CN102380290A - 一种强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置及其工艺 - Google Patents

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杨积志
李海波
单祥雷
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Abstract

本发明提供一种强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置，包括一强化吸收设备，其特征在于，强化吸收设备包括壳体，壳体内腔中设有转鼓，转鼓内设有圆柱形的旋转填料，壳体内腔中心位置设有液体分布器，液体分布器位于旋转填料的内环之中并与旋转填料的内环之间留有间隙，转鼓下部设有转轴，转轴与转鼓同心连接并且下端穿出壳体与旋转动力结构连接；以及利用该装置进行回收的工艺。本发明克服了醋酸吸收塔的缺陷，具有空间利用率高、物料停留时间短、易于操作、吸收精度高的优点，为醋酸尾气中碘甲烷的回收开辟了一种新思路。

Description

一种强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置及其工艺
技术领域
本发明属于醋酸工艺的技术领域，具体涉及一种在超重力作用下醋酸尾气回收碘甲烷装置及其工艺。
背景技术
醋酸是最重要的有机酸之一，主要用于合成醋酸乙烯、醋酸纤维、醋酸酯、金属醋酸盐等，也是制药、染料、农药、感光材料以及其他有机合成的重要原料。成熟的醋酸生产工艺有乙炔乙醛法、乙醇乙醛法、乙烯乙醛法、丁烷氧化法和甲醇低压羰基合成法。乙炔乙醛法由于存在严重的汞污染已被淘汰；乙醇乙醛法和乙烯乙醛法因生产工艺落后、成本高，国外也已淘汰；丁烷氧化法仅适用于轻油比较丰富的地区，不具推广性。目前应用较广泛的为甲醇低压羰基合成法。
甲醇低压羰基化合成醋酸的工艺可分为反应、精制、轻组分回收、催化剂制备及再生等工序。甲醇低压羰基化合成法引入了助催化剂碘化物，这大大提高催化剂活性和反应选择性，而且使得反应条件变得更加温和；然而这也不可避免的造成体系中含有少量碘甲烷，这为后序醋酸尾气的处理带来一些困难。在醋酸生产过程中产生的尾气含有大量的CO，对一套年产醋酸100kt的醋酸装置，尾气气量约为1500～2000m3/h。CO是醋酸生产的基本原料，大量的CO放空，既浪费了能源，增加了醋酸生产成本，又污染了环境。由于醋酸尾气中含有腐蚀性极强的碘甲烷，对设备的防腐要求很高，这限制了许多常用气体分离提纯方法的应用，因此醋酸尾气的处理方法，尤其是醋酸尾气中碘甲烷的脱除技术，已经成为醋酸行业十分关注的一个技术问题。
发明内容
本发明为了解决现有醋酸尾气碘甲烷回收工艺存在的设备体积庞大、空间利用率低以及吸收效果差等技术问题，提供了一种强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置及其工艺。
本发明采用以下的技术方案实现：
一种强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置，包括一强化吸收设备，其特征在于，强化吸收设备包括壳体，壳体内腔中设有转鼓，转鼓内设有圆柱形的旋转填料，壳体内腔中心位置设有液体分布器，液体分布器位于旋转填料的内环之中并与旋转填料的内环之间留有间隙，转鼓下部设有转轴，转轴与转鼓同心连接并且下端穿出壳体与旋转动力结构连接；所述的壳体顶部设置液体进口和气体出口以及压力表，壳体底部设置液体出口和气体进口，液体进口经由泵装置与吸收液储罐连接，气体进口与尾气来源连接，液体出口连接吸收液储罐，气体出口连接水洗塔。
旋转填料为金属材质或非金属材质，例如不锈钢丝网，不锈钢波纹板或者PTFE改性材料。旋转填料的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/2。
转轴与壳体之间设有机械密封装置，通过连轴传动或者皮带轮传动或者齿轮传动实现旋转传动。
