[發明專利]高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑回收的節能方法

有效

• 申請號: 201210441822.4
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103801104A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 王祥云;孔凡敏;景強;薛守標
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團研究院
• 主分類號: B01D5/00
• 分類號: B01D5/00;F25J3/08;B01D53/22;B01D53/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明是對高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑回收的一種節能方法，屬于節能、環境保護技術領域。

背景技術

在專利?CN02137836.3?—“混合氣體中揮發性有機物的回收技術”中，我們提出了“壓縮、冷凝分離回收”—“膜級聯膜分離回收”—“吸附劑吸附分離回收”的綜合回收工藝技術，工業實施過程表明可使混合氣體中揮發性有機物的99%以上得以回收；但是“壓縮、冷凝”耗能比較高。

在高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑十氫萘回收應用過程中，由于循環氮氣分成兩路，一路經過紡絲箱體的氮氣，十氫萘濃度從幾百ppm增加至幾千甚至上萬ppm；而另一路經過纖維固化甬道的氮氣，十氫萘濃度從約20ppm增加至幾百ppm；這樣就可以考慮將“氮氣循環”分成兩個回路，分別采用不同的方法來“回收溶劑”，達到節能目的。?

發明內容

本發明目的是根據高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑十氫萘回收應用過程中，有兩股混合氣體中揮發性有機化合物十氫萘濃度不同、分離要求不同，可采取兩種工藝流程，使混合氣體中十氫萘回收率保持在99%以上，而回收能耗大幅度降低，回收裝置投資也減少。本發明是對專利CN02137836.3的改進。

高性能聚乙烯纖維干法紡絲采用昂貴的紡絲溶劑十氫萘，在氮氣密封循環系統中回收十氫萘的蒸氣。回收效率不僅影響纖維的成本；由于溶劑易燃易爆、有毒，也將影響生產安全和周圍環境。按照專利CN02137836.3可以回收循環氮氣中99%以上的溶劑十氫萘。為了進一步降低回收能耗，本發明提出將“氮氣循環”分成兩個回路，分別采用不同的方法來“回收溶劑”，達到節能目的。

本發明總得技術方案是：將一個總的氮氣密封循環系統成兩個回路，其中一路送入紡絲箱體的氮混合氣，回收處理后十氫萘濃度只要求控制在500~1000ppm?，因此采用簡單的冷凝分離，通過風機增壓，再經過加熱器達到要求的溫度，即可送紡絲系統（該循環氣路稱為回路一，該混合氣在圖中為物流C）。另外的一路，仍然采用“壓縮、冷凝分離回收”—“膜級聯膜分離回收”—“吸附劑吸附分離回收”綜合回收工藝，使氮混合氣中十氫萘濃度低于25ppm（該氣路稱為回路二，該混合氣在圖中為物流B），低濃度氮混合氣不僅有利于纖維質量，如需少量排放該氮氣也達到國家排放標準。

一般地，本發明所述回路一冷凝溫度為-10~10℃，風機增壓到0.05～0.12MPa。

所述回路二壓縮機增壓到0.2~0.6?Mpa，冷凝溫度為-20℃~?0℃。

所述回路二膜分離器在操作壓力0.2~0.5Mpa，操作溫度-20℃~0℃下，進一步回收其中的有機化合物。

所述回路二吸附器，在操作壓力0.2~0.4?Mpa，操作溫度-20℃~20℃下，吸附殘余的有機物，使混合氣體中有機物的濃度降低到排放標準，氣體循環使用，也可以部分放空。

所述的節能方法，其特征是回路二吸附器與脫附器定時交換，脫附出含十氫萘的混合氣體返回壓縮機入口，循環回收，密封運行。

本發明所述的紡絲系統主要由紡絲箱體和纖維固化甬道組成。所述的物流C進入紡絲箱體，所述的物流B進入纖維固化甬道。

本發明適用于混合氣含有不同濃度和分離要求的VOCs回收系統，其中VOCs可以是各種可以通過壓縮—冷凝實現液化回收的有機化合物（例如十氫萘等）；兩個回路混合氣體分流率由生產需要決定。

采用本發明回收技術，可使回路一從原來壓縮機增壓到0.3~0.6?Mpa降低到由風機增壓到0.05～0.12MPa，使電耗降低30%以上同時設備投資降低20%，由于整個氮氣循環系統是密封的，溶劑回收率保持在99%以上。

附圖說明

附圖1為本發明回收系統工藝流程簡圖。

附圖2為紡絲系統簡圖。

附圖1中，1－冷卻器；2－分離器；3－風機；4－壓縮機；5－冷卻器；6－分離器；7－膜分離器；8－吸附器；9－脫附器；10-紡絲箱體；11-纖維固化甬道；12-閥門。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明加以詳細描述。

回路一：先將從紡絲系統出來的含十氫萘的混合氣體(即物流A)送入冷卻器1進行冷凝，控制冷凝溫度使大部分十氫萘液化，在分離器2中分離回收，混合氣中殘留的十氫萘濃度達到回路一指標500~1000ppm，將一部分混合氣（即物流C）通過風機3增壓至可以克服系統阻力后，送入紡絲箱體10。