CN105180179B - 聚烯烃脱气尾气的处理装置与处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种聚烯烃脱气尾气的处理装置与处理方法。该处理装置包括：脱气料仓与供热设备，其中，脱气料仓包括第一端与第二端，用于对聚烯烃树脂进行脱气，形成聚烯烃脱气尾气；供热设备与第二端相连接，用于将聚烯烃脱气尾气燃烧。该处理装置对聚烯烃脱气尾气进行了处理，避免了其排到大气中造成污染，并且不需要提供额外的燃料对进行伴烧，而是利用供热设备本身需要的空气等气体与聚烯烃脱气尾气发生燃烧反应，生成水和二氧化碳，回收了其中烃类和聚合物的热量，节约了能源。避免了燃料气的浪费。该处理装置既对聚烯烃脱气尾气进行了处理，又对其进行了有效利用，变废为宝，节省了资源。
Description
技术领域
本申请涉及化工领域，具体而言，涉及一种聚烯烃脱气尾气的处理装置与处理方法。
背景技术
聚烯烃主要指聚乙烯和聚丙烯，包括其均聚物和共聚物。上世纪四十年代，英国帝国化学工业(ICI)建成世界第一套100t/a高压法生产低密度聚乙烯(LDPE)中试装置，随后大量万吨级产能的高压低密度聚乙烯及其共聚物工业化装置在世界范围内建成、投产。直至20世纪50年代相继开发了Ziegler-Natta(简称Z-N)催化剂和Phillips等催化剂以后，聚乙烯、聚丙烯才迅速成为工业化的大品种产品。
经过半个多世纪的发展，最初的Z-N催化剂已发展成为高效催化剂，20世纪80年代和90年代，又相继开发了茂金属催化剂和后过渡金属催化剂，形成了当今多种催化剂共同发展的格局。聚烯烃树脂更是由通用材料向功能型材料转变。聚烯烃材料的发展与其催化剂的进步密不可分，每一种新型催化剂体系的成功开发，都会带来新型聚合工艺和聚烯烃新产品的问世，使聚烯烃在更广阔的领域中得到应用。
50年来，已有20多种生产聚烯烃的工艺方法相继问世，各种工艺方法按聚合类型分类，生产聚乙烯的方法可分为高压法、气相法、溶液法、浆液法(也称溶剂法)。生产聚丙烯的方法可以分为本体法、本体和气相组合法、气相法生产工艺。
最初的生产过程包括工艺过程复杂的后处理工序，20世纪80年代以后，随着高活性、高性能催化剂的开发成功和应用，生产工艺中取消了后处理工序。90年代，以UCC及Exxon公司的冷凝气相流化床工艺和北欧Borealis公司的超临界浆液法聚烯烃工艺为代表的聚烯烃工业新技术相继出现，这极大地推动了现有生产能力的提高和树脂性能的多样化。50年来，聚烯烃领域有了很大的发展，取得了许多重大技术成就。
近年，世界石化行业快速发展，尤其是乙烯项目及下游配套装置新增较多，全球聚乙烯产能增长较快，主要集中在亚洲和中东地区，其他地区产能增长较少。到2010年，全球聚乙烯能力已达到8928万吨/年。另外，随着世界炼油化工行业快速发展，尤其是丙烯项目及下游配套装置新增较多，全球聚丙烯产能增长较快，2010年，聚丙烯产能达到了5923万吨/年。
随着聚烯烃行业的快速发展，聚烯烃产能的不断增长，对其废气处理也提出了更高的要求。无论采用何种方法生产的聚烯烃树脂，均需要经过脱气工序，脱除其颗粒或者粉料中附着的烯烃单体，一座年产30万吨聚烯烃的装置，这部分气体气量可达到104Nm3/h以上，此部分含有烃类及固体颗粒物的气体称为聚烯烃脱气尾气，处理聚烯烃脱气尾气是聚烯烃生产面临的问题。
目前，普遍采用处理脱气尾气的方法是在装置内增设催化氧化处理设备或热处理设备进行处理，处理后的气体直接排放到大气中。采用催化氧化处理设备处理时的温度较低，不产生氮氧化物，不会造成二次的污染，但是催化剂含有贵金属，资金投入较高，且该设施操作难度大，不稳定因素多，操作波动时容易造成排放不达标；直接采用热处理设备对尾气进行处理，需要燃料气进行伴烧，需要消耗大量的能源，并且温度高，会产生氮氧化物，造成二次污染。另外，还有部分企业，为降低废气中特征污染物浓度，加大脱气风机风量，使污染物浓度达标，但污染物总量排放却未减少。
