CN116272257A - 一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，属于化工技术领域。本发明的环氧丙烷工艺废气回收处理方法包括以下步骤：S1.将环氧丙烷工艺废气通入废气吸收塔，经塔内的溶剂异丙苯吸收后，废气排出塔外；S2.吸收了环氧丙烷工艺废气的异丙苯混合溶剂由废气吸收塔排出，进入溶剂回收塔回收溶剂异丙苯后，得到环氧丙烷‑乙苯混合气；S3.环氧丙烷‑乙苯混合气冷凝后进入环氧丙烷精馏塔精馏，得到环氧丙烷产品气。本发明创造性地采用吸收‑解析‑精馏三塔分离流程，将工艺废气中的有机物环氧丙烷回收利用并精制成产品，提高环氧丙烷装置的产品收率。

Description

一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法。
背景技术
环氧丙烷(PO)是除聚丙烯和丙烯腈以外的丙烯第三大衍生物，是重要的有机化工原料，它主要的用途是生产聚醚多元醇、丙二醇与丙二醇醚等，也是用于制备增塑剂、阻燃剂、非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂、润滑油等的主要原料之一。此外，近年来我国环氧丙烷还广泛用于合成碳酸二甲酯和二氧化碳聚合物等绿色产品，发展前景十分广阔。
环氧丙烷生产过程中会产生含PO的工艺废气，废气主要由氮气、PO、氢气、水、异丙苯与乙苯等组成。物耗与能耗指标是环氧丙烷装置所有工艺路线的核心指标，决定了环氧丙烷工艺路线的发展方向，因此，提供一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，方法简单，对环境友好，能将工艺废气中的有机物环氧丙烷回收利用并精制成产品，提高环氧丙烷装置的产品收率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，包括以下步骤：
S1.吸收：将环氧丙烷工艺废气通入废气吸收塔，经塔内的溶剂异丙苯吸收后，废气由塔顶排出；
S2.解吸：吸收了环氧丙烷工艺废气的异丙苯混合溶剂由废气吸收塔塔底排出，进入溶剂回收塔回收溶剂异丙苯后，由塔顶排出得到环氧丙烷-乙苯混合气；
S3.精馏：环氧丙烷-乙苯混合液进入环氧丙烷精馏塔，经精馏后，环氧丙烷产品气由塔顶排出。
本发明的部分实施方案中，所述S1中，由废气吸收塔塔顶排出的废气经冷凝分离液相后，送至界外处理；冷凝分离得到的液相返回废气吸收塔中作为吸收溶剂使用；
优选地，由废气吸收塔塔顶排出的废气经冷凝后，进入废气吸收塔溶剂罐中，气相产物由废气吸收塔溶剂罐中排出，液相产物缓存于废气吸收塔溶剂罐中，根据需要由废气吸收塔溶剂罐排出，进入废气吸收塔中。
本发明的部分实施方案中，界外补充的溶剂异丙苯进入废气吸收塔溶剂罐中缓存，再由废气吸收塔溶剂罐中排出进入废气吸收塔中。
本发明的部分实施方案中，所述S2中，经溶剂回收塔回收所得的溶剂返回废气吸收塔中作为吸收溶剂使用。
本发明的部分实施方案中，所述S2中，经溶剂回收塔回收所得的溶剂冷凝后再返回废气吸收塔；
优选地，回收溶剂冷凝后进入废气吸收塔溶剂罐中缓存，再由废气吸收塔溶剂罐中排出进入废气吸收塔中。
本发明的部分实施方案中，所述S2中，经溶剂回收塔回收所得的溶剂部分返回废气吸收塔中作为吸收溶剂使用；部分加热后，再返回溶剂回收塔。
本发明的部分实施方案中，所述S3中，环氧丙烷-乙苯混合气经冷凝后再进入环氧丙烷精馏塔精馏。
本发明的部分实施方案中，所述S3中，环氧丙烷-乙苯混合气经冷凝后得到气液两相产物，均进入溶剂回收塔塔顶回流罐中，其中气相产物为废气，由溶剂回收塔塔顶回流罐排出，液相产物由溶剂回收塔塔顶回流罐进入环氧丙烷精馏塔精馏；
优选地，液相产物部分由溶剂回收塔塔顶回流罐进入环氧丙烷精馏塔精馏；部分返回至溶剂回收塔。
本发明的部分实施方案中，所述S3中，环氧丙烷-乙苯混合液进入环氧丙烷精馏塔精馏后得到乙苯废液，所述乙苯废液由塔底排出；
优选地，乙苯废液由塔底排出后经冷凝，送至乙苯废液缓冲罐中；
