碳五尾氣回收處理裝置制造方法
【專利摘要】一種碳五尾氣回收處理裝置，包括一級冷凝器(2)、二級冷凝器(3)、碳五受槽(4)、尾氣緩沖罐(5)、兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)(6)、冷卻器(7)、氣液分離器(8)、三級冷凝器(9)、碳五回收罐(10)、第一碳五泵(11)、第二碳五泵(13)和催化氧化裝置(12)。來自生產(chǎn)裝置儲存罐、反應(yīng)器的放空尾氣經(jīng)收集管收集后，進(jìn)入一級、二級冷凝器，大部分被冷凝成液體進(jìn)入液體貯槽，未能冷凝的尾氣進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)液環(huán)真空壓縮機(jī)壓縮，氣液分離器內(nèi)氣液兩相分離，液體進(jìn)入碳五回收罐，氣體進(jìn)入冷凝器再冷凝成液體進(jìn)入碳五回收罐，不凝性氣體及低濃度碳五進(jìn)入催化氧化裝置，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
【專利說明】
碳五尾氣回收處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種碳五尾氣回收處理裝置，一種環(huán)氧樹脂固化劑甲基四氫苯酐生產(chǎn)過程中碳五尾氣回收處理的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]甲基四氫苯酐是環(huán)氧樹脂固化劑中極其重要的品種之一，因其優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于電子、電器材料絕緣封裝，近年來，特別是LED封裝、LCD封裝、高壓容器、特種管道、風(fēng)電葉片等新材料領(lǐng)域的發(fā)展，推動(dòng)了對甲基四氫苯酐的需求。而甲基四氫苯酐生產(chǎn)過程中以碳五(主要有效成分為間戊二烯、異戊二烯及環(huán)戊烯、環(huán)戊烷等)和順酐為原料，經(jīng)過雙烯合成、異構(gòu)化、減壓蒸餾得到甲基四氫苯酐。在原料碳五儲存、裝卸及生產(chǎn)過程碳五輸送過程中設(shè)有碳五尾氣排放系統(tǒng)，目前僅通過常規(guī)多級冷凝、吸附或吸收等方法回收和處理，因碳五屬于低沸點(diǎn)、易揮發(fā)、易燃易爆的烴類，生產(chǎn)過程中尾氣中碳五不能得到有效回收和處理不僅造成了資源的浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本，還污染了環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型旨在提出一種碳五尾氣回收處理裝置，能有效回收和處理甲基四氫苯酐生產(chǎn)過程中碳五尾氣，減少尾氣對環(huán)境的污染。
[0004]這種碳五尾氣回收處理裝置包括一級冷凝器、二級冷凝器、碳五受槽、尾氣緩沖罐、兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)、冷卻器、氣液分離器、三級冷凝器、碳五回收罐、第一碳五泵、第二碳五泵和催化氧化裝置。一級冷凝器的進(jìn)氣口與碳五尾氣管線相連，一級冷凝器底部的出液口與碳五受槽頂部的進(jìn)液口相連，一級冷凝器頂部的出氣口與二級冷凝器的進(jìn)氣口相連。二級冷凝器底部的出液口與碳五受槽頂部的進(jìn)液口相連，二級冷凝器頂部的出氣口與尾氣緩沖罐的進(jìn)氣口相連。尾氣緩沖罐的出氣口與兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)的進(jìn)口相連，兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)的出口與氣液分離器側(cè)壁上的進(jìn)口相連，氣液分離器頂部的出氣口與三級冷凝器的進(jìn)氣口相連，三級冷凝器底部的出液口與碳五回收罐頂部的進(jìn)口相連，三級冷凝器頂部的出氣口與催化氧化裝置的進(jìn)口相連。碳五回收罐底部的一個(gè)出液口與第一碳五泵的進(jìn)口相連，碳五回收罐底部的另一個(gè)出液口與冷卻器的進(jìn)口相連，冷卻器的出口與兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)的工作液進(jìn)口相連。碳五受槽底部的出液口與第二碳五泵的進(jìn)口相連，第一碳五泵的出口和第二碳五泵的出口為液態(tài)碳五的輸出口。
