CN1803251A - 一种聚合反应尾气的回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于间歇聚合装置中乙烯－醋酸乙烯、氯乙烯－醋酸乙烯等生产工艺产生的高温高压尾气的回收工艺。它是将聚合反应产生的高温高压尾气，通过减压、水洗后，转化为低温低压的气体暂存于气柜中，再抽取出其中的低温低压气体进行洗涤并压缩、干燥，最后精制得可利用的聚合反应原料。本发明提出的对间歇式聚合生产的尾气的处理方案，使间歇排放的尾气转化为连续回收，增强了运行可靠性，回收装置管理也更加容易，更主要的是它不造成环境污染，还能达到节能降耗和环境保护的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合反应尾气的回收工艺，特别是一种用于间歇聚合装置中乙烯-醋酸乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯等生产工艺产生的高温高压尾气的回收工艺。
背景技术
在现有的技术中，间歇生产的尾气的处理方法一般为高排和焚烧。高排的方法就是利用烟囱系统将尾气引到离地面较高，(根据需要有30米、50米等)的空间直接排放，进行高排的气体相对来说对环境的污染不显著，或者在短时间内不会产生明显环境污染，但是将化工生产的尾气直接排入大气，毕竟不是一个妥善的方法，对环境的污染将在数十年后逐渐显露出来，不利于国民经济的长远发展以及地球的生态环境。焚烧的方法就是将间歇生产的尾气通过火炬系统，在排放时点火燃烧的方式进行处理，是对于一些污染显著或者有微毒但是可燃的尾气，但在燃烧的时候，由于火炬系统的效率，设计等问题，导致在燃烧时燃烧不充分而产生大量一氧化碳、碳黑等直接污染大气，就算燃烧充分，也会产生大量二氧化碳，从而加剧地球的温室效应。
而在间歇聚合生产的尾气中含有大量的聚合反应的原料，且含量常在80％以上，如果采用上述处理方法，不仅会造成环境污染，对反应原料也是极大地浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种间歇式聚合反应的尾气的回收方法。这样可对尾气中的原料回收利用，不造成环境污染，也能节能降耗。
发明的目的是这样实现的：一种聚合反应尾气的回收方法，其特征在于：它是将聚合反应的高温高压尾气转化为低温低压气体进行回收的方法。
上述聚合反应产生的尾气，是通过减压、水洗后，将高温高压的尾气转化为低温低压的气体暂存于气柜中，再抽取出其中的低温低压气体进行洗涤并压缩、干燥，最后精制得可利用的聚合反应原料。
上述减压是通过将反应釜中产品及高压尾气送至脱泡槽进行减压。当聚合反应结束后，将反应釜的压力控制在1.8～2.0MPa，温度控制在30℃～70℃，再通过调节阀将反应釜中产品及高压尾气缓慢送入脱泡槽，这时产品留在脱泡槽内，脱泡气体由三通电磁阀控制排放到水洗塔中。由于脱泡槽的容积相对于反应釜大得多，故高压气体得到减压，由1.8～2.0MPa降低到30KPa。
上述水洗是将减压后的脱泡气，进入水洗塔的底部，喷淋水自上而下对此脱泡气进行降温洗涤，并除去脱泡气中夹带的产品泡沫，脱泡气从水洗塔顶部送入气柜暂存。此水洗塔为填料塔，从塔顶出来的脱泡气降至10℃～45℃。
上述暂存于气柜中的脱泡气用液环压机抽送至原聚合反应原料气生产装置的水碱洗塔。
上述洗涤是对液环压机抽送至脱泡气和原聚合反应原料气生产装置出来的粗乙烯气体一起进行碱洗。这种水碱洗塔的下部为碱洗段，洗涤除去气体中夹带的酸性气体，然后从碱洗段出来进入上部的水洗段，洗涤除去气体从碱洗段夹带来的碱。
