CN105036094A - 一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法及其装置，包括空气离心压缩装置，空气离心压缩装置与空气净化模块连接，空气净化模块与制氮模块连接，制氮模块还与增压装置和气液分离模块连接；并且通过先使用空气制氮，为制氮机提供气压和动力，然后在使用环氧丙烷尾气制氮的方法，将环氧丙烷尾气中的氮气回收，并且去除了尾气中的甲醇和丙烯等有害物质。本发明实现了利用环氧丙烷尾气进行氮气生产，减少了甲醇和丙烯的排放，并且利用了含氮量高的环氧丙烷尾气，提高了氮气生产效率。
Description
技术领域
本发明属于化工工艺技术领域，涉及一种化工尾气处理的方法，具体涉及一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，还涉及一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置。
背景技术
现有生产环氧丙烷的化工厂，工厂排放的尾气中含有大约90％的氮气、6-8％的氧气以及2％的甲醇和1％的丙烯。而甲醇和丙烯一般都是以液态存在的，氮气和氧气以气态存在，因为该尾气中的绝大部分是对大气无害的物质；因此化工厂一般将其直接排放燃烧，在燃烧中产生温室气体丙烯、甲醇、一氧化碳、氧化氮等有害气体的排放。因为环氧丙烷尾气中氮气的含量较高，因此使用该尾气进行氮气生产时可行的，但是目前国内并没有使用该尾气进行氮气生产的方法，而目前国内也没有利用环氧丙烷尾气进行氮气生产的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法及其装置，实现了利用环氧丙烷尾气进行氮气生产，减少了甲醇和丙烯的排放燃烧，并且利用了含氮量高的环氧丙烷尾气，提高了氮气生产效率。
本发明所采用的技术方案是，一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，包括以下步骤：
步骤1，收集空气，并且压缩、净化收集的空气，得到干净的压缩空气；
步骤2，使用步骤1中得到的干净的压缩空气制备氮气，其中制备氮气使用的是变压吸附制氮机；
步骤3，收集环氧丙烷尾气，并且进行气液分离，去除尾气中液态的甲醇和丙烯；
步骤4，将步骤3中得到的尾气进行吸附分离氧气，得到氮气，其中吸附分离氧气使用的是变压吸附制氮机；
步骤5，将步骤2和步骤4中得到的氮气进行收集并且进行增压，即可得到能够在工业中应用的氮气。
本发明的特点还在于，
其中步骤3中得到的纯气态的尾气需要降温至20-40℃。
其中步骤3中去除液态的甲醇和丙烯使用设置有微震膜的甲丙吸附净化机和液态分离器。
其中步骤1中使用精密过滤器和微热再生吸干机进行净化和压缩空气。
本发明的另一技术方案是，一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置，包括空气离心压缩装置，空气离心压缩装置与空气净化模块连接，空气净化模块与制氮模块连接，制氮模块还与增压装置连接；
所述空气净化模块包括微热再生吸干机，微热再生吸干机两边均连接有精密过滤器；
所述制氮模块包括变压吸附制氮机，变压吸附制氮及的两边均连接有稳压储存罐；
所述气液分离模块模块用于吸附分离环氧丙烷尾气中的甲醇和丙烯，其气液分离模块模块包括甲丙吸附净化机，甲丙吸附净化机与减温装置连接，减温装置与稳压罐连接，稳压罐与制氮模块连接；
所述甲丙吸附净化机为设置有微震膜的吸附净化机。
本发明的特点还在于：
其中气液分离模块还包括气液分离器，气液分离器与甲丙吸附净化机和减温装置连接。
其中空气离心压缩模块与空气净化模块之间设置有缓冲罐a，所述空气净化模块与制氮模块之间也设置有缓冲罐b。
其中制氮模块与增压装置之间连接有储存罐。
本发明的有益效果是，在收集尾气之前，先进行空气的压缩、净化并且使用变压吸附制氮机使用空气进行制氮工序，等到制氮模块内生产氮气的各个装置的气压以及功率稳定之后，再将收集的环氧丙烷尾气进行气液分离器或者设置微震膜的甲丙吸附净化机去除尾气中液态的甲醇和丙烯，并且将甲醇和丙烯收集起来用作化工原料进行其他化工生产，减少了污染排放，然后将含有氧气和氮气的尾气再次进入变压吸附制氮机进行脱氧制氮工序；这样做能够维持变压吸附制氮机以及其他设备的流量、气压不变，大大降低了变压吸附制氮机系统运行成本，提高变压吸附制氮的使用效率，减少了安全故障，在处理环氧丙烷尾气的同时还能够增加氮气的生产。