[0005]來自生產(chǎn)裝置儲存罐、反應(yīng)器的放空尾氣經(jīng)碳五尾氣管線收集后，進(jìn)入一級、二級冷凝器，大部分被冷凝成液體進(jìn)入液體貯槽，未能冷凝的尾氣進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)液環(huán)真空壓縮機(jī)壓縮，在氣液分離器內(nèi)氣液兩相分離，液體進(jìn)入碳五回收罐，氣體進(jìn)入冷凝器再冷凝成液體進(jìn)入碳五回收罐，不凝性氣體及低濃度碳五進(jìn)入催化氧化裝置，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]附圖為這種碳五尾氣回收處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]如圖所示，這種碳五尾氣回收處理裝置包括一級冷凝器2、二級冷凝器3、碳五受槽4、尾氣緩沖罐5、兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)6、冷卻器7、氣液分離器8、三級冷凝器9、碳五回收罐10、第一碳五泵11、第二碳五泵13和催化氧化裝置12。一級冷凝器2的進(jìn)氣口與碳五尾氣管線I相連，一級冷凝器底部的出液口與碳五受槽4頂部的進(jìn)液口相連，一級冷凝器頂部的出氣口與二級冷凝器3的進(jìn)氣口相連。二級冷凝器底部的出液口與碳五受槽4頂部的進(jìn)液口相連，二級冷凝器頂部的出氣口與尾氣緩沖罐5的進(jìn)氣口相連。尾氣緩沖罐5的出氣口與兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)6的進(jìn)口相連，兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)6的出口與氣液分離器8側(cè)壁上的進(jìn)口相連，氣液分離器頂部的出氣口與三級冷凝器9的進(jìn)氣口相連，三級冷凝器底部的出液口與碳五回收罐10頂部的進(jìn)口相連，三級冷凝器頂部的出氣口與催化氧化裝置12的進(jìn)口相連。碳五回收罐10底部的一個(gè)出液口與第一碳五泵11的進(jìn)口相連，碳五回收罐10底部的另一個(gè)出液口與冷卻器7的進(jìn)口相連，冷卻器7的出口與兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)6的工作液進(jìn)口相連。碳五受槽4底部的出液口與第二碳五泵13的進(jìn)口相連，第一碳五泵11的出口和第二碳五泵13的出口為液態(tài)碳五的輸出口，與液態(tài)碳五儲槽相連。
[0008]這種碳五尾氣回收處理裝置的工作過程如下:
[0009]來自生產(chǎn)裝置儲存罐、反應(yīng)器放空尾氣經(jīng)收集管收集后，通過碳五尾氣管線I進(jìn)入一級冷凝器2后，再進(jìn)入二級冷凝器3，大部分被冷凝成液體進(jìn)入碳五受槽4，未能冷凝的尾氣進(jìn)入尾氣緩沖罐5，尾氣緩沖罐的出氣口與兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)6的進(jìn)口相連，來自尾氣緩沖罐內(nèi)的尾氣經(jīng)液環(huán)真空壓縮機(jī)壓縮后，與部分工作液一起進(jìn)入氣液分離器8，在氣液分離器內(nèi)氣液兩相分離，液體進(jìn)入碳五回收罐10，碳五回收罐10內(nèi)的液體一部分進(jìn)入冷卻器7，冷卻后再進(jìn)入液環(huán)真空壓縮機(jī)6作為工作液循環(huán)使用，碳五回收罐10上裝有液位控制器22，保證液環(huán)真空壓縮機(jī)的正常工作所需要的液位高度，當(dāng)液位超過上限時(shí)，自動(dòng)開啟第一碳五泵11，將多余的碳五回收液輸送到液態(tài)碳五儲槽，碳五回收罐10的液位降到下限時(shí)，第一碳五泵自動(dòng)停止。氣液分離器8排出的氣體進(jìn)入三級冷凝器9再冷凝成液體后，進(jìn)入碳五回收罐10，不凝性氣體及低濃度碳五通過壓力控制閥進(jìn)入催化氧化裝置12，處理后實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。壓力控制閥有二種控制方式，第一種方式是自動(dòng)調(diào)節(jié)，即通過PI103反饋給出信號經(jīng)PLC(或DCS)控制系統(tǒng)在設(shè)定壓力上、下限值通過閥門18調(diào)節(jié)開關(guān)量，保持8、9、10封閉系統(tǒng)內(nèi)壓力相對穩(wěn)定，來確保壓縮冷凝的目的。第二種方式是通過減壓閥19自動(dòng)調(diào)節(jié)，減壓閥19是一種自力式減壓閥，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力超過設(shè)定值時(shí)，閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)開度，確保系統(tǒng)內(nèi)外壓力平衡，這種閥門是一種機(jī)械式結(jié)構(gòu)。兩種方式中采用第一種方式更好。
