CN102500192B

CN102500192B - 一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂及其使用方法

Info

Publication number: CN102500192B
Application number: CN201110355649.1A
Authority: CN
Inventors: 胡永其; 张志昆; 刘润静; 位凯娜
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2031-11-11
Also published as: CN102500192A

Abstract

本发明涉及一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂及其使用方法，所述吸收剂由有机物BTP和有机物DCT混合而成，所述BTP为碳原子在8～15个之间，沸点在200～250℃，且分子结构中含有不饱和键、苯环和羟基的酚类化合物；所述DCT为碳原子在20～28个之间的烃类化合物，沸点在300～350℃，并含有不饱和键和烷基团酯类。将人造革厂尾气与吸收剂在吸收塔内进行充分逆流接触，吸收剂对尾气中有机溶剂甲苯、丁酮和DMF的吸收效率分别可以达到98.5％、92％和98.5％，吸收后排放气体中的甲苯、丁酮和DMF的含量达到了国家排放标准。本发明方法具有回收效率高、流程简单、损耗低等优点。

Description

一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及有机分离和回收技术领域，具体涉及一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂及其应用方法。

背景技术

随着各国经济的快速发展，人类对皮革的需求成倍增长，由于动物原皮资源的全球性匮乏，使人造革行业得到快速发展。人造革生产过程排出的尾气(称人造革厂尾气或合成革厂废气，以下称人造革厂尾气)中含有甲苯、丁酮和二甲基甲酰胺(DMF)等有机溶剂物。一条干法生产人造革生产线废气排放量为15000～22000m³/h，随之排出的有机溶剂DMF11.5～15.4kg/h，丁酮11.5～15.4kg/h，甲苯16.5～19.4kg/h。目前人造革厂尾气的处理方法主要有活性炭吸附燃烧法、氧化分解法、单级和双级塔吸收法。

专利CN1679999A采用专用的旋转吸收装置进行吸收处理，然后将有机物富集气体燃烧。此种方法不能实现有机物的回收，造成有机溶剂的浪费。专利CN1883761A提出了一种静态下吸附、脱附，再进行富集气体催化燃烧的方法。该方法解决了连续吸附与解析的生产问题，不采用动设备，在进行吸附装置脱附时，采用与专利CN1679999A相同的方法。此方法在处理大气量中的有机气体时，由于气体量很大，不仅需要增加辅助设备数量，使系统操作过程复杂，操作费用较高。

专利CN1636642A提供了一种有机物的氧化或分解方法，通过加热活化的氧化钛对该有机物进行氧化或分解，使得排放的尾气达到国家排放标准。该方法同样无法实现有机物的有效回收利用。专利CN1803256A以水作为吸收剂，采用多级逆流吸收，经喷雾、填料水吸收和填料除雾，然后再对水进行再生回有机溶剂。此方法对废气中的DMF的吸收效果较好，但对甲苯和丁酮的吸收较差。

专利CN1587239A采用两级吸收的方法对尾气中甲苯、丁酮和DMF进行吸收，第一级采用DMF作为吸收剂吸收甲苯和丁酮，第二级采用水吸收DMF，然后通过回收系统回收甲苯、丁酮和DMF。该方法第二级回收DMF时效率较低，再生时能耗大，工艺操作复杂。

发明内容

本发明为解决现有技术中的问题提出一种回收人造革厂尾气中有机物的吸收剂及其应用方法，该吸收剂在废气处理过程中具有吸收和回收效率高、吸收剂可重复利用、工艺简单、损失量低等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，所述吸收剂由有机物BTP和有机物DCT混合而成，所述BTP为碳原子在8～15个之间，沸点在200～250℃，且分子结构中含有不饱和键、苯环和羟基的酚类化合物；所述DCT为碳原子在20～28个之间的烃类化合物，沸点在300～350℃，并含有不饱和键和烷基团酯类。

所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，所述BTP为碳原子数11的酚类化物，沸点为210℃，且分子结构中含有不饱和键的苯环、羟基和烷基团，羟基与烷基团在苯环上相邻；所述DCT为碳原子为25的烃化物，沸点为320℃，并且分子结构中同样含有不饱和键、苯环和羟基，同时含有羰基、酯基和烷基团，酯基与烷基团相连成的大基团在苯环上相邻排列。

所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，所述BTP在吸收剂中所占质量百分比为8％～15％。

所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，所述吸收剂中BTP的质量百分比为10％～12％。

所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，所述吸收剂中BTP的质量百分比为8％，所述DCT 92％。

