥，該自動調(diào)節(jié)閥可以使不同操作條件下的真空尾氣的壓力保持在恒定的工作范圍內(nèi)；所述的尾氣總管或尾氣緩沖罐與噴淋吸收塔連通，聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的常壓尾氣先匯集到尾氣總管或尾氣緩沖罐，然后再去往噴淋吸收塔進(jìn)行噴淋吸收；所述的噴淋吸收塔可以采用現(xiàn)有技術(shù)，可以在塔的內(nèi)部裝填填料，或者將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為噴淋式、傘帽式、分水盤式、折流板式或篩板式等結(jié)構(gòu)形式；所述的四氫呋喃回收液體自動排放系統(tǒng)為一 U型管線，管線的一端連通噴淋吸收塔底部，管線的另一端通往裝置外部，U型管線始終處于液封狀態(tài)，吸收了四氫呋喃的冷凝水由U型管線自動排放；為保持U型管內(nèi)部氣壓與外部排放氣壓平衡，U型管線可設(shè)置為與噴淋吸收塔頂部連通。所述四氫呋喃回收液體自動排放系統(tǒng)的連接關(guān)系為噴淋吸收塔底部通過管線連通循環(huán)水儲罐，噴淋吸收塔中吸收了四氫呋喃的水溶液流入循環(huán)水儲罐中；此外，管線在經(jīng)過換熱器之后還分有一路將循環(huán)水輸送到四氫呋喃回收裝置進(jìn)行回收處理。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果1.本發(fā)明的裝置和方法能差別化地處理在聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中不同的裝置產(chǎn)生的含不同操作壓力的工藝尾氣，該裝置和方法既能處理如漿料配制罐、丁二醇儲罐等系統(tǒng)產(chǎn)生的含四氫呋喃的常壓或正壓尾氣，也能同時處理如丁二醇分離塔塔頂冷凝器和真空系統(tǒng)等系統(tǒng)產(chǎn)生的含四氫呋喃的真空尾氣。另外，由于在真空尾氣連通到水噴射泵的管道中設(shè)置有一個或兩個以上的自動調(diào)節(jié)閥，該自動調(diào)節(jié)閥可以使不同操作條件下的真空尾氣的壓力保持在恒定的工作范圍內(nèi)，讓系統(tǒng)在更為穩(wěn)定的條件下運(yùn)行。2.本發(fā)明的裝置和方法對聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含四氫呋喃的尾氣進(jìn)行冷凝吸收，而不進(jìn)行焚燒處理，因此無需采取特別的傳輸裝置對尾氣進(jìn)行傳輸處理，該裝置可以最大可能地避免易燃易爆物四氫呋喃與明火接觸的機(jī)會，從根本上消除了相應(yīng)的安全隱患。
3.本發(fā)明的裝置和方法將噴淋吸收塔冷凝后的含四氫呋喃的液體直接送入四氫呋喃回收塔進(jìn)行后續(xù)處理，無需在噴淋吸收塔后增加汽提塔等裝置進(jìn)行氣提處理，可以明顯地減少裝置的投資和運(yùn)行成本。此外，由于在以1，4_ 丁二醇為原料生產(chǎn)的聚酯或共聚酯的裝置中，大部分裝置都會配套安裝四氫呋喃的回收裝置，因此本發(fā)明的裝置將噴淋吸收塔冷凝后的含四氫呋喃的液體直接送入四氫呋喃回收裝置進(jìn)行后續(xù)處理，不僅不增加四氫呋喃的投資和運(yùn)行費(fèi)用，而且可以提高四氫呋喃的收率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1 一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-水噴射泵，2-管線，3-管線，4-換熱器，5-循環(huán)水泵，6-新鮮水閥門，7-循環(huán)水儲罐，8-水噴射泵的尾管，9-管線，10-管線，11-管線，12-噴淋頭，13-噴淋吸收塔，14-管線，15-管線，16-U型液封管線，17-尾氣緩沖罐。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2 —種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-水噴射泵，2-管線，3-管線，4-換熱器，5-循環(huán)水泵，6-新鮮水閥門，7-循環(huán)水儲罐，8-水噴射泵的尾管，9-管線，10-管線，11-管線，12-噴淋頭，13-噴淋吸收塔，14-管線，15-管線，16-管線，17-尾氣緩沖罐。