CN109694045A - 一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法和装置，装置包括冷却器、吸收塔、温溶解器和加热器。吸收塔顶部的气体出口连接到低温溶解器的进料口，低温溶解器出气口连接到放空系统，水出口连接到加热器的进水口，加热器的一氧化二氮出口连接到一氧化二氮储罐。回收一氧化二氮的方法为氨肟化尾气经冷却器冷却和吸收塔吸收，吸收塔顶出来的气体经低温溶解器低温溶解一氧化二氮，分离出氧气和氮气，溶解水到加热器加热释放出一氧化二氮。本发明利用一氧化二氮可以溶于水的特点，通过温度变化有效回收了氨肟化尾气中的副产一氧化二氮，降低了能耗和生产成本。本发明的流程简单，设备投资少，操作费用低。

Description

一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法和装置
技术领域
本发明属于化工生产方法及设备技术领域，涉及一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法和装置。
背景技术
一氧化二氮（Nitrous Oxide），又称笑气，无色有甜味的气体，化学式为N2O，是一种氧化剂。一氧化二氮高温下能分解成氮气和氧气，在一定条件下能支持燃烧（同氧气），但在室温下稳定，有轻微的麻醉作用，并能致人发笑，主要应用于食品工业、电子工业和医学等领域。
一氧化二氮是一种化学性质稳定的温室气体，其全球变暖潜能值(GWP)约为CO2的300倍，是一种潜在的导致温室效应和臭氧层减少的气体。大气中N2O主要来自农业排放、化石燃料燃烧、生物质燃烧和废水。环己酮生产装置的氨肟化反应尾气的主要组分是一氧化二氮、氮气和少量氧气。传统的工艺方法是将经过冷却、尾气吸收塔吸收后含有大量N2O的尾气放空直接排放到空气中，造成了严重的环境污染和资源浪费。对一氧化二氮的治理引起了各国环保组织的高度重视。
申请号为号为201420401776.X的实用新型专利公开一种利用氨肟化反应放空气提取一氧化二氮的装置，利用氨肟化尾气中各组分的沸点差进行一氧化亚氮的分离，有效分离出氨肟化尾气中的副产一氧化二氮，避免直接排入大气污染环境，但该专利技术需要压缩机压缩，能耗大。
发明内容
本发明的目的是提供一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法，回收氨肟化尾气中的副产一氧化二氮，降低能耗和生产成本，减少环境污染。本发明的另一目的是提供一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的装置。
本发明的技术方案是：氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法，环己酮生产装置的氨肟化尾气经冷却器冷却和吸收塔吸收，回收尾气中的叔丁醇、氨气循环利用。吸收塔顶出来的气体经低温溶解器低温溶解一氧化二氮，分离出氧气和氮气，溶解水到加热器加热释放出一氧化二氮。一氧化二氮出装置，释放出一氧化二氮的水到低温溶解器循环利用。
温溶解器低温溶解一氧化二氮的温度为0～20℃，压力为0.1MPa～0.3MPa（表压）。加热器的加热温度为70～90℃，压力为0.1～0.4 MPa（表压）。冷却器冷却的冷却温度为 40～60℃，吸收塔的操作温度为40～50℃，操作压力为0.1～0.3 MPa。
本发明氨肟化尾气回收一氧化二氮的装置，包括冷却器和吸收塔，冷却器的入口与环己酮生产装置的氨肟化尾气出口连接，出口与吸收塔连接。装置设有低温溶解器和加热器，低温溶解器设有进料口、循环水入口、出气口和水出口，加热器设有进水口、出水口和一氧化二氮出口。吸收塔顶部的气体出口连接到低温溶解器的进料口。低温溶解器的出气口连接到放空系统，水出口连接到加热器的进水口。加热器的出水口通过循环水冷却器连接到低温溶解器的循环水入口，一氧化二氮出口连接到一氧化二氮储罐。
装置设有补充水管路，补充水管路连接到低温溶解器的循环水入口，加热器设有加热盘管，加热盘管与蒸汽管路连接。
本发明氨肟化尾气回收一氧化二氮的原理是：利用一氧化二氮可以溶于水（一氧化二氮0℃,101.325kPa时的溶解度为: 67.5mlN2O/100mlH2O，0℃时溶解度为57mlN2O/100mlH2O），氮气、氧气不溶于水，降温将氮气、氧气分离出去，然后升温得到一氧化二氮。
本发明氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法利用一氧化二氮可以溶于水的特点，通过温度变化使一氧化二氮溶于水，分离出氮气和氧气，再通过加热溶解一氧化二氮的水释放出一氧化二氮，有效回收了氨肟化尾气中的副产一氧化二氮，降低了能耗和生产成本，减少了废气排放和环境污染。本发明的流程简单，设备投资少，操作费用低，有利于增加企业的经济效益。
附图说明
图1为本发明氨肟化尾气回收一氧化二氮装置的流程示意图；
其中：1—冷却器、2—吸收塔、3—低温溶解器、4—加热器、5—进料口、6—循环水入口、7—出气口、8—水出口、9—加热盘管、10—循环水冷却器。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
本发明氨肟化尾气回收一氧化二氮的装置如图1所示，包括冷却器1、吸收塔2、低温溶解器3、加热器4和补充水管路。低温溶解器设有进料口5、循环水入口6、出气口7和水出口8，加热器设有进水口、出水口和一氧化二氮出口。冷却器的入口与环己酮生产装置的氨肟化尾气出口连接，出口与吸收塔连接，吸收塔顶部的气体出口连接到低温溶解器的进料口5。低温溶解器的出气口连接到放空系统，水出口通过循环水冷却器10连接到加热器的进水口。加热器的出水口连接到低温溶解器的循环水入口，一氧化二氮出口连接到一氧化二氮储罐。补充水管路连接到低温溶解器3的循环水入口6。加热器设有加热盘管9，加热盘管与蒸汽管路连接，利用蒸汽作加热介质。
本发明氨肟化尾气回收一氧化二氮的过程为，环己酮生产装置的氨肟化尾气经冷却器1冷却和吸收塔2吸收，回收尾气中的叔丁醇、氨气循环利用。吸收塔顶出来的气体经低温溶解器3低温溶解一氧化二氮，分离出氧气和氮气。低温溶解一氧化二氮的温度为10±5℃，操作压力为0.2MPa（表压）。溶解水到加热器4利用加热盘管9加热至80±5℃，操作压力为0.2MPa（表压），释放出一氧化二氮。一氧化二氮经一氧化二氮出口和管路出装置，释放出一氧化二氮的水经循环水冷却器10冷却后到低温溶解器循环利用。冷却器1冷却的冷却温度为 50℃，吸收塔2的操作温度为45℃，操作压力为0.2 MPa。经分析检测回收的一氧化二氮纯度为98.65%（v）,低温溶解器3的出气口7排出的尾气基本不含一氧化二氮。

