CN202379922U

CN202379922U - 一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置

Info

Publication number: CN202379922U
Application number: CN2011205742620U
Authority: CN
Inventors: 雷强; 艾磊; 曾祥斌; 王道波; 吴超; 蔡彤旻; 叶南飚
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2021-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置，该装置包括水蒸气喷射泵、尾气排放总管或尾气缓冲罐、喷淋吸收塔和水循环系统；水蒸气喷射泵与喷淋吸收塔直接连通；尾气排放总管或尾气缓冲罐与喷淋吸收塔连通；水循环系统包括循环水储罐、循环水泵、换热器，上述部件依次连通，管线在经过换热器之后分别连通四氢呋喃回收塔和喷淋吸收塔顶部；喷淋吸收塔的底部连通循环水储罐。由于在真空尾气连通到水蒸气喷射泵的管道中设置有一个或两个以上的自动调节阀，本实用新型的装置能差别化地处理在聚酯或共聚酯生产过程中不同的装置产生的含不同操作压力的工艺尾气。本实用新型的装置可以最大可能地避免易燃易爆物四氢呋喃与明火接触的机会，从根本上消除了相应的安全隐患。

Description

一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置

技术领域

本实用新型涉及一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置，该尾气同时含有真空工艺尾气和常压工艺尾气，并且工艺尾气中含有四氢呋喃。

背景技术

聚酯和共聚酯通常是由芳香族二元羧酸、脂肪族二元羧酸与脂肪族二元醇发生酯化反应或酯交换反应，然后进行缩聚反应制备而成。如美国专利US66570401B1、US7204962B2、US6018004所公开的，在以1，4-丁二醇和二元羧酸，特别是1，4-丁二醇和芳香族二元酸为原料的聚酯和共聚酯的生产中，酯化反应、酯交换反应以及缩聚反应均在真空减压条件下进行，在真空条件下，水、1，4-丁二醇以及副产物四氢呋喃等小分子物质，更易于从系统中分离出来。因此，在以1，4-丁二醇和二元羧酸为原料的聚酯和共聚酯的生产过程中，工艺尾气除了由浆料配制罐、丁二醇储罐等产生的低浓度常压尾气外，也包括如美国专利US4680376、US7732556B2等专利所公开的缩聚反应釜产生的高浓度的真空尾气和经丁二醇分离塔顶冷凝器冷凝处理后的高浓度真空尾气。

美国专利US5466776和中国专利CN201474927U分别公开了一种由1，4-丁二醇喷射泵和液环真空泵联用的装置进行尾气处理的方法，该装置将含四氢呋喃的工艺尾气分两部分进行处理：一部分在液环真空泵的气液分离器中直接分离，进行下一步的尾气处理；另一部分含四氢呋喃的尾气溶解在1，4-丁二醇中，循环回丁二醇分离塔，作为丁二醇分离塔塔顶的工艺尾气进行排放。

美国专利US7732556B2公开了一种用一组或多组丁二醇喷射泵进行缩聚真空尾气的处理的方法，该方法为保证丁二醇热阱中吸收的四氢呋喃尾气含量小于4％，需要考虑采用蒸馏、吸附分离、膜分离以及萃取等分离方法对丁二醇中累积的四氢呋喃进行分离。

专利CN201628231U公开了一种通过风机输送的方式，将有机汽提塔气提后的常压尾气直接送入热媒炉进行焚烧的方法，该方法为保证安全，需选购防爆型的鼓风机并在输送的管道上加装采用DCS控制系统进行自动控制的装置。

专利CN101575122B公开了一种聚酯常压工艺塔的尾气处理方法，该方法将工艺塔的高浓度尾气与低浓度尾气分开处理，对工艺塔顶部的高浓度尾气采用先冷凝再气提的方法进行处理，对低浓度尾气则采用压缩空气喷射泵或水蒸气喷射泵抽吸的方法进行传输，最后气提塔塔顶的尾气与喷射泵抽吸的尾气混合后一起送入热媒炉中进行焚烧处理，该方法能降低最终排出废水的COD含量，但需要消耗大量的低温洗涤水和气提蒸汽。

专利CN201513900U公开了一种采用射流引射器对常压工艺尾气进行输送处理的方法，该方法将收集的常压尾气接入射流引射器的吸入口，先将尾气吸入射流引射器的射流中，再直接送入焚烧装置进行焚烧处理。该方法投资和运行成本低，处理效果好，但由于该方法以压缩空气作为最佳的射流介质进行尾气的输送，因此该方法并不适用于与空气混合在一起易发生爆炸危险的工艺尾气的输送。