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。以對苯二甲酸丁二醇酯(以下簡稱PBT)的生產(chǎn)過程為例，如果采用如美國專利US5466776所述的真空系統(tǒng)維持縮聚反應(yīng)釜的真空度，則在PBT的生產(chǎn)過程中工藝尾氣除了由漿料配制罐、丁二醇儲罐等產(chǎn)生的低濃度常壓尾氣外，也包括經(jīng)丁二醇分離塔頂冷凝器冷凝后的高濃度真空尾氣和經(jīng)液環(huán)真空泵氣相管排出的高濃度的真空尾氣。實(shí)施例1一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的裝置，如圖1所示。液環(huán)真空泵氣相管排出的含四氫呋喃的真空尾氣以及丁二醇分離塔塔頂冷凝器冷凝后的高濃度真空尾氣分別通過管線2和管線3進(jìn)入水噴射泵1。水噴射泵1通過尾管8與循環(huán)水儲罐7連通，水噴射泵1中的兩股真空尾氣經(jīng)循環(huán)水泵5產(chǎn)生的高壓水吸收后，一起通過水噴射泵的尾管8進(jìn)入到循環(huán)水儲罐7內(nèi)，并在循環(huán)水儲罐7內(nèi)進(jìn)行氣液分離。由于PBT裝置中丁二醇分離塔的壓力通常控制在40 60KPa范圍內(nèi)，而液環(huán)泵的壓力適宜于控制在80 IOOKPa范圍內(nèi)，因此為了維持它們各自在穩(wěn)定的操作壓力下工作，可以在管線2和管線3上設(shè)置自動調(diào)節(jié)閥，通過自動調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)，維持各自操作壓力的恒定。同時，為了使水噴射泵1氣相入口總壓力可在一定范圍內(nèi)變動，可以采取以下兩種方法中的一種進(jìn)行控制1.在管線10上設(shè)置流量計(jì)對噴射水的流量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控調(diào)節(jié)；2.在管線2和管線3混合的主管上增加第三個調(diào)節(jié)閥，通過該調(diào)節(jié)閥所在的管線引入第三種氣體氮?dú)饣蚱渌何矚獾姆椒ňS持真空尾氣總管壓力的恒定。循環(huán)水儲罐7通過管線9直達(dá)噴淋吸收塔13填料層的下部；同時，循環(huán)水儲罐7還與循環(huán)泵5、換熱器4依次連通，在經(jīng)過換熱器4之后管線分叉分別連通噴淋吸收塔13頂部和水噴射泵1。循環(huán)水儲罐7中吸收了四氫呋喃尾氣的水溶液則可以經(jīng)循環(huán)泵5輸送并經(jīng)換熱器4冷凝后再次循環(huán)使用。循環(huán)水儲罐7還通過新鮮水閥門6補(bǔ)充新鮮水。循環(huán)水儲罐7中未被徹底吸收的部分四氫呋喃尾氣與惰性氣體一道通過管線9送入到噴淋吸收塔13中再次地進(jìn)行噴淋吸收。尾氣緩沖罐17與噴淋吸收塔13底部連通，PBT生產(chǎn)過程中的常壓尾氣先匯集到尾氣緩沖罐17中，然后送至噴淋吸收塔13內(nèi)進(jìn)行噴淋吸收。噴淋吸收塔13頂部有管線15進(jìn)行排空，其13底部通過U型的液封管線16將冷凝的四氫呋喃水溶液排放到四氫呋喃回收裝置進(jìn)行回收處理。在噴淋吸收塔13內(nèi)，含四氫呋喃的尾氣與經(jīng)換熱器4冷凝后的水溶液(溫度10 20°C )直接接觸冷凝，被冷凝的四氫呋喃水溶液通過U型的液封管線16排放到四氫呋喃回收裝置進(jìn)行回收處理，未被冷凝的氣體通過管線15導(dǎo)入到高空排放。U型管線16的一端連通噴淋吸收塔13，管線16的另一端通往裝置外部，U型管線始終處于液封狀態(tài)，吸收了四氫呋喃的冷凝水由U型管線16自動排放。為保持U型管內(nèi)部氣壓與外部排放氣壓平衡，U型管線16與噴淋吸收塔13頂部連通。實(shí)施例2一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的裝置，如圖2所示，其與實(shí)施例1裝置的不同之處在于四氫呋喃回收液體自動排放系統(tǒng)，即本實(shí)施例裝置的噴淋吸收塔13底部通過管線14連通循環(huán)水儲罐7，噴淋吸收塔13中吸收了四氫呋喃的水溶液流入循環(huán)水儲罐7中；此外，管線在經(jīng)過換熱器4之后還分有一路(即管線16)將循環(huán)水輸送到四氫呋喃回收裝置進(jìn)行回收處理。