Claims (5)

1.一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法，环己酮生产装置的氨肟化尾气经冷却器（1）冷却和吸收塔（2）吸收，回收尾气中的叔丁醇、氨气循环利用，其特征是：吸收塔顶出来的气体经低温溶解器（3）低温溶解一氧化二氮，分离出氧气和氮气，溶解水到加热器（4）加热释放出一氧化二氮；一氧化二氮出装置，释放出一氧化二氮的水到低温溶解器循环利用。
2.根据权利要求1所述的氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法，其特征是：所述加热器（4）的加热温度为70～90℃，压力为0.1～0.4 MPa（表压）。
3.根据权利要求1所述的氨肟化尾气回收一氧化二氮的方法，其特征是：所述冷却器（1）冷却的冷却温度为40～60 ℃，所述吸收塔（2）的操作温度为40～50℃，操作压力为0.1～0.3 MPa。
4.一种氨肟化尾气回收一氧化二氮的装置，包括冷却器（1）和吸收塔（2），所述冷却器的入口与环己酮生产装置的氨肟化尾气出口连接，出口与吸收塔连接，其特征是：所述装置设有低温溶解器（3）和加热器（4），所述低温溶解器设有进料口（5）、循环水入口（6）、出气口（7）和水出口（8），所述加热器设有进水口、出水口和一氧化二氮出口；所述吸收塔顶部的气体出口连接到低温溶解器的进料口（5）；所述低温溶解器的出气口连接到放空系统，所述水出口连接到加热器的进水口；所述加热器的出水口连接到低温溶解器的循环水入口，所述一氧化二氮出口连接到一氧化二氮储罐。
5.根据权利要求4所述的氨肟化尾气回收一氧化二氮装置，其特征是：所述装置设有补充水管路，所述补充水管路连接到低温溶解器（3）的循环水入口（6）。
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