经过上述水碱洗后的气体由水碱洗塔的水洗段出来送入缓冲槽中进行缓冲，恒定压力，并经压缩机压缩，气体压力由0.002MPa升至2.4MPa。在这一步骤中，如果经过水碱洗的气体流量过多，压缩机不能及时抽走的气体，可进行小气柜中暂存；本发明采用的压缩机为三级压缩，各级间都配有冷却器，以确保三级出口温度不至于太高。
压缩后的气体送入到一个换热器中进行冷却，冷却后的气体被送入干燥器中进行干燥，冷却干燥后的气体。本发明采用-10℃～10℃的乙二醇水溶液将压缩气体冷却到0℃～10℃；本发明的干燥剂为3A分子筛，并使干燥器出口的气体含水量≤5ppm；干燥后的气体冷却至-10℃～10℃。当然，干燥器可以配备两个，一用一备，轮流使用，轮流再生，再生气体为200℃～300℃氮气。
上述精制是指对冷却后的干燥气体送入精馏塔进行精制。本发明的精馏塔为两塔精馏，冷却后的干燥气体以气态形式进入精馏塔I中部，除去气体中的较重组分，气体在塔顶用冷凝器冷凝成液态进入回流槽，用低温回流泵抽送由调节阀控制进行回流和进入精馏塔II以除去气体中的较轻组分，得到的尾气液体进行深冷到-30℃至-20℃后，送入储槽储存。精馏塔的操作压力为2.0～-2.4MPa，温度为-25℃～15℃。
本发明提出的对间歇式聚合生产的尾气的处理方案，主要是针对醋酸乙烯-乙烯共聚生产乳液的尾气进行了合理的回收利用，使间歇排放的尾气转化为连续回收，增强了运行可靠性，回收装置管理也更加容易，更主要的是它不造成环境污染，还能达到节能降耗和环境保护的目的。
具体实施方式
实施例：本发明以一种用于间歇聚合装置中乙烯-醋酸乙烯生产工艺产生的高温高压尾气的回收为例，对本发明作进一步阐述，但不仅限于此。
一种聚合反应尾气的回收工艺，其关键在于：聚合反应产生的尾气通过减压、水洗后，将高温高压的尾气转化为低温低压的气体暂存于气柜中，再抽取出其中的低温低压气体进行洗涤并压缩、干燥，最后精制得可利用的聚合反应原料。也即：
减压：聚合反应结束后，将反应釜的压力控制在1.8～2.0MPa，温度控制在≤70℃，通过调节阀控制将反应釜中高温高压的气体和产品，缓慢进入脱泡槽，产品留在脱泡槽内，气体则由三通电磁阀控制排放至水洗塔。脱泡槽的容积相对反应釜大得多，可以使压力从1.8～2.0MPa降低到30KPa。
水洗：将减压后的脱泡气，经过三通电磁阀调节以一定流量进入水洗塔，水洗塔为填料塔，气体从塔底部进入，顶部出来，喷淋水从塔顶喷淋，在塔底保留一定液位从U型管溢流。气体温度从70℃降低到30℃，并且除去气体中夹带的乳液泡沫，从而达到降温和洗涤的目的。废水中由于含有乳液，COD值较高，不能直接排放，由电磁阀控制排往车间废水装置处理。
气柜储存：经过减压和降温后的脱泡气被送入气柜中暂时储存，气柜容量为500m3，足够容纳三釜脱泡气。气柜液位自动控制，达到上限后自动排空，达到下限后自动关闭出口，停止排放后续工序。气柜废水排放废水池，泵自动起停将废水打往乙烯废水池，控制废水池液位。
抽送：储存在气柜中的脱泡气用液环压机连续抽送，液环压机有一组回流调节阀，当大气柜液位低于设定值，该调节阀将自动打开，并由调节回路电磁阀控制，当大气柜液位低于低限时，调节回路电磁阀停运液环压机，大气柜液位高于高限值时，调节回路电磁阀将控制开启大气柜的放空阀液环压机自带冷凝器和气液分离器，水系统通过液环压机运转在气液分离器、冷凝器和液环压机之间做内循环，由气液分离器分离出来的气体经过电磁阀去原聚合反应原料气生产装置水碱洗塔洗涤。
洗涤：液环压机抽送来的脱泡气由电磁阀控制送入原聚合反应原料气生产装置水碱洗塔，和反应来的粗乙烯气体一起进行碱洗。该塔下部为碱洗段，洗涤除去气体中夹带的酸性气体。然后由碱洗段顶部出来进入水洗段，洗涤除去气体从碱洗段夹带来的碱。
缓冲槽储存：经过水碱洗后的气体由水碱洗槽的水洗段顶部出来后被送入缓冲槽中进行缓冲，恒定压力，如果气体流量过多，乙烯压机不能及时抽走的气体，进入到小气柜中暂时储存起来。
