CN104801133A - 气相法聚烯烃工艺尾气中细粉脱除和teal失活的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气相法聚烯烃工艺尾气中细粉脱除和TEAL失活的方法，包括以下步骤：1)从产品接受仓排放的尾气进入第一过滤器，进行初步干式过滤；2)进入尾气洗涤塔，与循环洗涤白油和TEAL失活剂逆向接触；3)进入油气分离器，脱除尾气中夹带的少量白油及TEAL失活剂液体；4)尾气进入第二过滤器进行二次过滤。本发明可有效解决回收尾气中夹带的细粉及未失活催化剂TEAL(三乙基铝)容易堵塞或损害膜组件等下游设备等问题，可同时实现细粉脱除和TEAL失活处理，有利于提高尾气回收效率、保证生产安全平稳地运行。此外，膜回收单元可省去干燥器及再生单元，节约设备成本。

Description

气相法聚烯烃工艺尾气中细粉脱除和TEAL失活的方法

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃生产工艺中尾气的净化方法，特别是涉及一种气相法聚烯烃工艺的尾气回收系统中细粉脱除和TEAL失活的方法。

背景技术

聚烯烃工艺技术中气相法工艺具有流程路线短、设备数量少、开/停车方便等优点，近十年来建成的聚丙烯装置超过70％采用气相法工艺聚合技术。但相对于其它工艺技术，气相法工艺的单体消耗偏高，尾气回收系统是气相法工艺的重要工序，可用于提高聚合单体回收率，减小原料浪费和环境污染。近年来，膜分离技术因其具有设备简单、选择性高、能耗小等优点逐渐被引入到聚烯烃尾气回收系统，其可显著提高单体回收率。然而，尾气中夹带的细粉容易堵塞膜系统，同时造成螺杆压缩机内部油系统的污染，并且尾气中夹带的未失活催化剂TEAL(三乙基铝)会与膜分离系统内油发生反应，造成油的特性发生改变，同时产生的铝球造成膜系统油聚结器发生堵塞，尾气回收单元不能正常稳定运行。因此，针对气相法聚烯烃工艺，开发尾气回收系统中细粉脱除和TEAL失活的方法，对于保护膜回收单元、提高尾气回收效率、保证生产安全平稳地运行等具有重要的意义及广阔的市场应用前景。

尾气处理方法中，常规的尾气粉尘处理技术有三种：旋风分离器、袋滤器和尾气洗涤器。其中，旋风分离器只对粒径在2μm以上的粉尘有效，袋滤器只对粒径在0.5μm以上的粉尘有效，均无法应用于更细粉末的除尘。尾气洗涤器利用湿式除尘原理，效率高，设备种类多包括例如文丘里洗涤槽、复喷复挡洗涤器或洗涤塔等。专利CN103120878A公开了一种含尘尾气绝热洗涤及水回收设备，其包括气管顺次相连的绝热喷淋洗涤塔、绝热填料洗涤塔和空冷器，能够充分利用洗涤水所携带的潜热；专利CN102921256A公开了一种粉状磷酸一铵尾气沉降除尘改酸洗除尘工艺，将原沉降室收尘的流程改造为“酸洗+水洗”流程，提高了尾气粉尘回收效率；专利CN 103845983 A公开了一种工业排放尾气除尘设备及尾气除尘方法，融合管道喷淋除尘、塔内喷淋除尘于一体，采用二级除尘和旋流板除沫器除沫相结合的方式实现多级除尘。以上专利均是以处理和收集工业尾气中的粉尘为背景，目的是减小粉尘对环境污染，大多采用水作为除尘剂，将除尘后的尾气直接排放。专利CN 201308798 Y公开了一种净化流化床出口气体的板式洗涤塔，阻力小，采用大筛孔塔板因此不易堵塞，然而未对气体进行洗涤液脱除处理。

聚丙烯Spheripol环管液相本体聚合工艺中，从闪蒸罐分理处的气体，以及从袋滤器顶部分离出的气体一起进入洗涤塔洗去粉末，并加入催化剂失活剂以使TEAL失活。环管液相本体聚合工艺中洗涤后的气体经冷却和冷凝后送至丙烯进料罐，与补充的新鲜丙烯混合，送至聚合反应器使用。对于气相法工艺，若使尾气中TEAL失活需在现有尾气回收系统中额外增加TEAL杀死系统及失活剂处理系统，尚无相关公开报道。

综上，在现有专利或公开文献中，尚无针对气相法聚烯烃装置尾气回收系统细粉脱除及催化剂失活方法的相关报道。

发明内容

本发明针对气相法聚烯烃装置尾气中夹带的细粉及未失活的TEAL会对膜组件等回收系统造成损害的问题，提供一种尾气回收系统细粉脱除和催化剂失活的装置和方法。所述的聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯等。