强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的回收工艺，在上述强化吸收装置中完成，步骤如下：
开启强化吸收设备后，调节进气阀门通入醋酸尾气，同时开启进料泵通入吸收液，吸收液通过液体分布器均匀分布，吸收液和尾气在旋转填料中充分接触，从而吸收其中的碘甲烷，醋酸尾气通过旋转填料后从气体出口排出，送入下级水洗塔，得到的吸收液循环回到吸收液储罐。
醋酸尾气包含有一氧化碳、氮气、氢气、醋酸气和碘甲烷；吸收液是有助于吸收碘甲烷的物质，例如纯醋酸或者纯醋酐；气液接触方式包括逆流、错流或者并流；进料泵为离心泵、轴流泵或者容积泵。
醋酸吸收尾气中碘甲烷的过程实质上是气液接触传质过程，传统的气液传质设备是依靠重力作用实现气液逆流传质的，由于重力场较弱，液膜传质系数kL小，体积传质系数kLa低，这类设备通常体积庞大，空间利用率和生产强度低。
本发明所述的碘甲烷回收装置，可以大大强化气液两相的传质，体积传质系数比传统吸收塔提高1个～2个数量级。强化吸收设备壳体内部的旋转填料，是主要的气液接触区域，醋酸尾气在压差作用下会充满填料的空隙，吸收液则会被高速旋转的填料撕成极薄的液膜、液丝和液滴，从而产生巨大的相接触面积；同时形成的液膜、液丝和液滴的更新速率也会大大提高。可见，在旋转填料中传递过程和微观混合过程都得到了极大的强化。
总结来说，本发明具有以下有益效果：所述的碘甲烷回收工艺利用强化吸收设备气液传质效率高，更新速度快，结构简单、体积小易操作等优点，解决了设备体积庞大、空间利用率低以及吸收效果差等现有醋酸尾气碘甲烷回收工艺存在的技术问题，使得整个工艺生产安全稳定可靠，运行成本大大降低，同时提高生产效率。
另外，本发明所述的用于醋酸尾气回收碘甲烷的强化吸收设备，具有装置体积小、占地面积小、安装维护方便、开停车时间短等优点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为强化吸收设备的结构示意图。
图1中：1-醋酸吸收塔；2-气体流量计；3-进气阀门；4-强化吸收设备；5-压力表；6-出液阀门；7-吸收液储罐；8-进料泵；9-液体流量计；10-进液阀门；11-水洗塔。
图2中：12-壳体；13-旋转填料；14-转鼓；15-液体分布器；16-转轴；17-液体进口；18-气体进口；19-液体出口；20-气体出口。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明所述的醋酸尾气回收碘甲烷工艺的装置包括：醋酸吸收塔1的气体出口经由气体流量计2和进气阀门3与强化吸收设备4的气体进口18连接，吸收液储罐7的出口与进料泵8连接，进料泵8的出口经由液体流量计9和进液阀门10与强化吸收设备4的液体进口17连接，强化吸收设备4的液体出口19经由出液阀门6与吸收液储罐7连接，强化吸收设备4的气体出口20与下级操作单元水洗塔11连接。
本发明所述的醋酸尾气回收碘甲烷是在强化吸收设备4中完成的。强化吸收设备4中的液体分布器15的液体出口位置位于旋转填料13轴向厚度的1/3～1/2处。旋转填料13是金属材质或非金属材质，例如不锈钢丝网，不锈钢波纹板或者PTFE改性材料。旋转填料13的轴向厚度为壳体12的内腔高度的1/4～1/2。转轴16与壳体12和转鼓14之间设有机械密封装置，通过连轴传动或者皮带轮传动或者齿轮传动实现旋转传动。
使用强化吸收设备回收醋酸尾气中碘甲烷的工艺包括如下步骤：开启强化吸收设备4后，调节进气阀门3将来自醋酸吸收塔1的醋酸尾气经由气体流量计2引入强化吸收设备4，同时调节进液阀门10将醋酸吸收液由吸收液储罐7中经由进料泵8和液体流量计9送入强化吸收设备4；充分接触吸收后的醋酸尾气由强化吸收设备4的气体出口20排出，送入下级水洗塔11，得到的醋酸吸收液经由出液阀门6循环回到吸收液储罐7。
本发明所述的醋酸尾气包含有一氧化碳、氮气、氢气、醋酸气和碘甲烷；吸收液是有助于吸收碘甲烷的物质，例如纯醋酸或者纯醋酐。
实例例1
