CN1448207A - 一种有机蒸汽回收的方法 - Google Patents

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Abstract

一种有机蒸汽回收有机物的方法为将有机蒸汽(1)通过压缩过程(A)增压到一定压力，并通过冷凝分离过程，将液态有机物(5)分离出来，不凝气(6)经过吸附过程(D)将其中的有机物分离出来，主要含有机物的回收气(7)直接返回到有机蒸汽气(1)中。

Description

一种有机蒸汽回收的方法
本发明涉及一种有机蒸汽回收的方法。
在许多有机合成、石油化工、油漆涂料、溶剂喷镀和半导体工业中，由大量有机蒸汽向大气散发，不论从环保角度和回收资源的价值来说，设法回收这些蒸汽是非常必要的。
《环境与工业气体的净化技术》P506～P507介绍了一种冷凝法，即有机蒸汽在一定压力下经过冷却水或冷冻水的冷却，也可以是冷凝液的洗涤，大部分有机蒸汽被冷却成液体，不凝气直接排放。该法虽然可以以液体方法回收有机物，但是主要适合于高沸点和高浓度的有机物，如汽油、酒精等尾气。对于沸点较低的有机物，如丙烯等，冷冻的温度要求相当低，能耗也会增加较大。
《环境与工业气体的净化技术》P507～P514介绍了一种活性碳吸附法，利用活性碳的较大比表面积对有机蒸汽中的有机物进行吸附，当吸附达到饱和后，再用热空气或水蒸气脱吸，再生的活性碳循环使用。该法可用于回收沸点在19.4~176℃之间的有机物，由于这类有机物在活性碳上的吸附能力较强，需要使用加温再生的方式，如水蒸气或热空气带入热量，对于沸点较低的有机物，如丙烯等，在活性碳上的吸附量不太大，不适宜采用活性碳作吸附剂的变温吸附回收方法。
对于含有丙烯的尾气回收丙烯过程，目前主要是利用压缩冷冻法，丙烯回收量与尾气压缩机的出口压力和冷凝温度密切相关，也就是说，需要回收更多的丙烯就意味着更高压缩功耗和冷量的消耗。在大多数情况下，不凝气中的丙烯含量高达50％以上，这就意味着仍然有大量的丙烯被排放。
本发明目的是提供一种具有实际意义的低能耗的有机蒸汽回收有机物的方法，它巧妙的将吸附法和冷冻法结合在一起，提高有机物的回收效果，特别是对于沸点较低的有机物如丙烯等。
按照本发明，上述目的是通过以下方式实现的，有机蒸汽首先经过压缩到一定的压力，然后通过与一适当的冷却剂进行热交换，使有机物被冷却成液体，将液态有机物分离出来，剩下未冷凝的气体进入吸附分离过程。经过吸附分离过程将不凝气分离成为一股富集有有机物的组份和一股富集有氮气的组份，将富集有有机物组份返回到有机蒸汽中。
虽然通过吸附法从不凝气中回收有机物的方法，要比直接降低冷凝温度的方法要复杂一些，而且操作也要困难一些，这些缺点更多地被本发明方法可以达到的优点所补偿。
已经提到过，当采用压缩-冷冻法回收丙烯的方法来说，尾气压缩机出口压力达到2.0MPa，冷凝温度为10℃的条件下，不凝气中的丙烯含量仍然达到45％，这样随弛放气排出装置的丙烯组份仍然很多。
按照本发明，不凝气经过吸附过程将其中的有机物回收，同时将氮气排出装置，将回收的有机物返回到压缩机的入口，这样，以前作为排入燃料系统的大部分有机物，按本发明则成为有价值的产品。
通过图示对本发明及其进一步的安排作更详细的解释。下面的解释是依据说明书附图1来阐述的。
根据本发明，有机蒸汽回收有机物的方法包括以下步骤：
a)有机蒸汽(1)和返回气(7)混合后，经过压缩过程(A)将混合有机蒸汽(2)增压到一定的压力；
b)压缩后的混合气(3)经过冷却、冷凝，分离出液体有机物(5)；
c)不凝气(6)进入吸附分离过程(D)，将其中有机物组份被分离出来，返回气被引入有机蒸汽(1)中。
有机蒸汽(1)首先经过压缩过程(A)被增压到一定的压力，专业人士当然明白，压缩可以通过一级或多级完成，压缩的级数和最终压力主要由冷凝和分离过程需要回收的有机物来确定。
压缩的混合气(3)通过在热交换过程(B)中与一适当的冷却剂进行热交换，使有机物被冷却成液体，然后在分离器(C)中将液态有机物分离出来，剩下未冷凝的气体(6)输往吸附过程(D)。
本发明所述的吸附过程的变压吸附法净化技术，在USP3176444，3986849，3430418，2944627提出的工艺技术都可以采用。
吸附过程(A)的吸附塔根据不凝气流量，可以有2台或2台以上的组合，每台吸附塔在一次循环中需要经历吸附、顺向降压、逆向降压、升压等步骤。专业人员当然明白，在吸附塔的一次循环中，还可以包括有其他步骤，如隔离、清洗步骤等。
