CN101979129A

CN101979129A - 一种苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺

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Publication number: CN101979129A
Application number: CN2010105125700A
Authority: CN
Inventors: 张志炳; 王冠楠; 戴月; 李磊; 孟为民
Original assignee: Nanjing University
Current assignee: Nanjing University
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: WO2012051826A1; US20130205771A1; US9322359B2; CN101979129B

Abstract

一种苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺，它是以苯系物空气氧化过程所产生的高温带压尾气作为动力和热源，首先进入一台透平式制冷机做功制备冷量，并将制得的冷量用于冷凝闪蒸器顶部的汽相和冷凝捕集尾气本身夹带的有机物。然后，降温降压后的尾气则引入相应的换热器为闪蒸塔提供部分热量和预热反应原料。此外，经冷凝捕集后的尾气还将被引入一个水吸收洗涤塔系统以进一步清除其中夹带的痕量有机物。本工艺，可充分利用尾气中的压力能和热能，而且可利用压力能制取的冷量冷凝捕集尾气自身夹带的有机物。大幅地降低了尾气中污染物的排放，且回收了资源，同时消除了噪声污染。尾气中夹带的有机物捕集率达99.9%以上，尾气中热能的利用率达80%以上。

Description

一种苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺

发明领域

本发明涉及一种苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺。

背景技术

芳香醛/酸（如苯甲醛、对苯二甲酸等）是一类重要的化工原料，具有较强的耐热性、耐水解性，在医药、香精香料、塑料、聚酯、特种纤维、涂料等行业中的需求量日益增大。工业上普遍采用空气氧化苯的同系物（如甲苯、二甲苯等）生产芳香醛/酸，主要分为氧化和精馏两段工艺。在生产过程中，氧化过程的尾气是该类装置的主要污染源。一方面氧化反应需要一定的压力和较高温度，另一方面烃类氧化反应都会放出不同的热量，故而释放出的尾气温度较高，约为120～280℃；同时，由于多数反应器为加压操作，故氧化过程尾气在释放时也具有相应的压力，约为0.3～2.8Mpa不等。在此压力和温度条件下，氧化过程尾气中必然携带着含量不等的反应物、溶剂和产物组分，因此在排放大气之前必须将其捕集，并使废气达标后才能排放。目前，大多数处理氧化过程尾气的工艺是先经冷凝器冷凝捕集，再通过湿法或干法吸收（附）除去其中的残余的有机组分，然后再排放大气。出于节能方面的考虑，大多数生产单位的冷凝操作并非采用冷冻液冷凝，而是直接采用冷却水作为冷媒。因此，冷却后的尾气温度仍高达50～100℃，这样残留其中的有机物含量仍然较高。如此就给湿法或干法吸收（附）工段增添了难度。特别是采用像活性炭吸附这样的干法，若尾气中有机物含量较高，吸附床层将很快饱和。从而不得不频繁地对床层进行再生。这样不仅能耗高，而且再生时又会造成二次污染和有机物资源的浪费。

另一方面, 由于氧化过程尾气带有相应的压力，若直接排向大气既会引起噪声污染，又会造成有用的压力能的损失。

因此，传统的（芳）烃类空气氧化过程的尾气处理工艺必须加以改进。

发明内容

本发明的目的是解决现有苯同系物空气氧化过程尾气回收工艺中技术的缺陷，提供“一种苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺”，以分离并回收该空气氧化反应尾气中的有机组分，同时对尾气中的热能和压力能加以充分利用，达到既节能又环保的目的。

