一種有機蒸汽回收的方法
2023-04-25 15:54:36
專利名稱：一種有機蒸汽回收的方法
技術領域：
本發明涉及一種有機蒸汽回收的方法。
在許多有機合成、石油化工、油漆塗料、溶劑噴鍍和半導體工業中，由大量有機蒸汽向大氣散發，不論從環保角度和回收資源的價值來說，設法回收這些蒸汽是非常必要的。
《環境與工業氣體的淨化技術》P506～P507介紹了一種冷凝法，即有機蒸汽在一定壓力下經過冷卻水或冷凍水的冷卻，也可以是冷凝液的洗滌，大部分有機蒸汽被冷卻成液體，不凝氣直接排放。該法雖然可以以液體方法回收有機物，但是主要適合於高沸點和高濃度的有機物，如汽油、酒精等尾氣。對於沸點較低的有機物，如丙烯等，冷凍的溫度要求相當低，能耗也會增加較大。
《環境與工業氣體的淨化技術》P507～P514介紹了一種活性碳吸附法，利用活性碳的較大比表面積對有機蒸汽中的有機物進行吸附，當吸附達到飽和後，再用熱空氣或水蒸氣脫吸，再生的活性碳循環使用。該法可用於回收沸點在19.4~176℃之間的有機物，由於這類有機物在活性碳上的吸附能力較強，需要使用加溫再生的方式，如水蒸氣或熱空氣帶入熱量，對於沸點較低的有機物，如丙烯等，在活性碳上的吸附量不太大，不適宜採用活性碳作吸附劑的變溫吸附回收方法。
對於含有丙烯的尾氣回收丙烯過程，目前主要是利用壓縮冷凍法，丙烯回收量與尾氣壓縮機的出口壓力和冷凝溫度密切相關，也就是說，需要回收更多的丙烯就意味著更高壓縮功耗和冷量的消耗。在大多數情況下，不凝氣中的丙烯含量高達50％以上，這就意味著仍然有大量的丙烯被排放。
本發明目的是提供一種具有實際意義的低能耗的有機蒸汽回收有機物的方法，它巧妙的將吸附法和冷凍法結合在一起，提高有機物的回收效果，特別是對於沸點較低的有機物如丙烯等。
按照本發明，上述目的是通過以下方式實現的，有機蒸汽首先經過壓縮到一定的壓力，然後通過與一適當的冷卻劑進行熱交換，使有機物被冷卻成液體，將液態有機物分離出來，剩下未冷凝的氣體進入吸附分離過程。經過吸附分離過程將不凝氣分離成為一股富集有有機物的組份和一股富集有氮氣的組份，將富集有有機物組份返回到有機蒸汽中。
雖然通過吸附法從不凝氣中回收有機物的方法，要比直接降低冷凝溫度的方法要複雜一些，而且操作也要困難一些，這些缺點更多地被本發明方法可以達到的優點所補償。
已經提到過，當採用壓縮-冷凍法回收丙烯的方法來說，尾氣壓縮機出口壓力達到2.0MPa，冷凝溫度為10℃的條件下，不凝氣中的丙烯含量仍然達到45％，這樣隨弛放氣排出裝置的丙烯組份仍然很多。
按照本發明，不凝氣經過吸附過程將其中的有機物回收，同時將氮氣排出裝置，將回收的有機物返回到壓縮機的入口，這樣，以前作為排入燃料系統的大部分有機物，按本發明則成為有價值的產品。
通過圖示對本發明及其進一步的安排作更詳細的解釋。下面的解釋是依據說明書附
圖1來闡述的。
根據本發明，有機蒸汽回收有機物的方法包括以下步驟a)有機蒸汽(1)和返回氣(7)混合後，經過壓縮過程(A)將混合有機蒸汽(2)增壓到一定的壓力；b)壓縮後的混合氣(3)經過冷卻、冷凝，分離出液體有機物(5)；c)不凝氣(6)進入吸附分離過程(D)，將其中有機物組份被分離出來，返回氣被引入有機蒸汽(1)中。
有機蒸汽(1)首先經過壓縮過程(A)被增壓到一定的壓力，專業人士當然明白，壓縮可以通過一級或多級完成，壓縮的級數和最終壓力主要由冷凝和分離過程需要回收的有機物來確定。