总的来说，目前对于丁二醇分离塔塔顶冷凝器冷凝后的含四氢呋喃尾气的处理方法的报道并不多见。当以1，4-丁二醇作为一种单体成分制备聚酯时，通常采用丁二醇喷射泵、罗茨泵、液环真空泵等真空设备中的一种或几种联用的方法对缩聚反应釜产生的高浓度真空尾气进行处理，但采用该方法处理的的含四氢呋喃的工艺尾气不能直接排放，仍需进行进一步的尾气处理。对于浆料配制罐、丁二醇储罐等产生的含四氢呋喃的常压尾气，目前多采用焚烧的方法进行处理。由于不同于乙醛，四氢呋喃与空气混合后极易发生爆炸，因此以压缩空气作为气提或射流介质进行气液分离或尾气输送的方法存在一定的危险性，同时，对含四氢呋喃的工艺尾气进行焚烧处理必然也会造成大量四氢呋喃排放的浪费。

发明内容

针对上述的聚酯或共聚酯尾气处理存在的一些不足，本实用新型的目的在于提供一种安全、可靠的处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置，该装置既能处理如浆料配制罐、丁二醇储罐等系统产生的含四氢呋喃的常压或正压尾气，也能同时处理如丁二醇分离塔塔顶冷凝器和真空系统等系统产生的含四氢呋喃的真空尾气。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的方法，是先将含四氢呋喃的真空尾气通过水蒸气喷射泵与水蒸气接触吸收，再将真空尾气与水蒸气的混合物送往喷淋吸收塔进行再次喷淋吸收；含四氢呋喃的常压或正压尾气直接送往喷淋吸收塔进行喷淋吸收；

喷淋吸收塔中吸收了四氢呋喃的水溶液经过换热冷凝后分成两路，一路排往四氢呋喃回收塔进行后续处理，另一路流往喷淋吸收塔用作冷凝水；

所述的水蒸气采用聚酯生产过程中通用的0.3～0.6MPa的水蒸气；

所述的聚酯或共聚酯是由脂肪族二元醇与芳香族二元酸或脂肪族二元酸制备得到的；

所述的脂肪族二元醇为1，4-丁二醇与乙二醇、丙二醇、1，2-丁二醇或戊二醇中的一种以上组成的混合物；

所述的芳香族二元酸或脂肪族二元酸为对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二乙酸、邻苯二乙酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三碳二酸、马来酸酐或1，1-环丁烷二羧酸中的一种以上。

一种用于实现上述的处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的方法的装置，主要包括用来抽吸真空尾气的水蒸气喷射泵、用于汇集常压尾气的尾气总管或尾气缓冲罐、用于吸收尾气的喷淋吸收塔和水循环系统；

所述的水蒸气喷射泵与喷淋吸收塔直接连通，真空尾气在水蒸气喷射泵中被水蒸气吸收后被输送到喷淋吸收塔进行进一步地吸收；水蒸气喷射泵的射流源管道直接与公用工程所生产的动力蒸汽相连通；

在真空尾气连通到水蒸气喷射泵的管道中设置一个以上的自动调节阀，该自动调节阀可以使不同操作条件下的真空尾气的压力保持在恒定的工作范围内；

所述的尾气总管或尾气缓冲罐与喷淋吸收塔连通，聚酯或共聚酯生产过程中产生的常压尾气先汇集到尾气总管或尾气缓冲罐，然后再去往喷淋吸收塔进行喷淋吸收；

所述的喷淋吸收塔可以采用现有技术，可以在塔的内部装填填料，或者将其内部结构设计为喷淋式、伞帽式、分水盘式、折流板式或筛板式等结构形式；

所述的水循环系统包括循环水储罐、循环水泵、换热器等部件，上述部件依次连通；喷淋吸收塔的底部连通循环水储罐，吸收了四氢呋喃的水流往循环水储罐中。循环水储罐中的水(含有一定浓度的四氢呋喃)在循环水泵的抽吸下经过换热器换热冷凝后分成两路，一路排往四氢呋喃回收塔进行后续处理，另一路输送到喷淋吸收塔的顶部，用于冷凝、吸收真空尾气和常压尾气；冷凝水的温度为4～45℃，优选10～20℃；为保持循环水储罐顶部的气相压力平衡，循环水储罐与喷淋吸收塔通过管线连通；循环水储罐还设有用于补充新鲜水的阀门。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1.本实用新型的装置能差别化地处理在聚酯或共聚酯生产过程中不同的装置产生的含不同操作压力的工艺尾气，该装置和方法既能处理如浆料配制罐、丁二醇储罐等系统产生的含四氢呋喃的常压或正压尾气，也能同时处理如丁二醇分离塔塔顶冷凝器和真空系统等系统产生的含四氢呋喃的真空尾气。另外，由于在真空尾气连通到水蒸气喷射泵的管道中设置有一个或两个以上的自动调节阀，该自动调节阀可以使不同操作条件下的真空尾气的压力保持在恒定的工作范围内，让系统在更为稳定的条件下运行。

