CN112546810A - 一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，包括原料气预热器、吸附塔系统、提氢系统、真空泵、均压罐、真空泵后冷却器、解析气缓冲罐、罗茨风机、风机后冷却器、转化装置，原料气预热器与吸附塔系统连接，吸附塔系统与提氢系统、真空泵、均压罐连接，吸附塔系统上设置有排空管，真空泵与真空泵后冷却器连接，真空泵后冷却器与解析气缓冲罐连接，所述解析气缓冲罐与罗茨风机连接，罗茨风机与风机后冷却器连接，风机后冷却器与转化装置连接。在实际使用中，本装置采用变压吸附工艺，具有工艺流程简单，自动化程度高的优点，整套装置设备简单，整个净化、回收循环过程采用PLC或DCS等自动化控制系统控制，全部实现自动化操作，装置开停车十分方便。

Description

一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置
技术领域
本发明涉及混合气的净化、回收装置，具体涉及一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置。
背景技术
电石法聚氯乙烯树脂生产过程中，氯乙烯精馏后会产生乙炔、氯乙烯、氢气等不凝性气体，常用的回收技术有活性炭吸附法、变温变压吸附法、膜吸附法、恒温变压吸附法等四种。从实际运行效果来看，恒温变压吸附法效果最好，乙炔、氯乙烯回收率高，装置运行费用低，国内80％以上同行都使用该技术。国内聚氯乙烯(PVC)行业生产过程中伴随有富含C2H3Cl(约9％)、C2H2(约3％)的分馏尾气产生，气体大致组成见表1，如不对尾气净化处理而直接排放，不但会造成环境污染，而且造成C2H3Cl、C2H2资源浪费，目前在聚氯乙烯行业中尾气净化处理方式一般采用有机溶剂吸收法或活性炭变温吸附法、膜分离法，有机溶剂吸收法使用的溶剂一般有三氯乙烯、四氯化碳等，溶剂吸收法的溶剂易挥发损失和造成二次污染，而且流程复杂，应用受到限制；变压吸附是利用吸附剂对混合气体中不同组份吸附容量的差异，且对同一组分的吸附量随压力变化而呈现差异的特性。加压时选择吸附原料气中的氯乙烯和乙炔等吸附能力较强的组份，吸附能力较弱的组份如氢气、氮气等作为净化气由吸附塔出口排出，排放至大气；减压时吸附的氯乙烯和乙炔得到解吸，解吸气返回至转化系统重新利用，吸附剂获得再生。在此过程中，少量氯乙烯先液化后汽化，活性氧化铝就会在热胀冷缩过程中粉化，被回收的烃类组分带入转化器。现有变压吸附法中，解析气直接回收至聚氯乙烯生产阶段的一段转化器，但是解吸气夹带的白色粉末粒径在50μm以下，会吸附在一段转化器触媒上层，阻挡气流通道，造成一段转化器阻力大，降低生产能力，必须频繁抽取白色粉末来维持系统正常生产。变温吸附法因温度和压力双重变化，在运行过程中活性炭吸附剂损耗严重，吸附剂使用寿命较短，吸附床再生需外界提供热源和冷源，造成能量消耗，装置运行成本较高，净化气中C2H3Cl和C2H2含量经常因吸附床再生不完全而超过环保指标，造成环境污染，回收的氯乙烯含水量高等缺陷；膜分离法氯乙烯、乙炔回收率不高，通常排放气中氯乙烯含量高达每立方米数百毫克，对环境的污染严重。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其应用时解决了现有装置处理能力不足导致的精馏尾气排空损失，将降低电石消耗。
本发明通过以下技术方案实现：
一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，包括原料气预热器、吸附塔系统、提氢系统、真空泵、均压罐、真空泵后冷却器、解析气缓冲罐、罗茨风机、风机后冷却器、转化装置，所述原料气预热器与吸附塔系统连接，所述吸附塔系统与提氢系统、真空泵、均压罐连接，所述吸附塔系统上设置有排空管，所述真空泵与真空泵后冷却器连接，所述真空泵后冷却器与解析气缓冲罐连接，所述解析气缓冲罐与罗茨风机连接，所述罗茨风机与风机后冷却器连接，所述风机后冷却器与转化装置连接。
进一步的，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，所述吸附塔系统设置为两段吸附塔组，第一吸附塔组设置有7-9个吸附塔，第二吸附塔组设置有5-7个吸附塔。
进一步的，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，所述吸附塔系统内还设置有变压吸附装置，所述变压吸附装置配套设置有5台吸附塔、1台换热器、3台缓冲罐。
进一步的，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，所述吸附塔系统设置为三段吸附塔组，第一吸附塔组设置有7-9个吸附塔，第二吸附塔组设置有5-7个吸附塔，第三吸附塔组包括配套设置的4台吸附塔、1台换热器、5台缓冲罐、2台真空泵、2台增压机。
