[發明專利]一種不飽和聚酯廢氣的資源化處理方法

有效

• 申請號: 201210404199.5
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN103768823A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張蕾;郭宏山;劉忠生;許瑩;朱衛
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01D5/00
• 分類號: B01D5/00;F23G7/07
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技術領域

本發明涉及一種聚酯廢氣的處理方法，特別是涉及一種不飽和聚酯樹脂（UPR）生產過程中縮聚反應階段產生的聚酯廢氣的資源化處理方法。

背景技術

不飽和聚酯樹脂（UPR）是由二元酸、二元醇經縮聚反應而制得，縮聚反應是一個生成縮合水的可逆反應，因此在反應過程中使生成水不斷蒸發出來，從而使反應向生成產品的方向進行。其聚酯廢氣主要含有乙二醇、丙二醇、乙醛、一縮二乙二醇、低分子聚酯單體、鄰苯二甲酸、順丁烯二酸等反應物料和中間產物，濃度在50～150?g/m³之間。這類不飽和聚酯廢氣具有水蒸氣含量大，有機物濃度高的特點，直接冷凝將形成酸性極強的高濃度有機廢水，其生化處理不但投資費用高，而且處理成本也十分昂貴。

早期的聚酯企業多采用熱媒爐焚燒的方法處理聚酯廢氣，但是采用該法處理聚酯廢氣的成本較高，而且廢氣中大量的有用資源不能回收利用，造成巨大的資源浪費，不符合清潔生產和循環經濟的理念。同時由于系統壓力不易平衡，存在嚴重的安全問題，該方法已不再使用。

催化燃燒法是處理可燃性有機廢氣的一種有效方法，在催化劑的作用下，一般在400℃以下即可將大部分有機物氧化為CO₂和H₂O，不存在NOx等二次污染的問題。CN02109675.9與CN200610047791.9均提出采用催化燃燒的方法處理聚酯生產過程的廢氣，但采用催化燃燒法直接將廢氣中的有機物氧化生成CO₂和H₂O，無法對其分離綜合利用。此外，不飽和聚酯廢氣中含有大量二元酸和二元醇類等難揮發性有機物，部分冷凝聚集后容易形成裝置的爆炸隱患。因此，催化燃燒法不能直接用于不飽和聚酯廢氣處理，上述專利技術中提出的方法也不能有效適用。CN200510015163.8公開了一種聚酯廢氣的凈化方法，聚酯廢氣經氣液分離器除去大部分水分，然后經預熱后進行催化燃燒，部分反應尾氣直接作為稀釋氣與聚酯廢氣混合以回收能量。該方法雖然可以使聚酯廢氣達標排放，但聚酯廢氣中的有機物沒有得到回收利用，物料損耗大且能耗高，燃燒后產生的大量的溫室氣體。此外，經氣液分離器后，聚酯廢氣中易溶于水的組分如乙醛、乙二醇會轉移到水相中，形成高濃度有機廢水，造成二次污染。

發明內容

針對現有技術的不足以及不飽和聚酯廢氣的特點，本發明提供一種不飽和聚酯廢氣資源化處理方法。該方法可直接從不飽和聚酯廢氣中回收高沸點難揮發有機物，回收率大于90wt%，并且不產生高濃度有機廢水，具有回收率高、能耗低、流程短、設備簡單、操作穩定等特點。

本發明不飽和聚酯廢氣資源化處理方法包括以下內容：（1）聚酯廢氣先進入冷凝器進行冷凝，使廢氣中沸點高于水的有機物從氣相轉移到液相，回收其中的有機物；（2）未冷凝的廢氣與空氣和/或循環回流的尾氣在干燥器中混合干燥，除去夾帶的水分，然后進入預熱器；（3）預熱后廢氣進入催化燃燒反應器與催化劑接觸進行反應，反應尾氣直接作稀釋氣以回收熱量。

本發明中，所述的聚酯廢氣來自不飽和聚酯樹脂生產過程中的縮聚反應階段，有機物濃度高且波動大，主要含有乙二醇、丙二醇、乙醛、一縮二乙二醇、低分子聚酯單體、鄰苯二甲酸、順丁烯二酸等難揮發的有機污染物。

本發明中，冷凝器采用冷凝塔，塔頂設置冷凝盤，塔體采用高效塔板與填料組合的形式，聚酯廢氣入口以上為組合塔板，理論塔板數為3～15塊；聚酯廢氣入口以下為填料段，填料為不銹鋼填料、陶瓷環填料或塑料填料等。冷凝塔入口聚酯廢氣溫度為190～220℃，塔頂溫度為105～120℃，以保證水蒸氣從塔頂蒸出；塔底溫度為140～170℃，可減少冷凝后的液相再次蒸發，通過廢氣入口流量控制其氣/液重量比值為5:1～50:1。冷凝后的液相有機物經填料段回流至塔頂，液相回流比為1～50。聚酯廢氣中沸點高于水的乙二醇、丙二醇等有機物經過層層冷凝從氣相轉移到液相，通過上述處理形成的塔底液相中有機物的含量為90wt%～100wt%，更佳值為95wt%～100wt%。聚酯廢氣經過冷凝處理，有機物得到有效回收利用，冷凝器出口中含有微量的難揮發性有機物，避免催化燃燒反應器的爆炸隱患；而且無高濃度有機廢水產生，避免了二次污染。