发明内容
本申请旨在提供一种聚烯烃脱气尾气的处理装置与处理方法，以解决现有技术中处理聚烯烃脱气尾气时的资源浪费问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种聚烯烃脱气尾气的处理装置，处理装置包括：脱气料仓与供热设备，其中，脱气料仓包括第一端与第二端，用于对聚烯烃树脂进行脱气，形成聚烯烃脱气尾气；供热设备与上述第二端相连接，用于将上述聚烯烃脱气尾气燃烧。
进一步地，上述供热设备为锅炉。
进一步地，上述处理装置还包括设置在上述脱气料仓与上述供热设备之间的脱气尾气输送管线。
进一步地，上述脱气尾气输送管线的上游设置有抽气设备。
进一步地，上述处理装置还包括脱气风机，上述脱气风机与上述第一端相连接。
进一步地，上述脱气尾气输送管线的上游设置有增压风机。
进一步地，上述脱气尾气输送管线的下游设置有单向阀。
进一步地，上述脱气尾气输送管线的下游设置有隔离阀。
进一步地，上述处理装置还包括燃料气管线和混合气管线，上述混合气管线包括第一入口、第二入口与出口，上述第一入口与上述脱气尾气输送管线的远离上述脱气料仓的一端连接，上述第二入口与上述燃料气管线相连接，上述出口与上述供热设备相连接。
进一步地，上述供热设备包括气体出口，上述处理装置还包括脱硝和脱硫的设备，该脱硝和脱硫的设备与上述供热设备的气体出口相连接，用于脱除上述供热设备燃烧产生的气体中的硫化物与硝化物。
为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种聚烯烃脱气尾气的处理方法，该处理方法包括：步骤S1，将聚烯烃脱气尾气输送至供热设备中进行燃烧；步骤S2，将上述聚烯烃脱气尾气在上述燃烧中产生的气体排出上述供热设备。
进一步地，上述步骤S1与上述步骤S2之间还包括：步骤S12，将上述聚烯烃脱气尾气在上述燃烧中产生的气体进行脱硫与脱硝。
应用本申请的技术方案，对聚烯烃脱气尾气进行了处理，避免了其排到大气中造成污染，并且该处理装置对聚烯烃脱气尾气的处理方法与现有技术中的热处理设备对其的处理方式不同，该处理装置不需要提供额外的燃料对进行伴烧，而是利用供热设备本身需要的空气等气体与聚烯烃脱气尾气发生燃烧反应，生成水和二氧化碳，回收了其中烃类和聚合物的热量，节约了能源。避免了燃料气的浪费。该处理装置既对聚烯烃脱气尾气进行了处理，又对其进行了有效利用，变废为宝，节省了资源。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请一种典型实施方式提出的聚烯烃脱气尾气的处理装置的结构示意图；以及
图2示出了本申请一种优选实施例提供的聚烯烃脱气尾气的处理方法的流程示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的处理脱气的方法成本较高，对能源浪费较严重，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种聚烯烃脱气尾气的处理装置与处理方法。
本申请一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种聚烯烃脱气尾气的处理装置，该装置中包括脱气料仓2与供热设备7。其中，脱气料仓2包括第一端与第二端，用于对聚烯烃树脂进行脱气，形成聚烯烃脱气尾气；供热设备7与上述第二端相连接，用于将上述聚烯烃脱气尾气燃烧。
该装置中，将脱气料仓2对聚烯烃树脂进行脱气，形成聚烯烃脱气尾气，再将聚烯烃脱气尾气输入到供热设备7中，与供应到供热设备7中的包含氧气的气体一起发生燃烧反应，放出大量的热，用于供热。
