一种羧甲基纤维素闪蒸尾气中甲、乙醇回收处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于清洁化工生产领域，具体涉及到一种使用离子液体和水作为捕捉剂捕 捉并回收羧甲基纤维素生产过程中闪蒸阶段所排放尾气中的甲、乙醇的方法。
【背景技术】
[0002] 离子液体是由特定的有机阳离子和有机或无机阴离子组成的在室温或近室温下 呈液态的熔盐体系，具有良好的热稳定性和化学稳定性、蒸汽压极低，不易挥发、毒性很低、 结构可设计等优势，是一类新型的绿色介质。近年来，采用离子液体捕捉气体的研究越来越 受到人们的重视。
[0003] 羧甲基纤维素是一种由天然纤维素经化学改性得到的一种阴离子型高分子化合 物，被广泛应用于石油、食品、医药、纺织、造纸等工业中。近年来，随着国民经济的迅速发 展，羧甲基纤维素的需求量正不断增长。而且由于其优异的性能和宝贵的胶体化学性质，还 在不断开拓新的应用领域，市场前景极为广阔，潜力巨大。
[0004] 羧甲基纤维素的生产工艺有水媒法和溶媒法两种。水媒法以水作为反应介质，但 所得产品含盐量大，水分高、呈碱性，系中低档羧甲基纤维素产品。而溶媒法以有机溶剂作 为反应介质，省去了水媒法固有的浸碱，压榨，粉碎，老化等工序，碱化，醚化均在捏合机中 进行。反应过程传热、传质迅速、均匀、稳定、主反应快、副反应少，所得羧甲基纤维素产品的 均一性、透明度及溶解性能都很好，是整个纤维素醚工业发展的方向。因此，目前国内外大 多数厂家都使用溶媒法，但溶媒法以昂贵的有机溶剂作为反应介质，成本较大，并且在羧甲 基纤维素闪蒸尾气中含有大量的甲、乙醇直接排入大气中，这不但污染了环境，也增加了生 产成本。
[0005] 溶媒法生产羧甲基纤维素的过程中，氢氧化钠与酒精等比例加入到反应罐中混 合，由于在加料过程中风机一直运行，导致大量乙醇排入空气。氢氧化钠和酒精混合完全 后，再加入淀粉，一段时间后再滴加氯乙酸，等它们充分反应后，得到料液。然后料液通入离 心机离心，一次离心机离心后的固体物料经大量甲醇洗涤后，进入二次离心机离心，离心后 的固体物料经闪蒸后，产生大量含甲、乙醇的废气直接排入大气中。在这个过程中浪费掉大 量的甲、乙醇，这不仅增加了一定的成本，而且还给周围大气环境造成污染。经测算，每生产 1吨羧甲基纤维素损耗乙醇300到400公斤，甲醇200公斤，每年将造成巨大的经济损失。 因此开发合理可行的处理方法，治理该股废气，既可保护周围的大气环境，又能产生可观的 经济效益。
[0006] 有机废气的处理目前一般采用的方法有转化法和回收法，转化法有热氧化、催化 燃烧、生物氧化等技术，主要是通过化学或生化反应，用热、催化剂和微生物等将有机物转 变成为二氧化碳和水。回收法主要有吸附法、冷凝法、吸收法及膜分离法，通过物理方法，利 用温度、选择性吸收剂和选择性渗透膜等来分离回收有机溶剂，它是采用物理或化学方法 将废气中有机物回收再加以利用。转化法虽然减少了有机废气的污染，但是浪费了资源和 能量，并且会排放大量温室气体。吸附法会产生二次固体或液体污染物。冷凝法投资较大， 对环境及操作人员要求较高，且能耗过大，运行费用高。膜分离法对膜的要求比较高，处理 有机废气性能良好的高效膜有待开发，应用范围受到限制。在吸收法之中，吸收剂性能的优 劣，是决定吸收操作效果好坏的关键因素之一，本发明采用捕捉剂吸收法处理有机废气，可 捕捉低浓度有机废气，捕捉效率高，无污染，捕捉剂还可循环利用。