优选地，乙苯废液由塔底排出后，部分经加热后返回环氧丙烷精馏塔，另一部分冷凝后再送至乙苯废液缓冲罐中。
本发明的部分实施方案中，由环氧丙烷精馏塔排出的环氧丙烷产品气经冷凝后得到环氧丙烷产品；
优选地，环氧丙烷产品气冷凝后进入环氧丙烷精馏塔回流罐中储存，环氧丙烷精馏塔回流罐中的环氧丙烷产品部分返回环氧丙烷精馏塔中，部分再经冷却后得到环氧丙烷产品，送至环氧丙烷产品缓冲罐中储存。
本发明的部分实施方案中，废气吸收塔的操作压力范围为0～0.1MP1G，溶剂回收塔的操作压力范围为0～0.1MP1G，环氧丙烷精馏塔的操作压力范围为0～0.1MP1G。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计科学，构思巧妙，本发明创造性地采用吸收-解析-精馏三塔分离流程，将工艺废气中的有机物环氧丙烷回收利用并精制成产品，提高环氧丙烷装置的产品收率。
本发明中首先通过吸收步骤，使环氧丙烷工艺废气中的环氧丙烷、异丙苯和乙苯类成分被溶剂异丙苯吸收，与氮气、氢气、水分离；而后吸收了环氧丙烷工艺废气的异丙苯混合溶剂经溶剂回收，使异丙苯与环氧丙烷和乙苯分离。环氧丙烷-乙苯混合液经精馏后，使环氧丙烷和乙苯分离开，得到环氧丙烷产品。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
其中附图标记对应的名称为：
1-废气吸收塔，2-溶剂回收塔，3-环氧丙烷精馏塔，4-废气吸收塔溶剂罐，5-溶剂回收塔塔顶回流罐，6-环氧丙烷精馏塔回流罐，7-废气吸收塔塔顶冷凝器，8-溶剂回收塔塔顶冷凝器，9-环氧丙烷精馏塔塔顶冷凝器，10-循环异丙苯冷却器，11-溶剂回收塔塔底再沸器，12-环氧丙烷精馏塔塔底再沸器，13-环氧丙烷精馏塔塔底冷却器，14-环氧丙烷精馏塔塔顶冷却器；101-环氧丙烷工艺废气输送管；102-废气输送管道，103-异丙苯输送管，104-第一废气外排管，105-回收溶剂输送管道，106-回收溶剂循环管，107-环氧丙烷-乙苯混合气输送管，108-第二废气外排管，109-环氧丙烷-乙苯混合液循环管，110-环氧丙烷-乙苯混合液输送管，111-环氧丙烷产品气输送管，112-环氧丙烷循环管，113-环氧丙烷产品外输管，114-乙苯废液循环管，115-乙苯废液外输管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如附图1所示，本实施例公开了本发明的环氧丙烷工艺废气回收处理系统，包括废气吸收塔1、溶剂回收塔2、环氧丙烷精馏塔3、废气吸收塔溶剂罐4，溶剂回收塔塔顶回流罐5和环氧丙烷精馏塔回流罐6。
废气吸收塔1的塔底连接有用于输入环氧丙烷工艺废气的环氧丙烷工艺废气输送管101；塔顶与废气吸收塔溶剂罐4经废气输送管道102连接，且在废气外排管道102上设置有废气吸收塔塔顶冷凝器7，经溶剂吸收后的废气由废气外排管道102排出，经冷凝后，进入废气吸收塔溶剂罐4中缓存。
废气吸收塔溶剂罐4连接有异丙苯输送管103和第一废气外排管104，其出料口与废气吸收塔1的顶部连接。
废气吸收塔1的塔底与溶剂回收塔2经管道连接，用于将吸收了环氧丙烷工艺废气的异丙苯混合溶剂输送至溶剂回收塔2中进行溶剂回收。
溶剂回收塔2的塔底与废气吸收塔溶剂罐4经回收溶剂输送管道105连接，所述回收溶剂输送管道105上设置有循环异丙苯冷却器10。
溶剂回收塔2的塔底还连接有回收溶剂循环管106，回收溶剂循环管106上设置有溶剂回收塔塔底再沸器11，回收溶剂循环管106接入至溶剂回收塔2的下部，回收后的溶剂异丙苯由溶剂回收塔2的塔底排出后，经回收溶剂循环管106进入溶剂回收塔塔底再沸器11加热后，再循环回到溶剂回收塔2中。
溶剂回收塔2的塔顶与溶剂回收塔塔顶回流罐5经环氧丙烷-乙苯混合气输送管107连接，所述环氧丙烷-乙苯混合气输送管107上设置有溶剂回收塔塔顶冷凝器8。