2.本实用新型的装置对聚酯或共聚酯生产过程中产生的含四氢呋喃的尾气进行冷凝吸收，而不进行焚烧处理，因此无需采取特别的传输装置对尾气进行传输处理，该装置可以最大可能地避免易燃易爆物四氢呋喃与明火接触的机会，从根本上消除了相应的安全隐患。

3.本实用新型的装置将喷淋吸收塔冷凝后的含四氢呋喃的液体直接送入四氢呋喃回收塔进行后续处理，无需在喷淋吸收塔后增加汽提塔等装置进行气提处理，可以明显地减少装置的投资和运行成本。此外，由于在以1，4-丁二醇为原料生产的聚酯或共聚酯的装置中，大部分装置都会配套安装四氢呋喃的回收装置，因此本实用新型的装置将喷淋吸收塔冷凝后的含四氢呋喃的液体直接送入四氢呋喃回收装置进行后续处理，不仅不增加四氢呋喃的投资和运行费用，而且可以提高四氢呋喃的收率。

附图说明

图1是本实用新型一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置的结构示意图；其中，1-水蒸气喷射泵，2-管线，3-管线，4-管线，5-喷淋吸收塔，6-管线，7-管线，8-新鲜水阀门，9-循环水储罐，10-循环泵，11-换热器，12-管线，13-管线，14-喷淋头，15-尾气缓冲罐，16-管线。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

以对苯二甲酸丁二醇酯(以下简称PBT)的生产过程为例，如果采用如美国专利US5466776所述的真空系统维持缩聚反应釜的真空度，则在PBT的生产过程中工艺尾气除了由浆料配制罐、丁二醇储罐等产生的低浓度常压尾气外，也包括经丁二醇分离塔顶冷凝器冷凝后的高浓度真空尾气和经液环真空泵气相管排出的高浓度的真空尾气。

实施例

一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置，如图1所示：液环真空泵气相管排出的含四氢呋喃的真空尾气和丁二醇分离塔塔顶冷凝器冷凝后的高浓度真空尾气分别通过管线2和管线3送入到水蒸气喷射泵1中，两股真空尾气在水蒸气喷射泵1中与高压水蒸气(由管线4输送而来)混合后，一起通过水蒸气喷射泵1送入到喷淋吸收塔5内，并在喷淋吸收塔5内进行喷淋吸收。其中未被冷凝水冷凝吸收的不凝气体通过高空排放管线6送入到高空排放；而其中吸收了四氢呋喃尾气的水溶液则经管线7流入循环水储罐9，并经过循环泵10输送和换热器11冷凝后分成两路：一路由管线16排放到四氢呋喃回收系统中进行回收处理；另一路则再次进入喷淋吸收塔5，循环使用。

同时，为了补充系统中水量，并使循环水储罐9维持在一定的液位高度，循环水储罐9顶部的新鲜水阀门8会定时地开启。为保持循环水储罐9顶部的气相压力平衡，循环水储罐9与喷淋吸收塔5通过管线12连通。

由于PBT装置中丁二醇分离塔的压力通常控制在40～60KPa范围内，而液环泵的压力适宜于控制在80～100KPa范围内，因此为了维持它们各自在稳定的操作压力下工作，可以考虑在管线2和管线3上设置自动调节阀，通过自动调节阀的开度调节，维持各自操作压力的恒定。同时，为了使水蒸气喷射泵1气相入口的总压力可在一定范围内变动，可以采取以下两种方法中的一种进行控制：1.在管线4上设置流量计对喷射水蒸气的流量进行实时监控调节；2.在管线2和管线3混合的主管上增加第三个调节阀，通过该调节阀所在的管线引入第三种气体氮气或其它常压尾气的方法维持真空尾气总管压力的恒定。

PBT生产过程中的常压尾气先汇集到尾气缓冲罐15中，然后送入喷淋吸收塔5内进行喷淋吸收，在吸收塔5内，含四氢呋喃的尾气与经换热器11冷凝后的10～20℃水溶液进行直接接触冷凝，被冷凝的四氢呋喃水溶液通过管线7排放到循环水储罐9中，未被冷凝的不凝气体直接通过管线6导入到高空排放。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种处理聚酯或共聚酯生产过程中尾气的装置，其特征在于包括水蒸气喷射泵、尾气排放总管或尾气缓冲罐、喷淋吸收塔和水循环系统；

所述的水蒸气喷射泵与喷淋吸收塔直接连通；

所述的尾气排放总管或尾气缓冲罐与喷淋吸收塔连通；

所述的水循环系统包括循环水储罐、循环水泵、换热器，上述部件依次连通，管线在经过换热器之后分别连通四氢呋喃回收塔和喷淋吸收塔顶部；喷淋吸收塔的底部连通循环水储罐。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：循环水储罐与喷淋吸收塔通过管线连通。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：循环水储罐与新鲜水管道连通。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在真空尾气连通到水蒸气喷射泵的管道中设置一个以上的自动调节阀。