所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，所述人造革厂尾气含有甲苯、丁酮和DMF三种有机溶剂。

所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂的使用方法，

当人造革厂尾气温度在298℃时，将其从吸收塔底部送入，同时将有机物BTP和有机物DCT由吸收塔塔顶送入，所述人造革厂尾气与吸收剂在塔内进行充分逆流接触，吸收塔温度为15～40℃之间，气液摩尔比为6.1～9.3之间，空塔气速在0.2～0.6之间，处理后的废气由塔顶放出，吸收剂与被回收的人造革尾气中有机溶剂(甲苯、丁酮和DMF)的混合液自塔底流出；吸收剂与人造革尾气有机溶剂的混合物由自吸式泵送入降膜蒸发器解析，在温度为80～110℃时，压力为0.02～0.05MPa解析出吸收剂中的有机溶剂，从而实现吸收剂再生；降膜蒸发器顶部流出的人造革尾气中有机溶剂(有机溶剂则是人造革尾气中的甲苯、丁酮和DMF三种物质)混合液进入二级精馏塔分离，降膜蒸发器底部流出再生后的吸收剂降温后再次利用。

所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂的使用方法，所述吸收塔中人造革厂尾气与吸收剂的气液摩尔比为6.1～8.2之间。

本发明具有的优点：

(1)与传统的吸收过程相比，吸收效果明显优于其它吸收剂，甲苯、丁酮和DMF的吸收效率分别为98.5、92％和98.5％。复合型吸收剂在单一吸收塔内同时吸收三种废气中的有机物。因此复合型吸收剂吸收效果优良、工序简单易行、减少投资等优点；

(2)在常温下饱和蒸汽压非常低，吸收剂沸点相对较高。因此吸收剂无论是在吸收过程还是解析再生过程中损失量特别小，既减少了对环境的危害也节省了吸收剂；

(3)吸收剂再生后吸收效果基本不变，是一种优良的可多次重复使用吸收剂，节省了吸收剂的投资经费；

(4)采用上述技术方案实现甲苯、丁酮和DMF有机溶剂混合物的高效率分离。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

根据人造革厂尾气中有机溶剂(甲苯、丁酮和DMF)25℃的饱和蒸汽压，模拟工业人造革厂尾气中有机溶剂的浓度。利用人造革厂尾气中三种有机溶剂在25℃时空气中的分散性，将空气通过三种有机溶剂(甲苯、丁酮和DMF)鼓气瓶与气态溶剂混合模拟出人造革厂尾气中有机溶剂的浓度。利用气相色谱检测模拟的人造革厂尾气浓度，最终配成浓度：丁酮、甲苯和DMF分别为744mg/m³、744mg/m³和1074mg/m³。

吸收塔采用填料塔，填料塔技术参数如下：塔高100cm、塔径5cm、塔壁厚0.5cm、填料为瓷环。气液比为6.2(摩尔比)，空塔气速为0.2m/s，操作温度为30℃。吸收液组成(按质量百分比)：BTP为8％，DCT为92％。

吸收塔吸收实验结果见下表：

表1吸收剂吸收丁酮的色谱检测结果

表2吸收剂吸收甲苯的色谱检测结果

表3吸收剂吸收DMF的检测结果

由表1、表2和表3可看出吸收剂对丁酮的吸收效率在92％以上。甲苯和DMF的吸收效率都在98％以上，气体经吸收塔后出塔气体符合国家标准。

实施例2：

某人造革厂每条生产线的尾气排放量为20000m³，尾气温度为温度为45～55℃，丁酮、甲苯和DMF的浓度分别为1000mg/m³、甲苯为1074mg/m³、DMF为800mg/m³。

吸收塔规格：塔高6m，内径1.5m，填料层高度4m。操作工艺条件：人造革厂排出的有机尾气和吸收剂的气液比为9.2(摩尔比)，空塔气速为1.5m/s，温度为28℃。吸收液组成(按质量百分比)：BTP为15％，DCT为85％。

由上述吸收液自填料塔的顶部由90～120kmol/h进行喷淋，人造革厂排出的有机尾气由吸收塔的底部按750～800kmol/h的气量进入。按以上操作条件进行逆流吸收。处理后人造革厂排出的有机尾气经气相色谱检测处理后的废气平均排放浓度为：16mg/m³、59.5mg/m³、11.2mg/m³符合国家排放标准甲苯40mg/m³，丁酮60mg/m³，DMF 50mg/m³。