[0010]液環(huán)真空壓縮機(jī)6的作用是抽吸尾氣并壓縮至一定壓力，提高飽和蒸汽壓，使得碳五的沸點(diǎn)升高，利于冷凝液化。液環(huán)真空壓縮機(jī)設(shè)置并聯(lián)2臺，平時(shí)為一臺工作，當(dāng)緩沖罐壓力大于設(shè)定值時(shí)，另一臺自動(dòng)啟動(dòng)，確保生產(chǎn)過程尾氣排空系統(tǒng)暢通和穩(wěn)定，使尾氣中碳五得到有效回收。液環(huán)真空壓縮機(jī)的工作液采用碳五冷凝液，在冷卻器7中，工作液由一10至0°C的冷凍鹽水換熱冷卻，保證工作液在O — 5°C，不僅保證了烴類在0.10 - 0.15Mpa下冷凝為液體，提高了碳五回收率，且液環(huán)真空壓縮機(jī)因采用液環(huán)作為密封液，無金屬直接接觸、等溫壓縮，提高了系統(tǒng)的安全性。
[0011]緩沖罐5與液環(huán)真空壓縮機(jī)6的氣相管路上設(shè)置了止回閥21，防止液環(huán)真空壓縮機(jī)故障異常停機(jī)時(shí)工作液返流進(jìn)入排空系統(tǒng)；液環(huán)真空壓縮機(jī)吸氣管路上還設(shè)置真空壓力表或壓力傳感器PIlOl及溫度檢測TI101，便于現(xiàn)場檢查吸氣壓力或根據(jù)壓力報(bào)警、控制開機(jī)數(shù)量等；液環(huán)真空壓縮機(jī)吸氣管路上還設(shè)置過濾器或?yàn)V網(wǎng)，防止異物進(jìn)入真空壓縮機(jī)內(nèi)影響或損壞真空壓縮機(jī)。15是呼吸閥，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)定值時(shí)向大氣排放，系統(tǒng)壓力低于設(shè)定時(shí)自動(dòng)關(guān)閉；16是氣動(dòng)閥門，根據(jù)PIlOl壓力信號經(jīng)PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)；20是手動(dòng)閥門，在系統(tǒng)異?；驒z修16時(shí)使用。
[0012]緩沖罐5的作用是避免生產(chǎn)過程排放尾氣不穩(wěn)定造成液環(huán)真空壓縮機(jī)6負(fù)荷增力口，甚至損壞壓縮機(jī)，增加緩沖罐可在一定程度上保證進(jìn)入液環(huán)真空壓縮機(jī)的氣體的均衡。緩沖罐上同時(shí)設(shè)置安全閥或防爆膜，生產(chǎn)過程尾氣排放出現(xiàn)異常，2臺液環(huán)真空壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行仍不能保證系統(tǒng)正常尾氣排空，安全閥或防爆膜自動(dòng)開啟。
[0013]一級冷凝器2和二級冷凝器3的作用是將可凝性碳五一部分先加以冷凝回收，減輕液環(huán)真空壓縮機(jī)的負(fù)荷。
[0014]冷卻器7的作用是通過冷凍鹽水冷卻液環(huán)真空壓縮機(jī)的工作液，帶走吸入溫度較高尾氣的熱量及可凝性氣體在壓縮過程中釋放的相變熱，使工作液溫度保持在合理的范圍內(nèi)，降低工作液的飽和蒸汽壓，提高碳五回收率。冷卻器7的工作液進(jìn)、出口管路上設(shè)置溫度計(jì)ΤΙ104、ΤΙ105，以便觀察工作液溫度，確保進(jìn)入液環(huán)真空壓縮機(jī)的工作液溫度。
[0015]氣液分離器8的作用是將來自液環(huán)真空壓縮機(jī)的氣液實(shí)現(xiàn)分離，氣體進(jìn)入三級冷凝器9，液體進(jìn)入碳五回收罐10。
[0016]三級冷凝器9的作用是將來自液環(huán)真空壓縮機(jī)6、氣液分離器8的經(jīng)過壓縮的可凝性碳五進(jìn)一步冷凝成液體。三級冷凝器進(jìn)、排氣管路上設(shè)置壓力表或壓力傳感器ΡΙ102、ΡΙ103，排氣管路上還設(shè)置氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥18、呼吸閥19、壓力信號傳送到控制系統(tǒng)，信號反饋給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)開關(guān)量，排出低濃度碳五及不凝性氣體。
[0017]碳五回收罐10的作用，一是貯存接收來自氣液分離器8、三級冷凝器9的液化碳五，二是為液環(huán)真空壓縮機(jī)6提供工作液(碳五)，保證液環(huán)真空壓縮機(jī)有正常工作所需要的工作液。保持工作液液位十分重要，工作液過低，流入液環(huán)真空壓縮機(jī)的工作液量小，不利于壓縮機(jī)正常工作；工作液液位過高，系統(tǒng)中碳五貯存量大，且也不利于壓縮機(jī)正常工作。因此，碳五回收罐10裝有液位控制裝置的液位計(jì)22及第一碳五輸送泵11，定期將回收的碳五排出系統(tǒng)。