本发明提出的苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺，如附图1所示，它由开车阶段和连续正常操作两个阶段所组成。在开车阶段，首先按工艺要求向反应器R-01中加入反应物料、溶剂（若需要的话），催化剂，然后加热至所需温度，此时通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中通入空气并控制在设定的流量。当反应器R-01内压力达到设定压力后，开启反应器R-01顶部尾气阀门V-01并控制在设定的流量，以维持反应器R-01内正常操作压力。此时，开车阶段即转入连续正常操作阶段。在此阶段，从反应器R-01释放出的高温带压的氧化过程尾气首先通过阀门V-01和相应管道被引入本发明专备的一台低中压气动透平式制冷机TM-01（以下简称透平制冷机）。该透平制冷机TM-01的工作原理是：在高温带压的氧化过程尾气驱动下，透平机旋转带动制冷压缩机（实质是常规制冷机，只不过其驱动装置不是平常的电机或内燃机，而是透平机）工作并进行制冷，制得的冷量通过冷媒（盐水或乙二醇等）循环输送给流程中的冷凝器（或冷阱）作为冷却介质使用，而冷媒则通过冷媒循环泵P-01提供动力在冷凝器（或冷阱）与透平制冷机TM-01之间形成回路循环，用以冷凝捕集闪蒸塔FT-01顶的轻组分和氧化过程尾气中的有机物。

高温带压的氧化过程尾气在透平制冷机TM-01中释放能量做功之后，其温度压力都得以大幅度下降。通常情况，温度下降40%～50%，压力下降50%～90%。

当降温降压后的氧化过程尾气从透平制冷机TM-01输出后，首先进入气液分离器S-01进行气液分离，气相通过气液分离器S-01顶部管道被引入到闪蒸塔FT-01下部的盘管H-01（或其它型式的换热器）继续换热,为闪蒸塔FT-01的闪蒸过程提供部分热量（闪蒸过程所需热量的不足部分可由另一换热器H-02的生蒸汽加热提供），并使该尾气继续降温减压。而冷凝下来的液相则被收集在气液分离器S-01中，并通过阀门V-02和管道输送至闪蒸塔FT-01中进行闪蒸，以实现轻重组分的分离。降温减压后的氧化过程尾气通过余压输送至换热器H-03，为进反应器R-01前的原料预热，进一步利用尾气的热量；随后，尾气进入冷阱CS-02中被冷媒冷却，将其中夹带的有机组分绝大部分冷凝并收集，收集液则可定期通过泵P-03送至精馏系统D-01分离回收。经冷凝处理后的氧化过程尾气通过冷阱CS-02顶部被送去湿法洗涤吸收系统W-01,以进一步清除其中夹杂的有机组分，并使其达到排放标准。之后，尾气即可脱离湿法洗涤吸收系统W-01，通过相应管道排向大气。此时的排放，既无噪声污染，又无有机物超标，其中的能量又得以回收利用，可谓多重收益。

由透平制冷机TM-01制得的冷量，通过冷媒循环泵P-01将冷媒输送，首先进入闪蒸塔FT-01顶部冷凝器CS-01换热（以使闪蒸的汽相得以冷凝为液体，该液体将被送入精馏系统进行分离提纯），再进入尾气冷井CS-02进行换热，之后再循环至透平制冷机TM-01内继续获取冷量降温，并进行下次循环。

该工艺的技术方案如下：

一种苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺，它主要包括以下步骤：

步骤1. 按照工艺要求，向反应器R-01中加入苯系反应原料、溶剂（如果需要）和催化剂；同时混合和加热至工艺设定的温度和压力；通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中鼓入设定流量的已净化过的压缩空气；

步骤2. 当反应器R-01内的压力到达设定值后，反应开始，缓缓开启反应器R-01顶部的尾气出口阀门，控制尾气流量，以维持反应器R-01内所需的操作压力；反应生成的产物和部分中间产物、溶剂以及未反应的原料通过泵P-02输送至闪蒸塔FT-01进行闪蒸分离；反应器R-01顶部出口的高温带压尾气进入透平机TM-01做功并带动制冷机制取冷量；

步骤3. 高温带压尾气在透平机制冷机TM-01中做功制取冷量后，首先进入气液分离器S-01，其中的大部分有机物将被冷凝并收集在分离器下部，并通过相应的阀门和管道输送至闪蒸塔FT-01进行分离；而未被冷凝的气相则通过分离器S-01顶部管道送至闪蒸塔FT-01底部加热盘管H-01，为闪蒸塔FT-01提供闪蒸所需的部分热量，热量不足的部分由新鲜蒸汽加热补充；气相从闪蒸塔FT-01的底部加热盘管H-01出来后，再通过管道输送至换热器H-03为反应原料加热，进一步利用尾气的余热；