所述溶剂回收塔塔顶回流罐5连接有第二废气外排管108，所述溶剂回收塔塔顶回流罐5的出料口与溶剂回收塔2经环氧丙烷-乙苯混合液循环管109连接，与环氧丙烷精馏塔3经环氧丙烷-乙苯混合液输送管110连接。
所述环氧丙烷精馏塔3的塔顶与环氧丙烷精馏塔回流罐6经环氧丙烷产品气输送管111连接，所述环氧丙烷产品气输送管111上设置有环氧丙烷精馏塔塔顶冷凝器9。
所述环氧丙烷精馏塔3的塔底连接有乙苯废液循环管114和乙苯废液外输管115，所述乙苯废液循环管114上设置有环氧丙烷精馏塔塔底再沸器12；所述乙苯废液外输管115上设置有环氧丙烷精馏塔塔底冷却器13。
所述环氧丙烷精馏塔回流罐6的出料口连接有环氧丙烷循环管112和环氧丙烷产品外输管113，所述环氧丙烷循环管112接入至环氧丙烷精馏塔3中，所述环氧丙烷产品外输管113上设置有环氧丙烷精馏塔塔顶冷却器14。
实施例2
本实施例公开了本发明的环氧丙烷工艺废气回收处理方法，采用实施例1的工艺系统进行。具体如下：
来自环氧丙烷生产装置的40℃环氧丙烷工艺废气流股(1200kg/h)进入废气吸收塔1塔底，经塔内的溶剂异丙苯吸收后，16.6℃的吸收后废气流股(1255kg/h)进入废气吸收塔塔顶冷凝器7冷凝，冷凝后的15℃气液两相流股进入废气吸收塔溶剂罐4进行气液分离，气液分离后的废气流股(1025kg/h)送至废气焚烧系统。新鲜补充异丙苯流股(10kg/h)进入废气吸收塔溶剂罐4中。
由废气吸收塔溶剂罐4排出的吸收溶剂出料流股(29.7℃，10230kg/h)进入废气吸收塔1塔顶。
吸收了环氧丙烷工艺废气的异丙苯混合溶剂(17.1℃，10175kg/h)进入溶剂回收塔2中进行溶剂回收。回收了溶剂的环氧丙烷-乙苯混合气流股由溶剂回收塔2排出后进入溶剂回收塔塔顶冷凝器8部分冷凝，冷凝后的气液两相流股进入溶剂回收塔塔顶回流罐5进行气液分离，分离后的废气流股与废气吸收塔溶剂罐4分离的废气流股汇合，送至废气焚烧系统。
经溶剂回收塔2回收后的溶剂异丙苯由塔底排出后分为两股，其中循环异丙苯流股(165.7℃)进入溶剂回收塔塔底再沸器11再沸后，返回溶剂回收塔2中；异丙苯采出流股(165.8℃，9990kg/h)进入循环异丙苯冷却器10中进行冷却，40℃的冷却后异丙苯采出流股进入废气吸收塔溶剂罐4中缓存，以循环使用。
由溶剂回收塔塔顶回流罐5中排出的环氧丙烷-乙苯混合液出料流股分为两部分，一部分回流至溶剂回收塔2的塔顶，一部分(179kg/h)进入环氧丙烷精馏塔3进行精馏，得到环氧丙烷产品和乙苯废液。
经过环氧丙烷精馏塔3精馏后的环氧丙烷产品气流股由塔顶输出，进入环氧丙烷精馏塔塔顶冷凝器9全凝，全凝后流股(35℃)21进入环氧丙烷精馏塔回流罐6中缓存。
由环氧丙烷精馏塔回流罐6排出的环氧丙烷出料流股分为两根流股，其中一股回流至环氧丙烷精馏塔3塔顶，另外一股作为环氧丙烷产品流股(150kg/h)进入环氧丙烷精馏塔塔顶冷却器14冷却，冷却后环氧丙烷产品流股(10℃)送至环氧丙烷产品缓冲罐中储存。
经过环氧丙烷精馏塔3精馏后得到的乙苯废液由塔底排出，分为两股，一部分乙苯废液流股(72℃)进入环氧丙烷精馏塔塔底再沸器12再沸后返回环氧丙烷精馏塔3中；另一部分乙苯废液流股(29kg/h)进入环氧丙烷精馏塔塔底冷却器13冷却至10℃后，送至乙苯废液缓冲罐。
本实施例中，环氧丙烷工艺废气的进料量为1200kg/h，其中氮气的质量分数为71.62wt％，环氧丙烷的质量分数为13.31wt％，氢气的质量分数为8.17wt％，异丙苯的质量分数为2.93wt％，水的质量分数为2.47wt％，甲烷的质量分数为0.5wt％，乙苯的质量分数为0.5wt％，丙酮的质量分数为0.5wt％。
废气吸收塔1的操作压力为0.01MP1G，塔顶温度为16.6℃，塔底温度为17.1℃；溶剂回收塔2的操作压力为0.03MP1G，塔顶温度为71.5℃，塔底温度为165.7℃，环氧丙烷精馏塔3的操作压力为0.03MP1G，塔顶温度为42.1℃，塔底温度为82.5℃。