进一步的，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，所述吸附塔系统中，每个吸附塔依次经历吸附、一次均压降、置换、逆放、抽空、一次均压升、置换废气升压加，通过逆放和抽空得到富含氯乙烯的产品气，所述吸附塔系统吸附压力设置为大于0.15MPa，抽空步骤完成时压力控制在0.01MPa～0.06MPa，置换步骤压力控制在0.15MPa～1.0MPa，逆放完成时压力控制在0.1MPa～0.15MPa，原料气温度为5℃～60℃。
进一步的，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，所述吸附塔内设置有吸附床，所述吸附床内装填80％细孔硅胶，60％的活性炭，40％的活性氧化铝。
进一步的，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，所述吸附塔内设置的吸附床上设置的吸附剂为沸石分子筛、活性碳、焦炭、硅胶、氧化铝中的至少一种。
综上所述，本发明的以下有益效果：
1、本发明一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，具有工艺流程简单，自动化程度高的优点，本发明设备简单，吸附床再生不需要外加热源和冷源，整个浓缩、回收氯乙烯循环过程全部实现自动化操作，装置开停车十分方便。
2、本发明一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，本发明采用变压吸附工艺，具有工艺流程简单，自动化程度高的优点，整套装置设备简单，整个净化、回收循环过程采用PLC或DCS等自动化控制系统控制，全部实现自动化操作，装置开停车十分方便。
2、本发明一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，本发明具有氯乙烯、乙炔净化精度高、回收率高的优点：本发明的净化气中氯乙烯含量、乙炔含量低于国家标准，达到国家环保排放标准，可直接放至大气，逆放、抽空气中氯乙烯作为产品气，可直接返回至氯乙烯生产系统中回收、利用，对氯乙烯和乙炔回收率大于99.9％。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-原料气预热器，2-吸附塔系统，3-提氢系统，4-真空泵，5-均压罐，6-真空泵后冷却器，7-解析气缓冲罐，8-罗茨风机，9-风机后冷却器，10-转化装置，11-排空管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，包括原料气预热器1、吸附塔系统2、提氢系统3、真空泵4、均压罐5、真空泵后冷却器6、解析气缓冲罐7、罗茨风机8、风机后冷却器9、转化装置10，所述原料气预热器1与吸附塔系统2连接，所述吸附塔系统2与提氢系统3、真空泵4、均压罐5连接，所述吸附塔系统2上设置有排空管11，所述真空泵4与真空泵后冷却器6连接，所述真空泵后冷却器6与解析气缓冲罐7连接，所述解析气缓冲罐7与罗茨风机8连接，所述罗茨风机8与风机后冷却器9连接，所述风机后冷却器9与转化装置10连接。
具体的，所述吸附塔系统2设置为两段吸附塔组，第一吸附塔组设置有7-9个吸附塔，第二吸附塔组设置有5-7个吸附塔。
具体的，所述吸附塔系统(2)中，每个吸附塔依次经历吸附、一次均压降、置换、逆放、抽空、一次均压升、置换废气升压加，通过逆放和抽空得到富含氯乙烯的产品气，所述吸附塔系统吸附压力设置为大于0.15MPa，抽空步骤完成时压力控制在0.01MPa～0.06MPa，置换步骤压力控制在0.15MPa～1.0MPa，逆放完成时压力控制在0.1MPa～0.15MPa，原料气温度为5℃～60℃。
具体的，所述吸附塔内设置有吸附床，所述吸附床内装填80％细孔硅胶，60％的活性炭，40％的活性氧化铝。
具体的，所述吸附塔内设置的吸附床上设置的吸附剂为沸石分子筛、活性碳、焦炭、硅胶、氧化铝中的至少一种。
实施例2
如图1所示，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，包括原料气预热器1、吸附塔系统2、提氢系统3、真空泵4、均压罐5、真空泵后冷却器6、解析气缓冲罐7、罗茨风机8、风机后冷却器9、转化装置10，所述原料气预热器1与吸附塔系统2连接，所述吸附塔系统2与提氢系统3、真空泵4、均压罐5连接，所述吸附塔系统2上设置有排空管11，所述真空泵4与真空泵后冷却器6连接，所述真空泵后冷却器6与解析气缓冲罐7连接，所述解析气缓冲罐7与罗茨风机8连接，所述罗茨风机8与风机后冷却器9连接，所述风机后冷却器9与转化装置10连接。
具体的，所述吸附塔系统(2)内还设置有变压吸附装置，所述变压吸附装置配套设置有5台吸附塔、1台换热器、3台缓冲罐。
具体的，所述吸附塔系统(2)中，每个吸附塔依次经历吸附、一次均压降、置换、逆放、抽空、一次均压升、置换废气升压加，通过逆放和抽空得到富含氯乙烯的产品气，所述吸附塔系统吸附压力设置为大于0.15MPa，抽空步骤完成时压力控制在0.01MPa～0.06MPa，置换步骤压力控制在0.15MPa～1.0MPa，逆放完成时压力控制在0.1MPa～0.15MPa，原料气温度为5℃～60℃。