同时，透平制冷机制备的冷量通过冷媒在泵P-01的作用下输送给冷凝器CS-01，以冷凝闪蒸塔FT-01顶部出口的气相；冷凝得到的液相则通过管道23被输送至精馏系统分离；从冷凝器CS-01输出的冷媒再被送入冷阱CS-02，以深冷从换热器H-03出口进入冷阱CS-02的已被降温降压的氧化尾气，捕集其中有机物；

必要时，可以调整上述冷媒进入冷凝器CS-01和冷阱CS-02的顺序，即可以先进入冷阱CS-02换热后，再进入冷凝器CS-01换热，这样，对进入冷阱CS-02的氧化尾气中有机物的捕集效果会更好；

步骤4. 从换热器H-03出口的尾气，温度已降至接近常温，余热已得到充分利用，通过管道12输送至冷阱CS-02被冷媒深冷却至10℃以下，如此其中的绝大部分（>99%）的有机物已被冷凝收集，冷凝液则被送至精馏系统分离，随后，仅含痕量有机物的气相通过冷阱CS-02顶部出口被输送至水吸收洗涤系统W-01，以进一步清除其中的有机物残留，并达环保排放标准，排向大气；

步骤5. 交换热量后的冷媒从冷阱CS-02的出口循环回透平机制冷机TM-01以重新获得冷量，进行下一次循环。

上述空气氧化过程尾气的绿色治理工艺，其特征是：上述利用压力能制冷的过程是将氧化反应后高温带压的尾气引入一台特设的透平制冷机，透平机在带压的尾气的驱动下旋转带动制冷机做功，从而制取冷量。

本发明是基于目前工业上苯同系物空气氧化过程尾气污染和资源浪费的现状，设计出的一项新颖且实用的尾气处理工艺。它具有下列明显优点：

（1）利用带压尾气通过透平机做功带动制冷机组，制备冷量，使之用于冷凝闪蒸汽和深冷捕集尾气中的有机物，不仅利用了尾气中的压力能，消除了尾气噪声污染，而且制取的冷量用于直接捕集尾气中的有机物，捕集率可高达99%以上，可谓一举多得；

（2）充分利用了尾气中的高品位热量，提高了能源利用率，实现了工艺过程热能的综合利用；

（3）经深冷捕集后的氧化过程尾气再通过水吸收洗涤塔系统进行净化处理，清除了其中残存的痕量有机物，使尾气可达标排放，不污染环境。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。其中：

CS-01、CS-02为冷阱，D-01为精馏系统，FT-01为闪蒸塔，H-01、H-02为加热盘管，H-03为换热器，P-01、P-02、P-03为泵，R-01为反应器，S-01为气液分离器，TM-01为透平机，V-01、V-02为阀门，W-01为水吸收洗涤塔系统，1-25为管道。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：