本實(shí)施例裝置其他部分的構(gòu)造、連接關(guān)系和工作原理同實(shí)施例1的裝置。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法，其特征在于先將含四氫呋喃的真空尾氣通過水噴射泵與循環(huán)水接觸吸收，未被水吸收的真空尾氣再送往噴淋吸收塔進(jìn)行再次噴淋吸收；含四氫呋喃的常壓或正壓尾氣直接送往噴淋吸收塔進(jìn)行噴淋吸收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法，其特征在于吸收了真空尾氣的水經(jīng)過換熱冷凝后分別用作噴淋吸收塔的冷凝水和再次進(jìn)入水噴射泵中與真空尾氣接觸吸收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法，其特征在于所述噴淋吸收塔中未被冷凝水吸收的尾氣通過管線高空排放，而吸收了四氫呋喃的冷凝水則自動排往四氫呋喃回收塔進(jìn)行后續(xù)處理。
4.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法的裝置，其特征在于包括水噴射泵、尾氣排放總管或尾氣緩沖罐、噴淋吸收塔、水循環(huán)系統(tǒng)和四氫呋喃回收液體自動排放系統(tǒng)；所述的水循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)水儲罐、循環(huán)水泵、換熱器，上述部件依次連通；管線在經(jīng)過換熱器之后分別連通噴淋吸收塔頂部和水噴射泵；所述循環(huán)水儲罐頂部設(shè)有尾氣管線與噴淋吸收塔的填料層下部連通，循環(huán)水儲罐與新鮮水管道連通；所述的水噴射泵通過尾管與循環(huán)水儲罐連通；所述的尾氣緩沖罐與噴淋吸收塔連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的四氫呋喃回收液體自動排放系統(tǒng)為一 U型管線，管線的一端連通噴淋吸收塔底部，管線的另一端通往四氫呋喃回收塔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的U型管線與噴淋吸收塔頂部連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述四氫呋喃回收液體自動排放系統(tǒng)的連接關(guān)系為所述噴淋吸收塔的底部通過管線連通循環(huán)水儲罐；管線在經(jīng)過換熱器之后還分有一路去往四氫呋喃回收塔。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于在真空尾氣連通到水噴射泵的管道中設(shè)置一個以上的自動調(diào)節(jié)閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中尾氣的方法和裝置，該方法是先將含四氫呋喃的真空尾氣通過水噴射泵與循環(huán)水接觸吸收，未被水吸收的真空尾氣再送往噴淋吸收塔進(jìn)行再次噴淋吸收；含四氫呋喃的常壓或正壓尾氣直接送往噴淋吸收塔進(jìn)行噴淋吸收。本發(fā)明的裝置和方法能差別化地處理在聚酯或共聚酯生產(chǎn)過程中不同的裝置產(chǎn)生的含不同操作壓力的工藝尾氣，由于在真空尾氣連通到水噴射泵的管道中設(shè)置一個以上的自動調(diào)節(jié)閥，該自動調(diào)節(jié)閥可以使不同操作條件下的真空尾氣的壓力保持在恒定的工作范圍內(nèi)，讓系統(tǒng)在更為穩(wěn)定的條件下運(yùn)行。本發(fā)明的裝置可以最大可能地避免易燃易爆物四氫呋喃與明火接觸的機(jī)會，從根本上消除了相應(yīng)的安全隱患。
文檔編號B01D53/18GK102585190SQ20111045996
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者葉南飚, 吳超, 曾祥斌, 王道波, 艾磊, 蔡彤旻, 雷強(qiáng) 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司