该处理装置对聚烯烃脱气尾气进行了处理，避免了其排到大气中造成污染，并且该处理装置对聚烯烃脱气尾气的处理方法与现有技术中的热处理设备对其的处理方式不同，该处理装置不需要提供额外的燃料对进行伴烧，而是利用供热设备7本身需要的空气等气体与聚烯烃脱气尾气发生燃烧反应，生成水和二氧化碳，回收了其中烃类和聚合物的热量，节约了能源。避免了燃料气的浪费。该处理装置既对聚烯烃脱气尾气进行了处理，又对其进行了有效利用，变废为宝，节省了资源。
本申请一种实施例中，上述供热设备7为锅炉，该锅炉为聚烯烃生产工厂中的热电锅炉，这样能够进一步方便聚烯烃脱气尾气的处理与再利用。
在实际生产中，本领域技术人员可以根据具体生产装置的规模设置脱气料仓2的数量，如图1所示的处理装置中包括两个脱气料仓2。
为了更好地将聚烯烃脱气尾气由脱气料仓2输送至供热设备7，如图1所示，优选上述处理装置还包括设置在上述脱气料仓2与上述供热设备7之间的脱气尾气输送管线01。
本申请另一种实施例中，如图1所示，上述脱气尾气输送管线01的上游设置有抽气设备4，该抽气设备4通过抽吸将脱气料仓2中存放的聚烯烃颗粒中所含有的烯烃单体等可燃性气体脱除，进一步保证脱气料仓2中的可燃气体含量降低到爆炸极限以下，进而进一步保证脱气料仓2的安全，并且保证后续包装运输过程中的安全。脱气尾气输送管线01的上游是指靠近脱气料仓2的一端，脱气尾气输送管线01的下游是指靠近供热设备7的一端。
为了进一步保证将脱气料仓2中存放的聚烯烃颗粒中所含有的烯烃单体等可燃性气体脱除，进一步保证脱气料仓2的安全，并且保证后续包装运输过程中的安全，优选上述处理装置还包括脱气风机1，上述脱气风机1与上述第一端相连接。这样通过脱气风机1的送风将脱气料仓2中存放的聚烯烃颗粒中所含有的烯烃单体等可燃性气体输送至供热设备7。
又一种优选的实施例中，如图1所示，上述处理装置同时包括抽气设备4与脱气风机1，通过脱气风机1的送风和抽气设备4的抽吸进一步保证将料仓中存放的聚烯烃颗粒中所含有的烯烃单体等可燃性气体脱除。
因为脱气风机1的压力一般较低，为克服送至供热设备7的脱气尾气输送管线01的阻力降，在脱气尾气输送管线01上可以增设一台增压风机，实现气体的有效输送，如果压力足够输送至供热设备7，则可以不设置此风机。
为了保证将聚烯烃脱气尾气送入供热设备7，而避免即将送入供热设备7的空气或氧气反串进入脱气料仓2中，如图1所示，上述脱气尾气输送管线01的下游设置有单向阀5。
由于聚烯烃装置停车时，供热设备7可以是处于运行状态，但是供热设备7停车时，聚烯烃装置必须停车，因此，本申请又一种优选的实施例中，如图1所示，上述脱气尾气输送管线01的下游设置隔离阀6。
本申请的一种实施例中，上述处理装置还包括燃料气管线02和混合气管线03，燃料气管线02用于运输空气或氧气等燃料气，上述混合气管线03包括第一入口、第二入口与出口，上述第一入口与上述脱气尾气输送管线01的远离上述脱气料仓2的一端连接，上述第二入口与上述燃料气管线02相连接，上述出口与上述供热设备7相连接。这样在如空气或氧气的燃料气与聚烯烃脱气尾气在进入供热设备7之前就已经混合均匀，混合充分，进一步保证了二者的燃烧反应更加充分，保证了对聚烯烃脱气尾气的充分处理。
本申请另一种实施例中，上述处理装置还包括脱硝和脱硫的设备，脱硝和脱硫可以在同一个设备中进行，也可以分别在两个设备中进行。当在两个设备中进行时，这两个设备可以串联也可以并联。该设备与上述供热设备7的气体出口相连接，用于脱除上述供热设备7燃烧产生的气体中的硫化物与硝化物，进一步保证了聚烯烃脱气尾气的无害化排放。
本申请另一种典型的实施方式中，如图2所示，提供了一种聚烯烃脱气尾气的处理方法，上述处理方法包括：步骤S1，将聚烯烃脱气尾气输送至供热设备中进行燃烧；步骤S2，将上述聚烯烃脱气尾气在上述燃烧中产生的气体排出上述供热设备。
该处理方式中，利用供热设备本身需要的空气等燃料气与聚烯烃脱气尾气发生燃烧反应，生成水和二氧化碳，回收了其中烃类和聚合物的热量，节约了能源。避免了燃料气的浪费。该处理装置既对聚烯烃脱气尾气进行了处理，又对其进行了有效利用，变废为宝，节省了资源。
