專利名稱：：精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在工業(yè)生產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸(以下簡(jiǎn)稱PTA)過(guò)程中的尾氣處理工藝。
背景技術(shù)：
：精對(duì)苯二甲酸(PTA)裝置尾氣的主要成分為氮?dú)?、氧氣及二氧化碳，同時(shí)含有一定量的一氧化碳、乙酸甲酯、對(duì)二甲苯、溴甲烷、二溴甲烷和溴化氫等污染環(huán)境有害成分。.由于PTA裝置尾氣中有機(jī)物濃度低、流量大，采用一般尾氣處理工藝不能滿足環(huán)保'要求，目前PTA裝置尾氣一般采用煙囪高點(diǎn)直接排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。另外也有部分PTA裝置采用高壓焚燒(HPCCU)或蓄熱式熱氧化(RTO)工藝來(lái)處理PTA尾氣。高壓焚燒工藝尾氣先用蒸氣加熱，再用甲醇或丙烯等燃料加熱到反應(yīng)溫度，過(guò)程需消耗大量的燃料，運(yùn)行成本較高，且焚燒排氣量較大；蓄熱式熱氧化工藝的缺點(diǎn)是燃料消耗量大，不能徹底除去CO，熱氧化過(guò)程中會(huì)有部分氮?dú)獗谎趸傻趸铩?br/>發(fā)明內(nèi)容針對(duì)直接排放、高壓焚燒和蓄熱式熱氧化法的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種工藝簡(jiǎn)單、系統(tǒng)阻力小、不需補(bǔ)充輔助燃料，運(yùn)行成本低、無(wú)二次污染、尾氣處理徹底的PTA裝置尾氣處理工藝。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的一種PTA裝置尾氣處理工藝，利用尾氣換熱器回收反應(yīng)氣熱量并用來(lái)預(yù)熱尾氣；過(guò)程無(wú)需附加燃料。本發(fā)明尾氣被預(yù)加熱后，進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，所述催化氧化反應(yīng)器中采用貴金屬蜂窩催化劑，壓力為050kPa(G)、入口溫度為10065(TC、出口溫度為20075CrC，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，將溴代烴氧化為二氧化碳、水、溴和溴化氫，然后在尾氣換熱器回收部分熱量，再進(jìn)入堿洗塔脫除其中的溴和溴化氫，最后凈化尾氣排空。本發(fā)明所述催化氧化反應(yīng)器的入口溫度最好為300°C;出口溫度最好在500'C以下。作為本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的尾氣最好經(jīng)尾氣換熱器加熱到催化劑起燃溫度后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器。PTA尾氣換熱器最好為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。作為本發(fā)明的催化氧化機(jī)理，催化氧化反應(yīng)器中主要發(fā)生了如下化學(xué)反應(yīng)2CO+02=2C02CH3COOCH3+3.502=3C02+3H20C8H10+10.5O2=8C02+5H20CH3OH+1.502=C02+2H202CH3Br+3.502=2C02+3H20+Br2CH3Br+I.502=C02+H20+HBrCH2Br2+1.502=C02+H20+Br2CH2Br2+02=C02+2HBr作為本發(fā)明的另一優(yōu)選技術(shù)方案，經(jīng)催化氧化處理的尾氣在尾氣換熱器中回收部分熱量后應(yīng)送入堿洗塔脫除其中的溴及溴化氫，最后排入大氣中。以氫氧化鈉溶液作為洗滌液為例，在堿洗過(guò)程中主要發(fā)生了如下化學(xué)反應(yīng)HBr+NaOH=NaBr+H20Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H20相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，能量利用合理，將PTA裝置尾氣中有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和無(wú)害的溴化鹽，過(guò)程不產(chǎn)生氮氧化合物，無(wú)二次污染，尾氣處理徹底，檢測(cè)結(jié)果完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)保控制要求；另外，本發(fā)明具有非常寬廣的操作范圍，可保證PTA尾氣中有機(jī)物含量變化時(shí)，系統(tǒng)能穩(wěn)定操作；再有，本發(fā)明采用的催化劑，機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、阻力降低；最后，本發(fā)明采用高效熱管換熱器、焊接板式換熱器和翅片管換熱器回收反應(yīng)熱以加熱進(jìn)料尾氣，正常運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需附加燃料；高效的堿洗塔可徹底脫除尾氣中的溴及溴化氫。圖l為本發(fā)明PTA裝置尾氣處理工藝的工藝流程圖。圖中1一加熱器；2—催化氧化反應(yīng)器；3—尾氣換熱器；4一堿洗塔。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的工藝作進(jìn)一步的闡述。本發(fā)明提供的PTA裝置尾氣處理工藝的工藝流程如圖1所示。精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，包括加熱器1升溫開(kāi)工預(yù)加熱和堿洗塔4堿洗，其特征在于精對(duì)苯二甲酸尾氣經(jīng)加熱器1預(yù)加熱后，進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器2催化氧化反應(yīng)，所述催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)采用貴金屬蜂窩催化劑，壓力為050kPa(G)、入口溫度為10065(TC、出口溫度為200750°C,將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，將溴代烴氧化為二氧化碳、水、溴和溴化氫，然后在尾氣換熱器3被回收部分熱量，再進(jìn)入堿洗塔4堿洗脫除其中的溴和溴化氫，最終排入大氣。催化氧化反應(yīng)器2優(yōu)選入口溫度為300°C，優(yōu)選出口溫度為500'C以下。所述的PTA尾氣經(jīng)尾氣換熱器3加熱到催化劑起燃溫度后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器2。所述貴金屬蜂窩催化劑中的貴金屬為鉑、鈀中任意一種或兩種。所述尾氣換熱器3為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。