吸附步骤是不凝气在本过程的最高压力下从进料端进入吸附塔，大部分氮气通过整个吸附塔，并从吸附塔排出。有机物等组份被停留在吸附塔内。不凝气可以从吸附塔的顶部或底部进入吸附塔。
顺向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的吸附压力和最低压力中间的某一个压力，最好是降低到略高于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向一致。通过顺向降压过程，提高了氮气和有机物之间的分离效果，吸附塔内的有机物被进一步浓缩。顺向降压过程可以是吸附塔之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，还可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
逆向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的最低压力，最好是降低到低于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向相反。通过逆向降压过程，吸附塔内的有机物等组份从吸附剂上解吸出来，解吸出的气体组份(7)被输往有机蒸汽(1)中。逆向降压过程可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
升压步骤是提高吸附塔的压力到接近于本过程的吸附压力，它可以是吸附塔之间的过程导致的压力升高，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力升高，还可以是通过不凝气(6)和/或富集氮气的组份(8)和/或装置内部的气体来提高吸附塔的压力。
每个吸附塔轮流进行吸附和解吸的过程，实现连续分离有机物和氮气的目的。
下面的表格以聚丙烯生产过程中聚丙烯尾气回收丙烯举例给出物流1、2、4、5、6、7和8的组成、压力、温度和流量。表1  气流组份
   气流    单位      1      2      4      5      6      7      8
  N2   Mol-％     12.96     11.24     11.24     1.9263     36.03     3.00     92.25
  C2H6   Mol-％     0.18     0.20     0.20     0.17     0.29     0.32     0.23
  C3H8   Mol-％     12.05     11.95     11.95     13.52     7.76     11.46     1.47
  C3H6   Mol-％     74.8     76.59     76.59     84.37     55.91     85.21     6.04
  流量   Kmol/h     26.75     32.32     32.32     23.49     8.83     5.56     3.27
  压力   MPa     0.13     0.13     2.0     2.0     2.0     0.13     1.0
  温度   ℃     40     37     25     25     25     25     25

Claims (3)

1.一种有机蒸汽回收有机物的方法，其特征在于，首先将有机蒸汽(1)通过压缩过程(A)增压到一定压力，并通过冷凝分离过程，将液态有机物(5)分离出来，不凝气(6)经过吸附过程(D)将其中的有机物分离出来，主要含有机物的气体组份(7)直接返回到有机蒸汽(1)中。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，通过吸附分离过程(D)，最好是变压吸附过程将不凝气(6)分离成为一股富集有有机物的气体组份(7)和一股富集有氮的气体组份(8)。
3.按权利要求1和3的方法，其特征在于，富集有有机物的气体组份(7)直接添加到有机蒸汽(1)中。
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