向容积为1M³的反应器R-01中加入30kg/h甲苯和催化剂，加热至设定温度180℃后，通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中通入净化处理过的空气；当反应器的压力达到设定值1.2MPa后，缓缓开启反应器R-01顶部阀门V-01，控制尾气流量在设定值12m³/h，以维持反应所需的压力。反应后20kg/h主要含有产物苯甲酸、溶剂以及少量中间产物苯甲醛和未反应甲苯的物料通过输送泵P-02和管道5至闪蒸塔FT-01进行闪蒸分离。而高温带压的氧化反应尾气从反应器顶部通过管道进入透平机TM-01（KAPITSAT7.5， JSC深冷机械公司）并带动制冷机（S241K， Qdrive 公司）做功制冷，制得的冷量通过冷媒输送给冷阱CS-01和CS-02，以冷凝闪蒸塔FT-01顶部汽相和经H-03换热之后的尾气，而后通过循环泵P-01在冷阱与TM-01之间形成回路循环。冷媒的温度可设定在-15℃-10℃之间，必要时可以更低。氧化反应尾气从气液分离器S-01顶部出口通过管道9进入闪蒸塔FT-01下部的加热盘管H-01换热，为闪蒸塔提供部分热量，闪蒸塔所需总热量不足部分可由换热器H-02中的生蒸汽提供。然后，H-01出口尾气通过余压输送至H-03为反应原料甲苯预热，以进一步利用尾气的热量。由换热器H-03出口的近于常温的尾气进入冷阱CS-02可被冷冻盐水冷却至0-5℃（必要时可更低或更高）。如此，尾气中的99%以上的甲苯原料和中间物（苯甲醛）被冷凝并收集，收集液定期通过泵P-03送至精馏系统D-01分离回收。经深冷处理后的尾气再被送至水吸收洗涤塔系统W-01，以进一步清除其中的痕量有机物（主要是低沸点的溶剂）。至此，尾气即可达标排放至大气。而水吸收洗涤塔系统W-01中的吸收洗涤用水，则可定期排放至生化池集中处理。最终排放的尾气和目前工艺排放尾气相比，有机物的含量降低了80%，压力能和热量利用率提高了70%。

实施例2：

向容积为1M³的反应器R-01中加入45kg/h二甲苯和催化剂，加热至设定温度195℃后，通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中通入净化处理过的空气；当反应器的压力达到设定值1.8MPa后，缓缓开启R-01顶部阀门V-01，控制尾气流量在设定值12m³/h，以维持反应所需的压力。反应后30kg/h主要含产物对二甲苯、溶剂以及少量中间产物对羧基苯甲醛、对甲基苯甲酸和未反应的对二甲苯的物料后的物料通过输送泵P-02和管道5至闪蒸塔FT-01进行闪蒸分离，而高温带压的氧化反应尾气从反应器顶部通过管道进入透平机TM-01（KAPITSAT7.5， JSC深冷机械公司），并带动制冷机（S241K， Qdrive 公司）做功制冷，制得的冷量通过冷媒输送给冷阱CS-01和CS-02，以冷凝闪蒸塔FT-01顶部汽相和经H-03换热之后的尾气，而后通过循环泵P-01在冷阱与TM-01之间形成回路循环。冷媒的温度可设定在-15℃-10℃之间，必要时可以更低。氧化反应尾气从S-01顶部出口通过管道9进入闪蒸塔FT-01下部的加热盘管H-01换热，为闪蒸塔提供部分热量，闪蒸塔所需总热量不足部分可由换热器H-02中的生蒸汽提供。然后，H-01出口尾气通过余压输送至换热器H-03为原料对二甲苯预热，进一步利用尾气的热量。由H-03出口的近于常温的尾气进入冷阱CS-02可被冷冻盐水冷却至0-5℃（必要时可更低或更高）。如此，尾气中的99%以上的对二甲苯原料和中间物（对羧基苯甲醛、对甲基苯甲酸）被冷凝并收集，收集液定期通过泵P-03送至精馏系统D-01分离回收。经深冷处理后的尾气再被送至水吸收洗涤塔系统W-01，以进一步清除其中的痕量有机物。至此，尾气即可达标排放至大气。而水吸收洗涤塔系统W-01中的吸收洗涤用水，则可定期排放至生化池集中处理。最终排放的尾气和目前工艺排放尾气相比，有机物的含量降低了80%，压力能和热量利用率提高了70%。