壓縮的混合氣(3)通過在熱交換過程(B)中與一適當的冷卻劑進行熱交換，使有機物被冷卻成液體，然後在分離器(C)中將液態有機物分離出來，剩下未冷凝的氣體(6)輸往吸附過程(D)。
本發明所述的吸附過程的變壓吸附法淨化技術，在USP3176444，3986849，3430418，2944627提出的工藝技術都可以採用。
吸附過程(A)的吸附塔根據不凝氣流量，可以有2臺或2臺以上的組合，每臺吸附塔在一次循環中需要經歷吸附、順向降壓、逆向降壓、升壓等步驟。專業人員當然明白，在吸附塔的一次循環中，還可以包括有其他步驟，如隔離、清洗步驟等。
吸附步驟是不凝氣在本過程的最高壓力下從進料端進入吸附塔，大部分氮氣通過整個吸附塔，並從吸附塔排出。有機物等組份被停留在吸附塔內。不凝氣可以從吸附塔的頂部或底部進入吸附塔。
順向降壓步驟是降低吸附塔的壓力到本過程的吸附壓力和最低壓力中間的某一個壓力，最好是降低到略高於環境壓力，降壓過程中氣體的流動方向和吸附過程時氣體的流動方向一致。通過順向降壓過程，提高了氮氣和有機物之間的分離效果，吸附塔內的有機物被進一步濃縮。順向降壓過程可以是吸附塔之間的過程導致的壓力降低，也可以是吸附塔和中間緩衝罐之間的過程導致的壓力降低，還可以是吸附塔和外部環境或外部設備(如真空泵)之間的過程導致的壓力降低。
逆向降壓步驟是降低吸附塔的壓力到本過程的最低壓力，最好是降低到低於環境壓力，降壓過程中氣體的流動方向和吸附過程時氣體的流動方向相反。通過逆向降壓過程，吸附塔內的有機物等組份從吸附劑上解吸出來，解吸出的氣體組份(7)被輸往有機蒸汽(1)中。逆向降壓過程可以是吸附塔和中間緩衝罐之間的過程導致的壓力降低，也可以是吸附塔和外部環境或外部設備(如真空泵)之間的過程導致的壓力降低。
升壓步驟是提高吸附塔的壓力到接近於本過程的吸附壓力，它可以是吸附塔之間的過程導致的壓力升高，也可以是吸附塔和中間緩衝罐之間的過程導致的壓力升高，還可以是通過不凝氣(6)和/或富集氮氣的組份(8)和/或裝置內部的氣體來提高吸附塔的壓力。
每個吸附塔輪流進行吸附和解吸的過程，實現連續分離有機物和氮氣的目的。
下面的表格以聚丙烯生產過程中聚丙烯尾氣回收丙烯舉例給出物流1、2、4、5、6、7和8的組成、壓力、溫度和流量。表1 氣流組份
權利要求
1.一種有機蒸汽回收有機物的方法，其特徵在於，首先將有機蒸汽(1)通過壓縮過程(A)增壓到一定壓力，並通過冷凝分離過程，將液態有機物(5)分離出來，不凝氣(6)經過吸附過程(D)將其中的有機物分離出來，主要含有機物的氣體組份(7)直接返回到有機蒸汽(1)中。
2.按權利要求1的方法，其特徵在於，通過吸附分離過程(D)，最好是變壓吸附過程將不凝氣(6)分離成為一股富集有有機物的氣體組份(7)和一股富集有氮的氣體組份(8)。
3.按權利要求1和3的方法，其特徵在於，富集有有機物的氣體組份(7)直接添加到有機蒸汽(1)中。
全文摘要
一種有機蒸汽回收有機物的方法為將有機蒸汽(1)通過壓縮過程(A)增壓到一定壓力，並通過冷凝分離過程，將液態有機物(5)分離出來，不凝氣(6)經過吸附過程(D)將其中的有機物分離出來，主要含有機物的回收氣(7)直接返回到有機蒸汽氣(1)中。
文檔編號B01D53/02GK1448207SQ0211120
公開日2003年10月15日 申請日期2002年3月29日 優先權日2002年3月29日
發明者王業勤 申請人:王業勤