为了进一步保证排出的气体无污染，优选上述步骤S1与上述步骤S2之间还包括：步骤S12，将上述聚烯烃脱气尾气在上述燃烧中产生的气体进行脱硫与脱硝。
一种实施例中，上述步骤S1中的供热设备为锅炉。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、该处理装置不需要提供额外的燃料对进行伴烧，而是利用供热设备7本身需要的空气等气体与聚烯烃脱气尾气发生燃烧反应，生成水和二氧化碳，回收了其中烃类和聚合物的热量，节约了能源。避免了燃料气的浪费。该处理装置既对聚烯烃脱气尾气进行了处理，又对其进行了有效利用，变废为宝，节省了资源。
2)、该处理方式中，利用供热设备本身需要的空气等燃料气与聚烯烃脱气尾气发生燃烧反应，生成水和二氧化碳，回收了其中烃类和聚合物的热量，节约了能源。避免了燃料气的浪费。该处理装置既对聚烯烃脱气尾气进行了处理，又对其进行了有效利用，变废为宝，节省了资源。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种聚烯烃脱气尾气的处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：
脱气料仓(2)，包括第一端与第二端，用于对聚烯烃树脂进行脱气，形成聚烯烃脱气尾气；以及
供热设备(7)，与所述第二端相连接，用于将所述聚烯烃脱气尾气燃烧，所述供热设备(7)为聚烯烃生产工厂中的热电锅炉，
所述处理装置还包括设置在所述脱气料仓(2)与所述供热设备(7)之间的脱气尾气输送管线(01)，所述脱气尾气输送管线(01)的上游设置有抽气设备(4)。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括脱气风机(1)，所述脱气风机(1)与所述第一端相连接。
3.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述脱气尾气输送管线(01)的上游设置有增压风机。
4.根据权利要求3所述的处理装置，其特征在于，所述脱气尾气输送管线(01)的下游设置有单向阀(5)。
5.根据权利要求1或4所述的处理装置，其特征在于，所述脱气尾气输送管线(01)的下游设置有隔离阀(6)。
6.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括燃料气管线(02)和混合气管线(03)，所述混合气管线(03)包括第一入口、第二入口与出口，所述第一入口与所述脱气尾气输送管线(01)的远离所述脱气料仓(2)的一端连接，所述第二入口与所述燃料气管线(02)相连接，所述出口与所述供热设备(7)相连接。
7.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述供热设备(7)包括气体出口，所述处理装置还包括：
脱硝和脱硫的设备，与所述供热设备(7)的气体出口相连接，用于脱除所述供热设备燃(7)烧产生的气体中的硫化物与硝化物。
8.一种聚烯烃脱气尾气的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：
步骤S1，将聚烯烃脱气尾气输送至供热设备中进行燃烧；以及
步骤S2，将所述聚烯烃脱气尾气在所述燃烧中产生的气体排出所述供热设备，所述供热设备为聚烯烃生产工厂中的热电锅炉。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S1与所述步骤S2之间还包括：
步骤S12，将所述聚烯烃脱气尾气在所述燃烧中产生的气体进行脱硫与脱硝。
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