实施例3：

向容积为1M³的反应器R-01中加入60kg/h偏三甲苯和催化剂，加热至设定温度280℃后，通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中通入净化处理过的空气；当反应器的压力达到设定值2.5MPa后，缓缓开启R-01顶部阀门V-01，控制尾气流量在设定值12m³/h，以维持反应所需的压力。反应后40kg/h主要含产物偏三苯甲酸、溶剂以及少量中间产物1，2-二甲基苯甲醛、1，4-二甲基苯甲醛、1，2-二甲基苯甲酸、1，4-二甲基苯甲酸和未反应的偏三甲苯的物料通过输送泵P-02和管道5至闪蒸塔FT-01进行闪蒸分离，而高温带压的氧化反应尾气从反应器顶部通过管道进入透平机TM-01（KAPITSAT7.5， JSC深冷机械公司），并带动制冷机（S241K， Qdrive 公司）做功制冷，制得的冷量通过冷媒输送给冷阱CS-01和CS-02，以冷凝闪蒸塔FT-01顶部汽相和经H-03换热之后的尾气，而后通过循环泵P-01在冷阱与TM-01之间形成回路循环。冷媒的温度可设定在-15℃-10℃之间，必要时可以更低。氧化反应尾气从S-01顶部出口通过管道9进入闪蒸塔FT-01下部的加热盘管H-01换热，为闪蒸塔提供部分热量，闪蒸塔所需总热量不足部分可由换热器H-02中的生蒸汽提供。然后，H-01出口尾气通过余压输送至换热器H-03为原料偏三甲苯预热，进一步利用尾气的热量。由H-03出口的近于常温的尾气进入冷阱CS-02可被冷冻盐水冷却至0-5℃（必要时可更低或更高）。如此，尾气中的99%以上的偏三甲苯和中间物（1，2-二甲基苯甲醛、1，4-二甲基苯甲醛、1，2-二甲基苯甲酸、1，4-二甲基苯甲酸）被冷凝并收集，收集液定期通过泵P-03送至精馏系统D-01分离回收。经深冷处理后的尾气再被送至水吸收洗涤塔系统W-01，以进一步清除其中的痕量有机物。至此，尾气即可达标排放至大气。而水吸收洗涤塔系统W-01中的吸收洗涤用水，则可定期排放至生化池集中处理。最终排放的尾气和目前工艺排放尾气相比，有机物的含量降低了80%，压力能和热量利用率提高了70%。

实施例4：

向容积为1M³的反应器R-01中加入40kg/h氟代甲苯、四溴乙烷和催化剂，加热至设定温度190℃后，通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中通入净化处理过的空气；当反应器的压力达到设定值1.5MPa后，缓缓开启R-01顶部阀门V-01，控制尾气流量在设定值12m³/h，以维持反应所需的压力。反应后25kg/h主要含产物氟代甲苯、四溴乙烷以及少量中间产物氟代苯甲醛、氟代苯甲酸和未反应的氟代甲苯的物料通过输送泵P-02和管道5至闪蒸塔FT-01进行闪蒸分离，而高温带压的氧化反应尾气从反应器顶部通过管道进入透平机TM-01（KAPITSAT7.5， JSC深冷机械公司）并带动制冷机（S241K， Qdrive 公司）做功制冷，制得的冷量通过冷媒输送给冷阱CS-01和CS-02，以冷凝闪蒸塔FT-01顶部汽相和经H-03换热之后的尾气，而后通过循环泵P-01在冷阱与TM-01之间形成回路循环。冷媒的温度可设定在-15℃-10℃之间，必要时可以更低。氧化反应尾气从S-01顶部出口通过管道9进入闪蒸塔FT-01下部的加热盘管H-01换热，为闪蒸塔提供部分热量，闪蒸塔所需总热量不足部分可由换热器H-02中的生蒸汽提供。然后，H-01出口尾气通过余压输送至换热器H-03为原料氟代甲苯预热，进一步利用尾气的热量。由H-03出口的近于常温的尾气进入冷阱CS-02可被冷冻盐水冷却至0-5℃（必要时可更低或更高）。如此，尾气中的99%以上的氟代甲苯和中间物（氟代苯甲醛、氟代苯甲酸）被冷凝并收集，收集液定期通过泵P-03送至精馏系统D-01分离回收。经深冷处理后的尾气再被送至水吸收洗涤塔系统W-01，以进一步清除其中的痕量有机物。至此，尾气即可达标排放至大气。而水吸收洗涤塔系统W-01中的吸收洗涤用水，则可定期排放至生化池集中处理。最终排放的尾气和目前工艺排放尾气相比，有机物的含量降低了80%，压力能和热量利用率提高了70%。