本发明的优益效果还在于，使用气液分离模块中设置有微震膜的甲丙吸附净化机，能够将直径小于0.01μm的液态甲醇和丙烯分离出来，提高了氮气的精度，且使用甲丙吸附净化机的之前使用气液分离器，气液分离器能够预先将大颗粒的液态甲醇和丙烯分离出来，能够减轻甲丙吸附净化机的工作压力，提高了分离甲醇和丙烯的效率；气液分离模块中的稳压罐能够稳定制氮模块中的工作气压，提高了制氮模块工作的安全性；并且制氮模块采用变压吸附制氮机分离氮气和氧气，变压吸附制氮机是最新的一种制氮设备，该设备具有投资小，氮气的提纯度高，便于操作等优点；缓冲罐a能够稳定空气净化模块中的气压，增加了空气净化模块生产的安全性；缓冲罐b能够稳定制氮模块中的气压，增加了制氮模块生产的安全性；空气净化模块采用微热再生吸干机，且微热再生吸干机连接有多个精密过滤器，能够有效去除空气中的颗粒物质及其他杂质。
附图说明
图1是本发明一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置的结构示意图；
图2是本发明一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置中空气净化模块的结构示意图；
图3是本发明一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置中制氮模块的结构示意图；
图4是本发明一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置中气液分离模块的结构示意图。
图中，1.空气离心压缩装置，2.缓冲罐a，3.空气净化模块，4.制氮模块，5.储存罐，6.增压装置，7.气液分离模块，8.微热再生吸干机，9.精密过滤器，10.变压吸附制氮机，11.稳压储存罐，12.变压吸附机，13.减压装置，14.稳压罐，15.气液分离器，16.缓冲罐b。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，包括以下步骤：
步骤1，收集空气，并且压缩、净化收集的空气，得到干净的压缩空气；所述压缩空气，使用空气离心压缩机实现，所述净化空气，使用微热再生吸干机和精密过滤器实现；
步骤2，使用步骤1中得到干净的压缩空气制备氮气，其中制备氮气使用的是变压吸附制氮机；
步骤3，收集环氧丙烷尾气，并且进行气液分离，去除尾气中液态的甲醇和丙烯，得到纯气态的尾气，然后将尾气的温度降至20-40℃，用以降低尾气的气压；所述气液分离使用气液分离器将大颗粒的液态的甲醇和丙烯分离出来，再使用设置有微震膜的甲丙吸附净化机能够有效去除<0.01μm的最小液滴，最后得到的气态尾气中仅包含氧气和氮气，且氮气的含量能够达到93％以上
步骤4，将步骤3中得到的纯气态的尾气进行吸附分离氧气，得到氮气，其中吸附分离氧气使用的是变压吸附制氮机；
步骤5，将步骤2和步骤4中得到的氮气进行收集并且进行增压，即可得到能够在工业中应用的氮气，使用增压机或其他设备将氮气储存起来。
使用本发明一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，能够有效利用环氧丙烷尾气中高含量的氮气，能够将氮气提取出来用于工业使用，并且将尾气中的液态的甲醇和丙烯分离处理，可以循环利用起来，实现了对环境的零污染。
本发明还提供了一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置，如图1所示，包括一个或者多个空气离心压缩装置1，空气离心压缩装置1为空气离心压缩机，且空气离心压缩装置1与缓冲罐a2连接，缓冲罐a2与一个或者多个空气净化模块3连接；如图2所示，空气净化模块3包括微热再生吸干机8，微热再生吸干机8的两边分别连接有精密过滤器9，且其中一个精密过滤器9与缓冲罐a3连接，另一个精密过滤器9与缓冲罐b16连接；缓冲罐b16与一个或者多个制氮模块4连接；如图3所示，制氮模块4包括变压吸附制氮机10，变压吸附制氮机10两侧均连接有一个或者多个稳压储存罐11，其中一侧的稳压储存罐11与缓冲罐b16连接，另一侧的稳压储存罐11与储存罐5连接，储存罐5与一个增压装置6连接，增压装置6为气体增压机，能够将氮气增压方便其运输；其中制氮模块4还与气液分离模块7连接，如图4所示，气液分离模块7包括甲丙吸附净化机12，甲丙吸附净化机12与气液分离器15和减温装置13连接，且减温装置13与稳压罐14连接。