启动强化吸收设备4，调节旋转填料转速至300r/min，稳定5min后，调节进气阀门3将来自醋酸吸收塔1的醋酸尾气经由气体流量计2引入强化吸收设备4，尾气流量为18Nm3/h；同时调节进液阀门10将醋酸吸收液由吸收液储罐7中经由进料泵8和液体流量计9送入强化吸收设备4，醋酸吸收液流量为100kg/h。体系稳定30min后，测得出口处醋酸吸收液中碘甲烷的质量含量为430ppm。
实例例2
在例1的操作下，把旋转填料床的转速调节为600r/min，其他条件不变，体系稳定30min后，测得出口处醋酸吸收液中碘甲烷的质量含量为500ppm。
实例例3
在例1的操作下，把纯醋酸吸收液的流量调节为300kg/h，其他条件不变，体系稳定30min后，测得出口处醋酸吸收液中碘甲烷的质量含量为220ppm。
实例例4
在例1的操作下，把旋转填料床的转速调节为600r/min，把纯醋酸吸收液的流量调节为300kg/h，尾气流量不变，体系稳定30min后，测得出口处醋酸吸收液中碘甲烷的质量含量为320ppm。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置，包括一强化吸收设备，其特征在于，强化吸收设备包括壳体，壳体内腔中设有转鼓，转鼓内设有圆柱形的旋转填料，壳体内腔中心位置设有液体分布器，液体分布器位于旋转填料的内环之中并与旋转填料的内环之间留有间隙，转鼓下部设有转轴，转轴与转鼓同心连接并且下端穿出壳体与旋转动力结构连接；所述的壳体顶部设置液体进口和气体出口以及压力表，壳体底部设置液体出口和气体进口，液体进口经由泵装置与吸收液储罐连接，气体进口与尾气来源连接，液体出口连接吸收液储罐，气体出口连接水洗塔。
2.根据权利要求1所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置，其特征在于所述的旋转填料的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/2。
3.根据权利要求1所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置，其特征在于所述的旋转填料为金属材质或非金属材质。
4.根据权利要求1所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置，其特征在于所述的转轴与壳体之间设有机械密封装置，通过连轴传动或者皮带轮传动或者齿轮传动实现旋转传动。
5.一种强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的回收工艺，所述的工艺在权利要求1至4所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的装置中完成，其特征在于包括如下工艺步骤：
开启强化吸收设备后，调节进气阀门通入醋酸尾气，同时开启进料泵通入吸收液，吸收液通过液体分布器均匀分布，吸收液和尾气在旋转填料中充分接触，从而吸收其中的碘甲烷，醋酸尾气通过旋转填料后从气体出口排出，送入下级水洗塔，得到的吸收液循环回到吸收液储罐。
6.根据权利要求6所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的回收工艺，其特征在于，所述的吸收液为有助于吸收碘甲烷的的纯醋酸或者纯醋酐。
7.根据权利要求6所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的回收工艺，其特征在于，所述的醋酸尾气包含一氧化碳、氮气、氢气、醋酸气和碘甲烷。
8.根据权利要求6所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的回收工艺，其特征在于，所述的进料泵为离心泵、轴流泵或者容积泵。
9.根据权利要求6所述的强化吸收醋酸尾气中碘甲烷的回收工艺，其特征在于，所述的气液接触方式包括逆流、错流或者并流。
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