所述加熱器l為蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器、或燃?xì)馊紵?。所述堿洗塔4采用板式塔或填料塔，采用的堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀或碳酸氫鉀的任意一種或兩種及兩種以上化合物的水溶液。在所述催化氧化反應(yīng)器2入口處有一旁路閥門用于調(diào)節(jié)反應(yīng)器2的入口溫度。實(shí)施例1本實(shí)施例提供的PTA裝置尾氣處理工藝尾氣來(lái)源于某公司PTA裝置，設(shè)計(jì)工況如表1所示。表l某公司PTA裝置尾氣組成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>溴化氫~50mg/Nm3其它有機(jī)物(以甲醇計(jì))~400mg/Nm3合計(jì)(kg/h)10194.19合計(jì)(Nm3/h)8000溫度°c38.7~150壓力MPa(G)0.05開(kāi)工階段用空氣經(jīng)過(guò)電加熱器1循環(huán)加熱到30(TC后，逐漸將尾氣切入催化氧化反應(yīng)器2進(jìn)行催化氧化反應(yīng)。蜂窩鉑、鈀金屬組合催化劑固定在催化劑固定床層上，此時(shí)催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為18kPa(G)，出口溫度約為37(TC，所述尾氣在催化氧化反應(yīng)器2中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，溴代烴氧化為二氧化碳、水、溴和溴化氫，并釋放出大量的熱，催化氧化反應(yīng)后的尾氣在尾氣換熱器3回收熱量后送入氫氧化鈉堿洗塔4，堿洗后的尾氣直接排往大氣中。對(duì)處理后的排放氣取樣后送入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲烷總烴等有害的揮發(fā)性有機(jī)物含量如表2所示。表2某省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和控制指標(biāo)污染物名稱排放濃度排放濃度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(mg/m3)二甲苯2570非甲烷總烴96120注排放濃度為多次采樣的平均值。實(shí)施例2催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為150°C，采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器22內(nèi)壓力約為5kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為220°C，堿洗塔4所用堿液為氫氧化鉀溶液；其余同實(shí)施例l。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲烷總烴的濃度分別為30、98mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為25(TC，采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為12kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為320°C，堿洗塔4所用堿液為碳酸鈉溶液；其余同實(shí)施例l。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲垸總烴的濃度分別為28、97mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例4催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為35(TC，采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為20kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為42(TC，堿洗塔4所用堿液為碳酸氫鈉；其余同實(shí)施例l。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲垸總烴的濃度分別為27、95mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例5催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為40(TC，采用蜂窩鈀金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為25kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為465°C，堿洗塔4所用堿液為碳酸鉀；其余同實(shí)施例l。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲烷總經(jīng)的濃度分別為26、94mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例6催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為450'C，采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為28kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為52(TC，堿洗塔4所用堿液為碳酸氫鉀；其余同實(shí)施例1。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲垸總烴的濃度分別為25、94mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例7催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為480°C，采用蜂窩鈀金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為35kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為550°C，堿洗塔4所用堿液為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液；其余同實(shí)施例1。經(jīng)檢測(cè)，凈凈化尾氣中二甲苯和非甲烷總烴的濃度分別為24、92mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。。實(shí)施例8催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為540'C，采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為40kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為600°C，堿洗塔4所用堿液為氫氧化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液；其余同實(shí)施例1。