实施例5：

向容积为1M³的反应器R-01中加入55kg/h间二甲苯和催化剂，加热至设定温度200℃后，通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中通入净化处理过的空气；当反应器的压力达到设定值2.3MPa后，缓缓开启R-01顶部阀门V-01，控制尾气流量在设定值12m³/h，以维持反应所需的压力。反应后的36kg/h主要含产物间甲基苯甲酸、溶剂以及少量中间产物间甲基苯甲醛和未反应的间二甲苯的物料通过输送泵P-02和管道5至闪蒸塔FT-01进行闪蒸分离，而高温带压的氧化反应尾气从反应器顶部通过管道进入透平机TM-01（KAPITSAT7.5， JSC深冷机械公司）并带动制冷机（S241K， Qdrive 公司）做功制冷，制得的冷量通过冷媒输送给冷阱CS-01和CS-02，以冷凝闪蒸塔FT-01顶部汽相和经H-03换热之后的尾气，而后通过循环泵P-01在冷阱与TM-01之间形成回路循环。冷媒的温度可设定在-15℃-10℃之间，必要时可以更低。氧化反应尾气从S-01顶部出口通过管道9进入闪蒸塔FT-01下部的加热盘管H-01换热，为闪蒸塔提供部分热量，闪蒸塔所需总热量不足部分可由换热器H-02中的生蒸汽提供。然后，H-01出口尾气通过余压输送至换热器H-03为原料间二甲苯预热，进一步利用尾气的热量。由H-03出口的近于常温的尾气进入冷阱CS-02可被冷冻盐水冷却至0-5℃（必要时可更低或更高）。如此，尾气中的99%以上的间二甲苯和中间物（间甲基苯甲醛）被冷凝并收集，收集液定期通过泵P-03送至精馏系统D-01分离回收。经深冷处理后的尾气再被送至水吸收洗涤塔系统W-01，以进一步清除其中的痕量有机物。至此，尾气即可达标排放至大气。而水吸收洗涤塔系统W-01中的吸收洗涤用水，则可定期排放至生化池集中处理。最终排放的尾气和目前工艺排放尾气相比，有机物的含量降低了80%，压力能和热量利用率提高了70%。

实施例6：

向容积为1M³的反应器R-01中加入50kg/h对二甲苯、醋酸和催化剂，加热至设定温度220℃后，通过空气压缩系统AC-01向反应器R-01中通入净化处理过的空气；当反应器的压力达到设定值2MPa后，缓缓开启R-01顶部阀门V-01，控制尾气流量在设定值，以维持反应所需的压力。反应后33kg/h主要含产物对苯二甲酸、溶剂以及少量中间产物对甲基苯甲醛、对甲基苯甲酸、对苯二甲醛和未反应的对二甲苯的物料通过输送泵P-02和管道5至闪蒸塔FT-01进行闪蒸分离，而高温带压的氧化反应尾气从反应器顶部通过管道进入透平机TM-01（KAPITSAT7.5， JSC深冷机械公司）并带动制冷机（S241K， Qdrive 公司）做功制冷，制得的冷量通过冷媒输送给冷阱CS-01和CS-02，以冷凝闪蒸塔FT-01顶部汽相和经H-03换热之后的尾气，而后通过循环泵P-01在冷阱与TM-01之间形成回路循环。冷媒的温度可设定在-15℃-10℃之间，必要时可以更低。氧化反应尾气从S-01顶部出口通过管道9进入闪蒸塔FT-01下部的加热盘管H-01换热，为闪蒸塔提供部分热量，闪蒸塔所需总热量不足部分可由换热器H-02中的生蒸汽提供。然后，H-01出口尾气通过余压输送至换热器H-03为原料对二甲苯预热，进一步利用尾气的热量。由H-03出口的近于常温的尾气进入冷阱CS-02可被冷冻盐水冷却至0-5℃（必要时可更低或更高）。如此，尾气中的99%以上的对二甲苯和中间物（对甲基苯甲醛、对甲基苯甲酸、对苯二甲醛）被冷凝并收集，收集液定期通过泵P-03送至精馏系统D-01分离回收。经深冷处理后的尾气再被送至水吸收洗涤塔系统W-01，以进一步清除其中的痕量有机物。至此，尾气即可达标排放至大气。而水吸收洗涤塔系统W-01中的吸收洗涤废水，则可定期排放至生化池集中处理。最终排放的尾气和目前工艺排放尾气相比，有机物的含量降低了80%，压力能和热量利用率提高了70%。