本发明一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置的使用方法是，空气离心压缩模块1将空气进行收集并传输给空气净化模块3，空气净化模块3将空气净化，去除空气中的杂质和悬浮颗粒，然后将净化的空气传输给制氮模块4，制氮模块4通过其变压吸附制氮机10将净化的空气制备成纯净的且纯度高的氮气；环氧丙烷生产工厂产生的尾气通过气液分离器15将尾气中的液态甲醇和丙烯分离处理，然后通过设置有微震膜的甲丙吸附净化机12将尾气中更小颗粒的甲醇和丙烯分离处理，提高了尾气中氮气的纯度，然后将只有氧气和氮气的尾气通过稳压罐14输送至制氮模块4内制备出纯净的且纯度高的氮气；然后将制氮模块4中制备的氮气输送至增压装置6内，将氮气进行压缩装罐，即可进行运输并且用在工业上。
使用本发明一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置，使用气液分离模块中设置有微震膜的甲丙吸附净化机，能够将直径小于0.01μm的液态甲醇和丙烯分离出来，提高了氮气的纯度，且使用变压吸附机的同时使用气液分离器，气液分离器能够将预先将大颗粒的液态甲醇和丙烯分离出来，能够减轻甲丙吸附净化机的工作压力，提高了分离甲醇和丙烯的效率；减少了排放环氧丙烷尾气对环境产生的危害，并且利用其含氮气量高的特性，将氮气提取出来用于氮气生产，使用本发明所述的装置，氮气的提纯度可达到99.9％左右。
Claims (8)
1.一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，收集空气，并且压缩、净化收集的空气，得到干净的压缩空气；
步骤2，使用步骤1中得到的干净的压缩空气制备氮气，其中制备氮气使用的是变压吸附制氮机；
步骤3，收集环氧丙烷尾气，并且进行气液分离，去除尾气中液态的甲醇和丙烯，得到纯气态的尾气；
步骤4，将步骤3中得到的纯气态的尾气进行吸附分离氧气，得到氮气，其中吸附分离氧气使用的是变压吸附制氮机；
步骤5，将步骤2和步骤4中得到的氮气进行收集并且进行增压，即可得到能够在工业中应用的氮气。
2.根据权利要求1所述的一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，其特征在于，所述步骤3中得到的纯气态的尾气降温至20-40℃。
3.根据权利要求1所述的任意一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，其特征在于，所述步骤3中去除液态的甲醇和丙烯使用设置有微震膜的甲丙吸附净化机和液态分离器。
4.根据权利要求1-3所述的任意一种利用环氧丙烷尾气制氮的方法，其特征在于，所述步骤1中使用精密过滤器和微热再生吸干机进行净化和压缩空气。
5.一种如权利要求1所述的利用环氧丙烷尾气制氮的装置，其特征在于，包括空气离心压缩装置(1)，空气离心压缩装置(1)与空气净化模块(3)连接，空气净化模块(3)与制氮模块(4)连接，制氮模块(4)还与增压装置(6)和气液分离模块(7)连接；
所述空气净化模块(3)包括微热再生吸干机(8)，微热再生吸干机两边均连接有精密过滤器(9)；
所述制氮模块(4)包括变压吸附制氮机(10)，变压吸附制氮及(10)的两边均连接有稳压储存罐(11)；
所述气液分离模块模块(7)用于吸附分离环氧丙烷尾气中的甲醇和丙烯，其气液分离模块模块(7)包括甲丙吸附净化机(12)，甲丙吸附净化机(12)与减温装置(13)连接，减温装置(13)与稳压罐(14)连接，稳压罐(14)与制氮模块(4)连接；
所述甲丙吸附净化机(12)为设置有微震膜的吸附净化机。
6.根据权利要求4所述的一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置，其特征在于，所述气液分离模块模块(7)还包括气液分离器(15)，气液分离器(15)与甲丙吸附净化机12)和减温装置(13)连接。
7.根据权利要求4所述的一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置，其特征在于，所述空气离心压缩模块(1)与空气净化模块(3)之间设置有缓冲罐a(2)，所述空气净化模块(3)与制氮模块(4)之间也设置有缓冲罐b(16)。
8.根据权利要求4所述的一种利用环氧丙烷尾气制氮的装置，其特征在于，所述制氮模块(4)与增压装置(6)之间连接有储存罐(5)。
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