实施例3：

根据三种有机溶剂在30℃的饱和蒸汽压，模拟工业尾气中的有机溶剂浓度。利用人造革厂尾气中有机溶剂在30℃时空气中分散性，将空气通过有机溶剂(甲苯、丁酮和DMF)鼓气瓶与气态溶剂混合模拟出工业尾气中有机溶剂的浓度。利用气相色谱检测模拟气浓度，最终配成浓度：丁酮、甲苯和DMF分别为744mg/m³、744mg/m³和1074mg/m³。

吸收塔采用填料塔，填料塔技术参数如下：塔高100cm、塔径5cm、塔壁厚0.5cm、填料为瓷环。气液比为7.9(摩尔比)，空塔气速为0.2m/s，操作温度为30℃。吸收液组成(按质量百分比)：BTP为10％，DCT为90％，BTP为碳原子数11的酚类化物，沸点227～230℃，分子结构中含有不饱和键、苯环、羟基和烷基团，羟基与烷基团在苯环上相邻；所述DCT为碳原子为25的烃化物，沸点为320℃，分子结构中同样含有不饱和键、苯环和羟基，同时含有羰基、酯基和烷基团。酯基与烷基团相连成的大基团在苯环上相邻排列。按以上操作条件进行逆流吸收。处理后废气经气相色谱检测处理后的废气平均排放浓度为：12mg/m³、46.5mg/m³、8.2mg/m³符合国家排放标准甲苯40mg/m³，丁酮60mg/m³，DMF 50mg/m³。当吸收塔排放出来的废气不能达到国家标准时，吸收剂自吸收塔底部排出进入解析塔，在温度为80～110℃时，压力为0.02～0.05MPa时减压解析再生。再生后的吸收剂有解析塔底部排出再次进入吸收塔进行吸收，解析塔塔顶排出的三种有机溶剂的混合物进入精馏塔精馏分离，实现废气处理，吸收剂再生和有机溶剂回收和分离。

Claims

1.一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，所述吸收剂由有机物BTP和有机物DCT混合而成，所述BTP为碳原子在8～15个之间，沸点在200～250℃，且分子结构中含有不饱和键的苯环和羟基的酚类化合物；所述DCT为碳原子在20～28个之间的烃类化合物，沸点在300～350℃，并含有不饱和键和烷基团酯类，其特征是，所述BTP为碳原子数11的酚类化物，沸点为210℃，且分子结构中含有不饱和键的苯环、羟基和烷基团，羟基与烷基团在苯环上相邻；所述DCT为碳原子为25的烃化物，沸点为320℃，并且分子结构中含有不饱和键、苯环和羟基，同时含有羰基、酯基和烷基团，酯基与烷基团相连成的大基团在苯环上相邻排列。

2.如权利要求1所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，其特征是，所述BTP在吸收剂中所占质量百分比为8％～15％。

3.如权利要求2所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，其特征是，所述吸收剂中BTP的质量百分比为10％～12％。

4.如权利要求1所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，其特征是，所述吸收剂中BTP的质量百分比为8％，所述DCT92％。

5.如权利要求1所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂，其特征是，所述人造革厂尾气含有甲苯、丁酮和DMF三种有机溶剂。

6.如权利要求1所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂的使用方法，其特征是，当人造革厂尾气温度在298℃时，将其从吸收塔底部送入，同时将有机物BTP和有机物DCT由吸收塔塔顶送入，所述人造革厂尾气与吸收剂在塔内进行充分逆流接触，吸收塔温度为15～40℃之间，气液摩尔比为6.1～9.3之间，空塔气速在0.2～0.6之间，处理后的废气由塔顶放出，吸收剂与被回收的人造革尾气中有机溶剂的混合液自塔底流出；吸收剂与人造革尾气有机溶剂的混合物由自吸式泵送入降膜蒸发器解析，在温度为80～110℃时，压力为0.02～0.05MPa解析出吸收剂中的有机溶剂，从而实现吸收剂再生；降膜蒸发器顶部流出的人造革尾气中有机溶剂混合液进入二级精馏塔分离，降膜蒸发器底部流出再生后的吸收剂降温后再次利用。

7.如权利要求6所述的一种回收人造革厂尾气中有机溶剂的吸收剂的使用方法，其特征是，所述吸收塔中人造革厂尾气与吸收剂的气液摩尔比为6.1～8.2之间。