本实施例采用吸收-解析-精馏三塔分离流程，将工艺废气中的有机物环氧丙烷回收利用并精制成产品，提高环氧丙烷装置的产品收率，环氧丙烷的回收率大于93％，环氧丙烷的纯度大于99.66wt％。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围。但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.吸收：将环氧丙烷工艺废气通入废气吸收塔，经塔内的溶剂异丙苯吸收后，废气排出塔外；
S2.解吸：吸收了环氧丙烷工艺废气的异丙苯混合溶剂由废气吸收塔排出，进入溶剂回收塔回收溶剂异丙苯后，得到环氧丙烷-乙苯混合气；
S3.精馏：环氧丙烷-乙苯混合气经溶剂回收塔排出冷凝后得到环氧丙烷-乙苯混合液，环氧丙烷-乙苯混合液进入环氧丙烷精馏塔，经精馏后得到环氧丙烷产品气。
2.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，所述S1中，废气由废气吸收塔塔顶排出，经冷凝分离液相后，送至界外处理；冷凝分离得到的液相返回废气吸收塔中作为吸收溶剂使用；
优选地，由废气吸收塔塔顶排出的废气经冷凝后，进入废气吸收塔溶剂罐中，气相产物由废气吸收塔溶剂罐中排出，液相产物缓存于废气吸收塔溶剂罐中，根据需要由废气吸收塔溶剂罐排出，进入废气吸收塔中。
3.根据权利要求2所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，界外补充的溶剂异丙苯进入废气吸收塔溶剂罐中缓存，再由废气吸收塔溶剂罐中排出进入废气吸收塔中。
4.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，所述S2中，经溶剂回收塔回收所得的溶剂返回废气吸收塔中作为吸收溶剂使用。
5.根据权利要求4所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，所述S2中，经溶剂回收塔回收所得的溶剂冷凝后再返回废气吸收塔；
优选地，回收溶剂冷凝后进入废气吸收塔溶剂罐中缓存，再由废气吸收塔溶剂罐中排出进入废气吸收塔中。
6.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，所述S2中，经溶剂回收塔回收所得的溶剂部分返回废气吸收塔中作为吸收溶剂使用；部分加热后，再返回溶剂回收塔。
7.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，所述S3中，经回收塔排出的环氧丙烷-乙苯混合气经冷凝后再进入环氧丙烷精馏塔精馏。
8.根据权利要求7所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，所述S3中，环氧丙烷-乙苯混合气经冷凝后得到气液两相产物，均进入溶剂回收塔塔顶回流罐中，其中气相产物为废气，由溶剂回收塔塔顶回流罐排出，液相产物由溶剂回收塔塔顶回流罐进入环氧丙烷精馏塔精馏；
优选地，液相产物部分由溶剂回收塔塔顶回流罐进入环氧丙烷精馏塔精馏；部分返回至溶剂回收塔。
9.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，所述S3中，环氧丙烷-乙苯混合液进入环氧丙烷精馏塔精馏后得到乙苯废液，所述乙苯废液由塔底排出；
优选地，乙苯废液由塔底排出后经冷凝，送至乙苯废液缓冲罐中；
优选地，乙苯废液由塔底排出后，部分经加热后返回环氧丙烷精馏塔，另一部分冷凝后再送至乙苯废液缓冲罐中。
10.根据权利要求1所述的一种环氧丙烷工艺废气回收处理方法，其特征在于，由环氧丙烷精馏塔排出的环氧丙烷产品气经冷凝后得到环氧丙烷产品；
优选地，环氧丙烷产品气冷凝后进入环氧丙烷精馏塔回流罐中储存，环氧丙烷精馏塔回流罐中的环氧丙烷产品部分返回环氧丙烷精馏塔中，部分再经冷却后得到环氧丙烷产品，送至环氧丙烷产品缓冲罐中储存。
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