压缩：缓冲槽中的气体经乙烯压机加压，压力由0.25MPa升至2.4MPa左右。乙烯压机为三级压缩，各级间用配有冷却器，确保三级出口温度不至太高。加压后的气体送入到一个换热器中，用-10～10℃的乙二醇水将气体冷却到0～10℃。
干燥：冷却后的气体被送入干燥器中进行干燥，保证干燥器出口的气体含水量≤5ppm，干燥剂为3A分子筛。本发明的干燥器一用一备，轮流使用，轮流再生，再生气体为200～300℃的氮气。干燥后的气体送入换热器，冷却到-10～10℃之间送入精馏塔。
精制：该部分为两塔精馏，冷却后的气体以气态形式进入精馏塔I中部，除去气体中的较重组分，乙烯在塔顶用冷凝器冷凝成液态进入回流槽，用低温回流泵抽送由调节阀控制进行回流和进入精馏塔II除去较轻组分。得到的乙烯液体进行深冷(-30℃左右)后送入储槽储存。精馏塔操作压力为2.0～2.4MPa，温度为-25～15℃之间。
在整个回收工艺中，进入干燥精馏系统的粗乙烯气中乙烷含量为0.68％，而回收气的乙烷平均含量有5.18％，由于回收气量小，平均每小时约为40～60kg/h，只有粗乙烯气的十分之一，与反应器来的粗乙烯气混合后乙烷含量约1.13％，对精馏塔的分离效果影响不大。
水洗塔的洗涤水含有VAE泡沫及一些低分子的有机物，COD值较高。为了降低排入污水处理场废水的COD值，水洗塔的洗涤水经预处理，再送污水处理场。
Claims (4)
1、一种聚合反应尾气的回收工艺，其特征在于：它是将聚合反应的高温高压尾气转化为低温低压气体进行回收的方法。
2、如权利要求1所述的聚合反应尾气的回收工艺，其特征在于：所述聚合反应产生的高温高压尾气，是通过减压、水洗后，转化为低温低压的气体暂存于气柜中，再抽取出其中的低温低压气体进行洗涤并压缩、干燥，最后精制得可利用的聚合反应原料。
3、如权利要求2所述的聚合反应尾气的回收工艺，其特征在于：所述减压是通过将反应釜中产品及高压尾气送至脱泡槽进行减压，脱泡槽中的脱泡气体排放到水洗塔中；所述水洗是指脱泡气从水洗塔的底部进入，喷淋水自上而下对此脱泡气进行降温洗涤，脱泡气从水洗塔顶部送入气柜暂存；暂存于气柜中的脱泡气用液环压机抽送至聚合反应原料气生产装置的水碱洗塔；所述洗涤是液环压机抽送来的脱泡气和聚合反应原料气生产装置来的粗乙烯气体一起进行碱洗，先碱洗再水洗；经过碱洗后的气体送入缓冲槽中进行缓冲，恒定压力，并经压缩机压缩；压缩后的气体送入到一个换热器中进行冷却，冷却后的气体被送入干燥器中进行干燥，进一步冷却干燥后的气体；所述精制是指对冷却后的干燥气体送入精馏塔进行精制。
4、如权利要求3所述的聚合反应尾气的回收工艺，其特征在于：当聚合反应结束后，先将反应釜的压力控制在1.8～2.0MPa，温度控制在30℃～70℃，再通过调节阀将反应釜中产品及高压尾气缓慢送入脱泡槽进行减压；所述水洗塔为填料塔，从塔顶出来的脱泡气降低至10℃～45℃；送入缓冲槽中进行缓冲的气体，恒定压力，并经压缩机压缩升压；对压缩气体的冷却采用-10℃～10℃的乙二醇水溶液将压缩气体冷却到0℃～10℃；所述压缩气体的干燥采用的干燥剂为3A分子筛，并使干燥器出口的气体含水量≤5ppm，干燥后的气体冷却至-10℃～10℃；所述精馏塔为两塔精馏，冷却后的干燥气体以气态形式进入精馏塔I中部，在塔顶用冷凝器冷凝成液态进入回流槽，用低温回流泵抽送由调节阀控制进行回流和进入精馏塔II，得到的尾气液体进行深冷到-30℃至-20℃后，送入储槽储存，精馏塔的操作压力为2.0～2.4MPa，温度为-25℃～15℃。
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