为达上述目的，本发明一种气相法聚烯烃工艺尾气中细粉脱除和TEAL失活的方法，包括以下步骤：

1)尾气干式过滤：回收尾气进入膜分离单元前首先经第一过滤器进行干式过滤，将尾气中夹带的细粉进行初步过滤；

2)尾气洗涤及TEAL失活处理：从第一过滤器出来的尾气从洗涤塔底部进入，循环洗涤白油与TEAL失活剂在循环泵的作用下从洗涤塔上部进入，夹带细粉的尾气与含有TEAL失活剂的洗涤白油逆向接触，将尾气中的TEAL失活，并且绝大部分细粉随白油沉入洗涤塔底部；洗涤塔底部含细粉的部分白油经排污泵定期排进污油处理单元，同时通过另外的管路向洗涤塔底部补充白油和TEAL失活剂；

3)油气分离：经过洗涤的尾气从洗涤塔顶部排出进入油气分离罐，在油气分离罐中将尾气从洗涤塔中夹带的少量白油及TEAL失活剂液体分离出来，液体依靠重力作用降至油气分离罐底部，经排污泵排至污油处理单元；

4)尾气二次过滤：从油气分离塔出的尾气进入第二过滤器进行二次过滤，将尾气中可能仍残留的细粉和夹带的油滴进行彻底过滤,；之后通过螺杆压缩机将尾气送入膜分离单元进行下一步单体净化和回收处理。

本发明的方法，其中所述白油为液体烃类的混合物。

本发明的方法，其中优选所述的聚烯烃包括：聚乙烯、聚丙烯等。

本发明的方法，其中优选所述的TEAL失活剂为油(矿物油)或油溶性物质，不使用水或水蒸汽失活催化剂，故膜回收单元无需增加干燥器及再生单元。

本发明的方法，其中优选步骤1)所述的回收尾气为从上游气相法合成聚烯烃工艺中产品净化仓或产品接收器排放的尾气。

本发明的方法，其中优选所述的过滤器为组合式过滤器包括袋式和/或篮式。

本发明的方法，其中优选所述的洗涤塔为板式洗涤塔，板数不少于8块。

本发明的方法，其中优选所述的排污泵为能处理带有粉末洗涤油的泵型，更优选齿轮泵，间歇操作。

本发明的方法，其中优选所述的油气分离罐内部设有气液分离器，更优选所述气液分离器为折流板型除沫器，能有效去除气体中夹带的油和粉末。

本发明的方法，其中优选所述的膜回收单元主要包括螺杆压缩机、冷却器、冷凝器、气液分离罐、换热器、膜组件等，二次过滤后的尾气首先经螺杆压缩机进行压缩，水冷却后进入换热器二次冷却，之后经冷凝器深冷后在气液分离罐进行气液分离；分离出的液相丙烯送至分离塔进行单体回收，气体用作换热器的冷剂被复热后进入膜分离组件进行分离。

本发明的方法，其中优选所述的膜组件为二级膜组件，第一级膜为非多孔膜，第二级为多孔膜。

本发明与现有技术不同之处在于，本发明有效解决了气相法聚烯烃工艺回收尾气中夹带的细粉容易堵塞膜组件或其他下游设备，以及尾气中夹带的未失活催化剂TEAL(三乙基铝)会在膜系统发生反应形成铝球妨碍运行等问题，可同时实现细粉脱除和TEAL失活处理，无需增加额外TEAL失活剂处理设备。本发明可保护膜回收单元或其他下游设备、提高尾气回收效率、保证生产安全平稳地运行。此外，本系统采用油和油溶性失活剂，不使用水或水蒸汽失活催化剂，故膜回收单元可省去干燥器及再生单元；膜单元气液分离后的气体用作换热器二次冷却的冷剂，可节省冷凝器的冷剂用量。

下面结合附图对本发明的气相法聚烯烃工艺尾气中细粉脱除和TEAL失活的方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例1的工艺流程示意图。

附图标记说明：

B1-第一过滤器        B2-洗涤塔             B3-循环泵

B4-排污泵            B5-油气分离罐         B6-第二过滤器

PU1-污油处理单元     PU2-膜分离单元

B7-螺杆压缩机        B8-冷却器             B9-冷凝器

B10-气液分离罐       B11-换热器            B12-膜分离组件

1-排放尾气                         2-第一过滤器过滤后的尾气

3-白油与TEAL失活剂循环液体         4-新鲜白油

5-新鲜TEAL失活剂                   6-洗涤后尾气

7-油气分离后尾气

具体实施方式

以下是实施例及其试验数据等，但本发明的内容并不局限于这些实施例的范围。实施例1

如图1所示，采用LUMMUS的Novolen气相法工艺生产聚丙烯均聚物，从产品净化仓排放的尾气(60度，0.08MPaG)在进入膜分离装置前排放尾气1首先经第一过滤器B1进行干式过滤，将尾气中夹带的细粉进行初步过滤。

