CN102935325A - 一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法 - Google Patents

Abstract

一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法，属于化工技术领域，其特征是依据丁基橡胶工厂中多种组成、压力各异尾气的特点，对复杂工况尾气进行分类，并采用压缩冷凝、膜分离和吸附方法对多股尾气进行梯级综合回收，达到减少氯甲烷物耗的效果。其中压缩冷凝装置主要回收高露点的易凝氯甲烷组分；膜分离装置主要作用为富集并回收冷凝产生的不凝气中的氯甲烷，提高气体露点后返回压缩冷凝装置；吸附装置的主要作用是深度脱除并回收尾气中的氯甲烷，使排放气中氯甲烷浓度降至36mg/m³以下，降低氯甲烷物耗。该方法操作弹性大，经济效益高，排出尾气中氯甲烷浓度低于排放标准，氯甲烷回收率高于99%。

Description

一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及到一种综合回收丁基橡胶工厂尾气中氯甲烷的方法，特别涉及到丁基橡胶生产工厂复杂工况尾气中压缩冷凝、膜分离和吸附方法耦合回收氯甲烷的工艺。 

背景技术

丁基橡胶是世界上第四大合成橡胶胶种，广泛应用于内胎、水胎、减震材料等方面。在丁基橡胶合成过程中，氯甲烷是重要的溶剂和稀释剂，用量巨大。生产过程中一般采用多种技术，如精馏、压缩冷凝等方法对氯甲烷进行回收以降低氯甲烷的物耗并使氯甲烷得到重复利用。虽然这些回收、纯化过程已发展成熟，但其处理过程会排放多种组成不定、压力各异的尾气，这些尾气难以采用原有设备处理回收，其中大量氯甲烷组分无法被有效利用只能直接排放，增加了氯甲烷物耗。 

丁基橡胶生产过程存在多种氯甲烷排放源，在精馏回收过程中，精馏塔和回流罐等都会持续排放不凝气，其中氯甲烷组分浓度在5mol%以上，有些甚至达到15~20mol%。由于精馏塔等排放的不凝气分压较高难以液化，其中的氯甲烷组分难以进行回收。为满足丁基橡胶反应过程对氯甲烷水分含量的严格要求，氯甲烷需经过干燥塔处理，干燥吸附剂吸水饱和后需加热进行再生，排放的再生尾气内含有浓度为5~20mol%的氯甲烷；干燥塔的吸附剂需要定期进行更换，新吸附剂需要进行钝化后才可使用，钝化过程持续20天，期间将排放大量氯甲烷、二甲醚混合气体，其中氯甲烷含量为75~90mol%，这部分气体组成、压力变化范围变化极大，通常进行放空处理；其他如安全阀泄漏尾气等多种存在于丁基橡胶生产过程中的尾气都具有组成和压力不确定的特点，这些尾气中大量 的氯甲烷不但造成污染和浪费，而且其较低的氯甲烷含量或不稳定的排放周期也使回收氯甲烷的经济性不能得到保证。 

发明内容

为解决丁基橡胶工厂生产中氯甲烷尾气压力和组成变化范围大、排放周期不定、生产过程中氯甲烷物耗较大的问题，本发明提供一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法，该方法的特点是对丁基橡胶工厂内多股氯甲烷尾气进行分类梯级处理，通过压缩冷凝、膜分离和吸附方法的综合集成应用，将复杂工况下压力、组成变化范围大的尾气中的氯甲烷组分连续有效地回收，该方法操作弹性大，装置紧凑，产品质量稳定，氯甲烷回收率高，经济效益显著。 

本发明所采用的技术方案是： 

首先，对丁基橡胶工厂中多股气体根据组成和压力的不同，进行分类： 

1）压力范围在0.1~0.5 MPa的尾气为低压氯甲烷尾气（A），由压缩机（1）增压至0.5～1.0MPa后，进入压缩机（2）二级压缩至1.5～3.0MPa。 

2）压力范围在1.0～1.5MPa，且氯甲烷含量高于15%的尾气为高压氯甲烷富气（B），压缩机（1）出口气体合股后进入压缩机（2）增压至1.5～3.0MPa，经过冷凝器3冷凝至-10~ -55℃后进入分液罐4；分液罐4顶部排出的气体为不凝气D，底部为氯甲烷液体C。 

3）高压氯甲烷贫气(D)压力范围在1.5～3.0MPa，且氯甲烷含量低于15%的尾气，与不凝气D合股后，经过过滤器5除去液滴和杂质，并由膜前预热器6预热至10~60℃，使气体温度高于露点10℃以上以保证气体无冷凝液滴，再进入膜分离组件7。膜分离组件7将气体中氯甲烷在渗透气F中富集，使渗透气F露点高于进膜气体；渗透气F返回压缩机1入口重新循环处理。膜分离产生的尾气渗余气G进入吸附装置8回收其中少量氯甲烷，吸附尾气H中氯 甲烷浓度低于36mg/m³；吸附装置8的解吸气I返回压缩机1入口进行循环，保证氯甲烷的充分回收利用。 