[0018]液環(huán)真空壓縮機(jī)6的出口經(jīng)氣液分離器8、三級冷凝器9的出氣口之間為一密閉系統(tǒng)，保持0.10?0.15Mpa，在此工藝條件下碳五沸點(diǎn)為65 — 76°C，易被冷凝為液體，因此通過真空液環(huán)壓縮、冷凝后，極大部分碳五被壓縮、冷凝回收，其他不凝性及少量碳五排出后可通過催化氧化裝置12進(jìn)一步處理達(dá)標(biāo)排放。
[0019]為方便日常檢測、監(jiān)管，尾氣管路上還設(shè)置了取樣口 14、17，根據(jù)需要還可在三級冷凝后、催化氧化裝置前分別設(shè)置取樣口。
[0020]催化氧化裝置12是現(xiàn)成設(shè)備，適合于低濃度尾氣處理。本發(fā)明的工藝通過壓縮、冷凝大量回收碳五，使得進(jìn)入催化氧化裝置12的尾氣濃度能滿足催化氧化裝置(RCO)能力，達(dá)到安全處理碳五尾氣。
[0021]催化氧化原理是將含有機(jī)污染物的廢氣預(yù)加熱到催化劑的起燃點(diǎn)(約250°C )，在催化劑鉬、鈀的作用下，可以在較低的溫度下將廢氣中的有機(jī)污染物氧化成二氧化碳和水后達(dá)標(biāo)排放。一般工藝是廢氣由阻火器過濾后，經(jīng)主進(jìn)閥、旁通閥的同步反向切換調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器，先通過熱交換器的換熱升高一定溫度后進(jìn)入預(yù)熱室，經(jīng)過預(yù)熱室的加熱，使廢氣升溫到催化起燃溫度(250°C);然后進(jìn)入催化反應(yīng)床，在催化劑的活性作用下，有機(jī)廢氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成無害的水和二氧化碳，并放出一定的熱量。反應(yīng)后的高溫氣體再次進(jìn)入熱交換器，經(jīng)換熱后，最后以較低的溫度進(jìn)入U(xiǎn)V光解尾氣凈化設(shè)備，最后達(dá)標(biāo)氣體經(jīng)由引風(fēng)機(jī)通過煙?排入大氣。復(fù)合催化氧化法由于起燃溫度低，是一種較為理想的通過催化氧化反應(yīng)(無明火)處理有機(jī)污染物的方法，具有適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，凈化效率高，節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，非常符合在化工企業(yè)的防爆區(qū)運(yùn)行。在有機(jī)廢氣特別是回收價(jià)值不大的有機(jī)廢氣凈化方面應(yīng)用比較廣泛。
【權(quán)利要求】
1.一種碳五尾氣回收處理裝置，其特征在于包括一級冷凝器(2)、二級冷凝器(3)、碳五受槽(4)、尾氣緩沖罐(5)、兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)￠)、冷卻器(7)、氣液分離器(8)、三級冷凝器(9)、碳五回收罐(10)、第一碳五泵(11)、第二碳五泵(13)和催化氧化裝置(12)；一級冷凝器(2)的進(jìn)氣口與碳五尾氣管線(I)相連，一級冷凝器底部的出液口與碳五受槽(4)頂部的進(jìn)液口相連，一級冷凝器頂部的出氣口與二級冷凝器(3)的進(jìn)氣口相連；二級冷凝器底部的出液口與碳五受槽(4)頂部的進(jìn)液口相連，二級冷凝器頂部的出氣口與尾氣緩沖罐(5)的進(jìn)氣口相連；尾氣緩沖罐(5)的出氣口與兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)(6)的進(jìn)口相連，兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)(6)的出口與氣液分離器(8)側(cè)壁上的進(jìn)口相連，氣液分離器頂部的出氣口與三級冷凝器(9)的進(jìn)氣口相連，三級冷凝器底部的出液口與碳五回收罐(10)頂部的進(jìn)口相連，三級冷凝器頂部的出氣口與催化氧化裝置(12)的進(jìn)口相連；碳五回收罐(10)底部的一個(gè)出液口與第一碳五泵(11)的進(jìn)口相連，碳五回收罐(10)底部的另一個(gè)出液口與冷卻器(7)的進(jìn)口相連，冷卻器(7)的出口與兩臺液環(huán)真空壓縮機(jī)(6)的工作液進(jìn)口相連；碳五受槽(4)底部的出液口與第二碳五泵(13)的進(jìn)口相連，第一碳五泵(11)的出口和第二碳五泵(13)的出口為液態(tài)碳五的輸出口。
【文檔編號】B01D53/86GK204051368SQ201420437442
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】史沈明, 季金華, 史迎軍, 潘建偉, 陶明泉, 張鵬飛 申請人:嘉興市正大化工有限公司, 嘉興市精化化工有限公司