Claims

1.一种苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺，其特征是它主要包括以下步骤：

步骤1. 按照工艺要求，向反应器（R-01）中加入苯系反应原料、溶剂（如果需要）和催化剂；同时混合和加热至工艺设定的温度和压力；通过空气压缩系统（AC-01）向反应器（R-01）中鼓入设定流量的已净化过的压缩空气；

步骤2. 当反应器（R-01）内的压力到达设定值后，反应开始，缓缓开启反应器（R-01）顶部的尾气出口阀门，控制尾气流量，以维持反应器（R-01）内所需的操作压力；反应生成的产物和部分中间产物、溶剂以及未反应的原料通过泵（P-02）输送至闪蒸塔（FT-01）进行闪蒸分离；反应器（R-01）顶部出口的高温带压尾气进入透平机（TM-01）做功，并带动制冷机制取冷量；

步骤3. 高温带压尾气在透平机制冷机（TM-01）中做功制取冷量后，首先进入气液分离器（S-01），其中的大部分有机物将被冷凝并收集在分离器下部，并通过相应的阀门和管道输送至闪蒸塔（FT-01）进行分离；而未被冷凝的气相则通过分离器（S-01）顶部管道送至闪蒸塔（FT-01）底部加热盘管（H-01），为闪蒸塔（FT-01）提供闪蒸所需的部分热量，热量不足的部分由新鲜蒸汽加热补充；气相从闪蒸塔（FT-01）的底部加热盘管（H-01）出来后，再通过管道输送至换热器（H-03）为反应原料加热，进一步利用尾气的余热；

同时，透平机制冷机制备的冷量通过冷媒在泵（P-01）的作用下输送给冷凝器（CS-01），以冷凝闪蒸塔（FT-01）顶部出口的气相；冷凝得到的液相则通过管道（23）被输送至精馏系统分离；从冷凝器（CS-01）输出的冷媒再被送入冷阱（CS-02），以深冷从换热器（H-03）出口进入冷阱（CS-02）的已被降温降压的氧化尾气，捕集其中有机物；

步骤4. 从换热器（H-03）出口的尾气，温度已降至接近常温，余热已得到充分利用，通过管道（12）输送至冷阱（CS-02）被冷媒深冷却至10℃以下，如此其中的绝大部分的有机物已被冷凝收集，冷凝液则被送至精馏系统分离，随后，仅含痕量有机物的气相通过冷阱（CS-02）顶部出口被输送至水吸收洗涤系统（W-01），以进一步清除其中的有机物残留，并达环保排放标准，排向大气；

步骤5. 交换热量后的冷媒从冷阱（CS-02）的出口循环回透平机制冷机（TM-01）以重新获得冷量，进行下一次循环。

2.根据权利要求1所述的苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺，其特征是：调整步骤3中所述的冷媒进入冷凝器（CS-01）和冷阱（CS-02）的顺序，即先进入冷阱（CS-02）换热后，再进入冷凝器（CS-01）换热，这样，对进入冷阱（CS-02）的氧化尾气中有机物的捕集效果会更好。

3.根据权利要求1所述的苯同系物空气氧化过程尾气的绿色治理工艺，其特征是：上述利用压力能制冷的过程是将氧化反应后高温带压的尾气引入一台特设的透平机，透平机在带压的尾气的驱动下旋转带动制冷机做功，从而制取冷量。