本发明技术方案中压缩机1的主要作用是将压力范围在0.1～0.5MPa的低压氯甲烷尾气A、渗透气F和解吸气I增压至0.5～1.0MPa；压缩机2的主要作用是将压力范围在1.0～1.5MPa的高压氯甲烷富气B和压缩机1出口混合气增压至1.5～3.0MPa。 

本发明技术方案中压缩冷凝方法主要利用高压氯甲烷尾气露点较高的特点除去易凝的氯甲烷组分，实现氯甲烷的高效回收；膜分离方法的主要作用是对不凝气D和高压氯甲烷贫气E中氯甲烷组分进行富集，从而提高气体露点使其更易冷凝；吸附装置的作用是深度脱除尾气中的氯甲烷，保证氯甲烷的低物耗，同时使排放气达到国家排放标准。 

本发明的效果和益处是：一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法，该方法可对丁基橡胶生产过程中排放不稳定、压力和组成变化范围大的多股尾气同时进行处理，将其中氯甲烷组分高效的回收。分离过程连续稳定，操作弹性大，无添加剂，可将原有尾气中氯甲烷浓度降至36mg/m³以下，同时保证氯甲烷回收率高于99%，经济效益显著。 

附图说明

附图是膜分离回收丁基橡胶生产尾气中氯甲烷的工艺流程图。 

图中：1压缩机；2压缩机；3冷凝器；4分液罐；5过滤器；6膜前预热器；7膜分离组件；8吸附装置；A低压氯甲烷尾气；B高压氯甲烷富气；C氯甲烷液体；D不凝气；E高压氯甲烷贫气；F渗透气；G渗余气；H吸附尾气；I解吸气。 

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式，下述的实施例将更加有助于对本发明的理解，但并不构成对本发明内容的限制。 

实施例1 

本实施例中，干燥塔再生尾气为低压氯甲烷尾气A，干燥塔钝化尾气为高压氯甲烷富气B，精氯甲烷塔塔顶不凝气为高压氯甲烷贫气E。 

请结合附图，低压氯甲烷尾气A进入压缩机1加压至0.7MPag，与高压氯甲烷富气B混合后进入压缩机2加压至1.0MPag，再由冷凝器3冷凝至-55℃。冷凝后的气液混合物进入分液罐4，混合物中液体氯甲烷和二甲醚等由分液罐液相出口排出，进入回收罐回收；分液罐4的气相出口排出不凝气D与高压氯甲烷贫气E混合后由过滤器5过滤，再由膜前预热器6预热至20℃并进入膜分离组件7进行处理。经过膜分离组件7分离，混合气体被分为两股，一股为渗余气G，压力为 0.9MPa，温度为20℃，其中氯甲烷浓度为0.44mol%；另一股为渗透气F，温度为16℃，压力为0.05MPag；渗余气G进入吸附装置8进行氯甲烷深度脱除。吸附装置排放气H中氯甲烷浓度为23 mg/m³；解吸气I和渗透气F返回压缩机1入口进行循环处理。本实施例中氯甲烷回收率为99.98%，其物料平衡见表1：实施例1物料平衡表 

Claims (3)

1.一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法，其特征在于：该方法将丁基橡胶工厂排放的多股氯甲烷气体按压力和组成划为三类，并根据不同类别气体特点选择适宜的处理方法达到综合回收尾气中氯甲烷并降低其物耗的效果；针对不同分类的氯甲烷尾气，通过压缩冷凝方法回收高露点气体中易凝氯甲烷组分；通过膜分离方法提高冷凝产生的不凝气露点并返回压缩装置以回收低浓度氯甲烷；通过吸附方法回收膜分离尾气中氯甲烷组分，使尾气排放达标，同时回流吸附装置解吸气以降低氯甲烷物耗。

2.根据权利要求1所述的一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法，其特征在于：该方法根据尾气组成和压力的不同，对多股尾气进行分类并分别处理：

1）压力范围在0.1~0.5 MPa的尾气为低压氯甲烷尾气，由压缩机（1）增压至0.5～1.0MPa后，进入压缩机（2）二级压缩至1.5～3.0MPa；

2）压力范围在1.0～1.5MPa，且氯甲烷含量高于15%的尾气为高压氯甲烷富气，与压缩机（1）出口气体合股后进入压缩机（2）增压至1.5～3.0MPa，再冷凝至-10~ -55℃以回收易凝氯甲烷；

3）压力范围在1.5～3.0MPa，且氯甲烷含量低于15%的尾气为高压氯甲烷贫气，经过过滤和预热后进入膜分离装置处理以对氯甲烷进行富集，提高尾气露点使氯甲烷组分更易冷凝；膜分离产生的渗透气打回流至进料处，重新进入压缩机（1）处理，膜分离产生的渗余气由吸附装置进行氯甲烷的深度脱除和回收；吸附装置排出的解吸气体中氯甲烷达到国家排放标准；吸附装置的解吸气打回流至进料处，重新进入压缩机（1）处理，减少氯甲烷的物耗。

3.根据权利要求1或2所述的一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法，其特征在于：压缩机（1）和压缩机（2）主要作用为对不同压力级别的氯甲烷尾气进行梯级增压以提高气体露点。

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