具体的，所述吸附塔内设置有吸附床，所述吸附床内装填80％细孔硅胶，60％的活性炭，40％的活性氧化铝。
具体的，所述吸附塔内设置的吸附床上设置的吸附剂为沸石分子筛、活性碳、焦炭、硅胶、氧化铝中的至少一种。
实施例3
如图1所示，一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，包括原料气预热器1、吸附塔系统2、提氢系统3、真空泵4、均压罐5、真空泵后冷却器6、解析气缓冲罐7、罗茨风机8、风机后冷却器9、转化装置10，所述原料气预热器1与吸附塔系统2连接，所述吸附塔系统2与提氢系统3、真空泵4、均压罐5连接，所述吸附塔系统2上设置有排空管11，所述真空泵4与真空泵后冷却器6连接，所述真空泵后冷却器6与解析气缓冲罐7连接，所述解析气缓冲罐7与罗茨风机8连接，所述罗茨风机8与风机后冷却器9连接，所述风机后冷却器9与转化装置10连接。
具体的，所述吸附塔系统(2)设置为三段吸附塔组，第一吸附塔组设置有7-9个吸附塔，第二吸附塔组设置有5-7个吸附塔，第三吸附塔组包括配套设置的4台吸附塔、1台换热器、5台缓冲罐、2台真空泵、2台增压机。
具体的，所述吸附塔系统(2)中，每个吸附塔依次经历吸附、一次均压降、置换、逆放、抽空、一次均压升、置换废气升压加，通过逆放和抽空得到富含氯乙烯的产品气，所述吸附塔系统吸附压力设置为大于0.15MPa，抽空步骤完成时压力控制在0.01MPa～0.06MPa，置换步骤压力控制在0.15MPa～1.0MPa，逆放完成时压力控制在0.1MPa～0.15MPa，原料气温度为5℃～60℃。
具体的，所述吸附塔内设置有吸附床，所述吸附床内装填80％细孔硅胶，60％的活性炭，40％的活性氧化铝。
具体的，所述吸附塔内设置的吸附床上设置的吸附剂为沸石分子筛、活性碳、焦炭、硅胶、氧化铝中的至少一种。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其特征在于，包括原料气预热器(1)、吸附塔系统(2)、提氢系统(3)、真空泵(4)、均压罐(5)、真空泵后冷却器(6)、解析气缓冲罐(7)、罗茨风机(8)、风机后冷却器(9)、转化装置(10)，所述原料气预热器(1)与吸附塔系统(2)连接，所述吸附塔系统(2)与提氢系统(3)、真空泵(4)、均压罐(5)连接，所述吸附塔系统(2)上设置有排空管(11)，所述真空泵(4)与真空泵后冷却器(6)连接，所述真空泵后冷却器(6)与解析气缓冲罐(7)连接，所述解析气缓冲罐(7)与罗茨风机(8)连接，所述罗茨风机(8)与风机后冷却器(9)连接，所述风机后冷却器(9)与转化装置(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其特征在于，所述吸附塔系统(2)设置为两段吸附塔组，第一吸附塔组设置有7-9个吸附塔，第二吸附塔组设置有5-7个吸附塔。
3.根据权利要求1所述的一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其特征在于，所述吸附塔系统(2)内还设置有变压吸附装置，所述变压吸附装置配套设置有5台吸附塔、1台换热器、3台缓冲罐。
4.根据权利要求1所述的一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其特征在于，所述吸附塔系统(2)设置为三段吸附塔组，第一吸附塔组设置有7-9个吸附塔，第二吸附塔组设置有5-7个吸附塔，第三吸附塔组包括配套设置的4台吸附塔、1台换热器、5台缓冲罐、2台真空泵、2台增压机。
5.根据权利要求1所述的一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其特征在于，所述吸附塔系统(2)中，每个吸附塔依次经历吸附、一次均压降、置换、逆放、抽空、一次均压升、置换废气升压加，通过逆放和抽空得到富含氯乙烯的产品气，所述吸附塔系统吸附压力设置为大于0.15MPa，抽空步骤完成时压力控制在0.01MPa～0.06MPa，置换步骤压力控制在0.15MPa～1.0MPa，逆放完成时压力控制在0.1MPa～0.15MPa，原料气温度为5℃～60℃。
6.根据权利要求2所述的一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其特征在于，所述吸附塔内设置有吸附床，所述吸附床内装填80％细孔硅胶，60％的活性炭，40％的活性氧化铝。
7.根据权利要求6所述的一种氯乙烯变压吸附高效提氢装置，其特征在于，所述吸附塔内设置的吸附床上设置的吸附剂为沸石分子筛、活性碳、焦炭、硅胶、氧化铝中的至少一种。
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