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲垸總烴的濃度分別為22、卯mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例9催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為60(TC，采用蜂窩鈀金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為43kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為670°C，堿洗塔4所用堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合溶液；其余同實(shí)施例l。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲烷總烴的濃度分別為20、89mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例10催化氧化反應(yīng)器2的入口溫度約為64(TC，采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應(yīng)器2內(nèi)壓力約為48kPa(G)、催化氧化反應(yīng)器2出口溫度約為72(TC，堿洗塔4用堿液為氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合溶液；其余同實(shí)施例1。經(jīng)檢測(cè)，凈化尾氣中二甲苯和非甲烷總烴的濃度分別為18、85mg/m3，達(dá)到國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)某公司的PTA尾氣處理裝置建成投產(chǎn)試用后，受中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的委托，某省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站按照中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的要求，對(duì)廢氣處理裝置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)釆樣監(jiān)測(cè)驗(yàn)收，檢測(cè)結(jié)果證明本發(fā)明完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)保控制要求。權(quán)利要求1、精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，包括加熱器(1)預(yù)加熱升溫開(kāi)工和堿洗塔(4)堿洗，其特征在于精對(duì)苯二甲酸尾氣經(jīng)所述加熱器(1)預(yù)加熱后，進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器(2)催化氧化反應(yīng)，所述催化氧化反應(yīng)器(2)內(nèi)采用貴金屬蜂窩催化劑，壓力為0～50kPa(G)、入口溫度為100～650℃、出口溫度為200～750℃，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，將溴代烴氧化為二氧化碳、水、溴和溴化氫，然后在尾氣換熱器(3)回收部分熱量，再進(jìn)入堿洗塔(4)堿洗脫除其中的溴和溴化氫，排入大氣。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，其特征在于催化氧化反應(yīng)器(2)入口溫度優(yōu)選為300°C，出口溫度優(yōu)選為50(TC以下。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，其特征在于尾氣經(jīng)所述尾氣換熱器(3)加熱到催化劑起燃溫度后進(jìn)入所述催化氧化反應(yīng)器(2)。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，其特征在于所述貴金屬蜂窩催化劑中貴金屬為鉑、鈀中任意一種或兩種。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，其特征在于所述尾氣換熱器(3)為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，其特征在于所述加熱器(1)為蒸汽加熱器、電加熱器、燃油燃燒器、或燃?xì)馊紵鳌?、根據(jù)權(quán)利要求l所述精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，其特征在于所述堿洗塔(4)采用板式塔或填料塔，采用的堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀或碳酸氫鉀的任意一種或兩種及兩種以上化合物的水溶液。8、根據(jù)權(quán)利要求l所述精對(duì)苯二甲酸尾氣處理工藝，其特征在于在所述催化氧化反應(yīng)器(2)入口處有一調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度的旁路閥門。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種精對(duì)苯二甲酸(PTA)尾氣處理工藝，尾氣處理開(kāi)工時(shí)尾氣先用加熱器預(yù)加熱，進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，催化氧化反應(yīng)器中采用貴金屬蜂窩催化劑，壓力為0～50kPa(G)、入口溫度為100～650℃、出口溫度為200～750℃，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，其中的溴代烴被氧化為二氧化碳、水、溴和溴化氫，從催化氧化反應(yīng)器出來(lái)的尾氣，經(jīng)尾氣換熱器回收熱量后進(jìn)入堿洗塔堿洗，脫除尾氣中的溴和溴化氫后從堿洗塔頂排空；同時(shí)進(jìn)料尾氣在尾氣換熱器中被加熱。本發(fā)明正常運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需任何輔助燃料，具有工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染、尾氣處理徹底等特點(diǎn)。文檔編號(hào)B01D53/75GK101301570SQ20081003931公開(kāi)日2008年11月12日申請(qǐng)日期2008年6月20日優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日發(fā)明者吳利軍,孟艷秋,崔德磊,青文,趙小平申請(qǐng)人:上海東化環(huán)境工程有限公司