第一过滤器B1过滤后的尾气2从洗涤塔B2底部进入，循环洗涤白油与TEAL失活剂混合液体3在循环泵B3的作用下从洗涤塔B2上部进入，夹带细粉的尾气2与含有TEAL失活剂的洗涤白油逆向接触，将尾气2中的TEAL失活，并且绝大部分细粉随白油沉入洗涤塔B2底部；洗涤塔B2底部含细粉的部分白油经排污泵B4定期排进污油处理单元PU1，另一部分返回洗涤塔B2的上部(将白油返回洗涤塔上部进行逆向洗涤为连续、不间断进行)。同时由另外的管路向洗涤塔B2底部补充新鲜白油4和TEAL失活剂液体5。该排污泵B4为能处理带有粉末洗涤油的齿轮泵，间歇操作。

经过洗涤后的尾气6进入油气分离罐B5，在油气分离罐B5中设有折流板型除沫器，将尾气从洗涤塔中夹带的少量白油及TEAL失活剂液体分离出来，液体依靠重力作用降至油气分离罐B5底部，经排污泵B4排至污油处理单元PU1。

从油气分离罐B5分离出的尾气7进入第二过滤器B6进行二次过滤，将尾气中可能仍残留的细粉和夹带的油滴进行彻底过滤。之后，经螺杆压缩机进入膜分离单元PU2进行下一步单体净化和回收处理。

膜回收单元主要包括螺杆压缩机B7、冷却器B8、冷凝器B9、气液分离罐B10、换热器B11、膜组件B12等。尾气首先经螺杆压缩机B7进行压缩，在冷却器B8经水冷却后进入换热器B11进行二次冷却，之后经冷凝器B9深冷后在气液分离罐B10进行气液分离。分离出的液相丙烯送至下游分离塔进行单体回收，分离出的气体用作换热器B11的冷剂被复热后进入膜分离组件B12进行分离。先后经过第一级非多孔膜和第二级多孔膜，将气体分成纯氮气和富含丙烯两部分。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气相法聚烯烃工艺尾气中细粉脱除和TEAL失活的方法，包括以下步骤：

1)尾气干式过滤：回收尾气进入膜分离单元前首先经第一过滤器进行干式过滤，将尾气中夹带的细粉进行初步过滤；

2)尾气洗涤及TEAL失活处理：从第一过滤器出来的尾气从洗涤塔底部进入，循环洗涤白油与TEAL失活剂在循环泵的作用下从洗涤塔上部进入，夹带细粉的尾气与含有TEAL失活剂的洗涤白油逆向接触，将尾气中的TEAL失活，并且绝大部分细粉随白油沉入洗涤塔底部；洗涤塔底部含细粉的部分白油经排污泵定期排进污油处理单元，同时通过另外的管路向洗涤塔底部补充白油和TEAL失活剂；

3)油气分离：经过洗涤的尾气从洗涤塔顶部排出进入油气分离罐，在油气分离罐中将尾气从洗涤塔中夹带的少量白油及TEAL失活剂液体分离出来，液体依靠重力作用降至油气分离罐底部，经排污泵排至污油处理单元；

4)尾气二次过滤：从油气分离塔出的尾气进入第二过滤器进行二次过滤，将尾气中可能仍残留的细粉和夹带的油滴进行彻底过滤；之后将尾气送入膜分离单元进行下一步单体净化和回收处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的聚烯烃包括：聚乙烯、聚丙烯均聚物、聚丙烯无规共聚物以及抗冲共聚物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的TEAL失活剂为油或油溶性物质，不使用水或水蒸汽失活催化剂，故膜回收单元无需增加干燥器及再生单元。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)所述的回收尾气为从气相法合成聚烯烃工艺中产品净化仓排放的尾气。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的过滤器为组合式过滤器包括袋式和/或篮式。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的洗涤塔为板式洗涤塔，板数不少于8块。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的排污泵为能处理带有粉末洗涤油的泵型，优选齿轮泵，间歇操作。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的油气分离罐内部设有气液分离器，优选折流板型除沫器，能有效去除气体中夹带的油和粉末。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的膜回收单元单体净化和回收处理是：二次过滤后的尾气首先经螺杆压缩机进行压缩，水冷却后进入换热器二次冷却，之后经冷凝器深冷后在气液分离罐进行气液分离；分离出的液相丙烯送至分离塔进行单体回收，气体用作换热器的冷剂被复热后进入膜分离组件进行分离。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的膜组件为二级膜组件，第一级膜为非多孔膜，第二级为多孔膜。