[發(fā)明專利]一種丙烯腈吸收塔尾氣的凈化設(shè)備和處理工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110204865.6
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102233231A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭亞軍;李平;朗萬中;郭亞平;王海瑾
• 申請（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/62;B01D53/72
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 張美娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種丙烯腈吸收塔尾氣的凈化設(shè)備和處理工藝，具體為在石油化工領(lǐng)域中生產(chǎn)纖維、橡膠和塑料所涉及的重要化工原料丙烯腈尾氣的凈化處理方法。

背景技術(shù)

丙烯腈生產(chǎn)過程中的主要尾氣是吸收塔排放的尾氣，除含有丙烯、丙烷、一氧化碳外，還含有少量丙烯腈等有害組分。目前國內(nèi)一些企業(yè)仍處于自然排放狀態(tài)；對環(huán)境造成一定的污染。隨著人們環(huán)保意識的增強和環(huán)保法規(guī)的日趨嚴格，丙烯腈尾氣的治理成為生產(chǎn)企業(yè)難以回避的挑戰(zhàn)。

目前，尾氣的凈化處理主要有兩種方法：高溫焚燒法和催化氧化法。高溫焚燒法采用的是直接燃燒，將丙烯腈吸收塔尾氣、燃料和空氣(或富氧空氣)在焚燒爐內(nèi)通過火焰燃燒，將尾氣中的丙烯腈、氰氫酸等烴類以及一氧化碳等有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成氮氧化物、二氧化碳和水。高溫焚燒技術(shù)主要有：美國PCC技術(shù)和日本BHK技術(shù)，在國內(nèi)的丙烯腈裝置中也有應(yīng)用，但因涉及國外專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓，投資大；生產(chǎn)時需要燃料，操作費用高；占地面積也較大。同時由于采用的是高溫直接燃燒，易使空氣中的氮氣發(fā)生高溫氧化產(chǎn)生二次污染物NO_X。

催化氧化法是指在較低的溫度下(350-600℃)，通過催化反應(yīng)，在催化劑的作用下，將尾氣中的有機物氧化分解。催化氧化是典型的氣-固相催化反應(yīng)，其實質(zhì)是活性氧參與深度氧化作用。借助催化劑使有機物在較低的溫度條件下，發(fā)生無焰燃燒，同時放出大量熱能。催化燃燒最大的特點就是無火焰，起燃溫度低(150-400℃)，可以大大抑制空氣中氮氣和尾氣中的含氮化合物在高溫下形成NO_X。由于催化燃燒的低溫?zé)o(或較低)污染性，以及相對于高溫焚燒技術(shù)投資相對較低，近年來，在石油化工領(lǐng)域有機尾氣的處理中已逐步得到了較多的運用。

但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，采用催化氧化法處理丙烯腈吸收塔尾氣時，NO_X的含量出現(xiàn)超標，尤其是當(dāng)尾氣中丙烯腈、氰氫酸含量較高或者已含有較高的氮氧化物時。催化氧化法結(jié)合選擇性催化還原(SCR)法可以有效地解決這一問題，可以保證處理后尾氣中NO_X的排放滿足《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)的要求。

在實際生產(chǎn)中，尾氣中有機物含量波動較大。當(dāng)有機物含量較高時導(dǎo)致兩方面的問題，一是燃燒熱值較大，床層升溫高，存在催化劑被燒結(jié)的危險，不能保持催化劑穩(wěn)定的比表面積和活性；二是床層溫度高，尾氣中含氮有機物(丙烯腈、HCN)在過氧環(huán)境下發(fā)生催化氧化反應(yīng)時，會產(chǎn)生過量的NO_X。降低床層溫度的低溫燃燒技術(shù)對降低NO_X的排放非常有利。但低溫燃燒技術(shù)同時導(dǎo)致N₂O排放量增加。近年來，燃燒過程中氧化亞氮N₂O的排放問題得到了較大的重視，這是由于N₂O對大氣環(huán)境的破壞作用為人們所日益了解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種丙烯腈裝置吸收塔尾氣的凈化設(shè)備和處理工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。

一種丙烯腈吸收塔尾氣的凈化設(shè)備，包括：

一將丙烯腈吸收塔尾氣分離的氣液分離器，一將新鮮空氣與尾氣混合的空氣過濾器和補氧風(fēng)機；一將尾氣和空氣的混合氣體進行熱交換的換熱器；換熱器與催化反應(yīng)器循環(huán)連通，催化氧化反應(yīng)后的混合氣體經(jīng)過換熱器自脫硝(SCR)反應(yīng)器頂端通入；脫硝(SCR)反應(yīng)器的底端與回收熱量的廢熱鍋爐連通；廢熱鍋爐的排氣口設(shè)置有排出已凈化尾氣的煙囪。

為了操作和控制方便，所述的催化反應(yīng)器分成兩段，外置的換熱器移出前段催化反應(yīng)器的反應(yīng)熱使進入后段催化反應(yīng)器的尾氣出口溫度降至150℃-300℃。從后段催化反應(yīng)器出來的處理的尾氣經(jīng)換熱后，進入選擇性催化還原法(SCR)脫硝反應(yīng)器，尾氣中的NO_X與空氣和NH₃混合后通過脫銷反應(yīng)器，在通過催化劑層時，尾氣中的NO_X在催化劑的作用下與NH₃反應(yīng)生成N₂與H₂O，從而達到進一步除去尾氣中NO_X的目的。

催化反應(yīng)器分成兩段，其中，最高溫度位于催化反應(yīng)器單位長度的0.75處，等比例分配反應(yīng)器可滿足設(shè)計要求。

所述的催化反應(yīng)器入口溫度為150-180℃，出口溫度為150-300℃。

所述的空氣的加入量為保持反應(yīng)排放氣中氧氣過剩0.1-3.0％。