[0007] 现有技术中也公开了使用离子液体吸收剂吸收有机废气的方法，例如公开号为 CN102675028A的专利涉及使用离子液体处理乙炔裂解气的工艺，其提供了一种以较强碱性 的离子液体或离子液体与有机溶剂组成的混合溶剂为吸收剂，从裂解气中分离得到高纯乙 炔的方法，但是其采用吸收-解吸的方法，依次高压吸收裂解气，吸收液预热后进行分段减 压、升温解吸，将轻组分、乙炔和高炔解吸出来，分离得到高纯度的乙炔，但是该工艺操作较 为复杂，运行成本高。
[0008][0009][0010] 本申请使用离子液体和水实现尾气中的甲、乙醇的有效捕捉，减少有机废气的排 放，实现清洁化工生产。本申请是针对羧甲基纤维素生产过程中，溶剂甲醇和乙醇单耗大的 问题专项研发的，效果显著，具有广阔的应用前景。本发明的方法采用绿色溶剂离子液体和 水作为捕捉剂，无毒，无腐蚀，无污染，易回收，热稳定性好和化学稳定性好，无损耗，可循环 使用，对原料浓度要求低，本发明使用的离子液体包括咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、 吡咯烷类离子液体，本发明提供的方法处理量大，操作简单，经济效益好，对甲、乙醇的捕捉 率和回收率均达到99%以上。
【发明内容】
[0011] 本申请提出一种采用离子液体和水捕捉羧甲基纤维素闪蒸尾气中的甲、乙醇的方 法，本申请中所述的甲、乙醇均为羧甲基纤维素闪蒸尾气中的甲醇和乙醇的混合气体。所述 方法能够高效的捕捉羧甲基纤维素闪蒸尾气中的甲、乙醇，减少有机废气的排放，并能实现 甲、乙醇的回收利用，具有经济和环保的双重效益。
[0012] 【要解决的技术问题】
[0013] 本发明的目的是提供一种羧甲基纤维素闪蒸尾气中甲、乙醇回收处理的方法。
[0014] 本发明的另一目的是提供一种羧甲基纤维素闪蒸尾气中甲、乙醇回收处理的装 置。
[0015]【技术方案】
[0016] 本申请是通过如下技术方案实现的：
[0017] 1. -种羧甲基纤维素闪蒸尾气中甲、乙醇回收处理的方法，其特征在于：所述方 法采用如下装置对羧甲基纤维素闪蒸尾气中甲、乙醇进行回收处理，该装置包括空气过滤 器（2)、捕捉塔（3)、换热器（6)、捕捉剂再生塔（7)、甲、乙醇再生塔（12);其中所述空气过 滤器⑵的出口与所述捕捉塔（3)的进气口相连通，所述捕捉塔（3)的塔底出料口和所述 捕捉剂再生塔（7)的塔底出料口分别与所述换热器（6)的冷、热流体进口相连通，所述捕捉 塔（3)的塔顶进料口与所述捕捉剂再生塔（7)的进料口分别与换热器（6)的热、冷流体出 口相连通，所述捕捉剂再生塔（7)的塔顶出料口与所述甲、乙醇再生塔（12)的进料口相连 通。
[0018] 该回收处理方法包括如下步骤：
[0019] 1)含甲、乙醇的羧甲基纤维素闪蒸尾气首先进入空气过滤器（2)，在空气过滤器 (2)中羧甲基纤维素粉尘和固体颗粒经过离心和压缩被沉淀下来；
[0020] 2)通过空气过滤器（2)的羧甲基纤维素闪蒸尾气从塔底部进入到捕捉塔（3)中被 捕捉剂捕捉，形成含甲、乙醇的捕捉剂溶液，净化后的空气从捕捉塔（3)上方排出；
[0021] 3)将含甲、乙醇的捕捉剂溶液引入换热器（6)后温度上升，送入到捕捉剂再生塔 (7)中，从塔顶得到甲、乙醇的混合物，塔底得到回收的捕捉剂；
[0022] 4)将步骤3)中得到的甲、乙醇的混合物送入到甲、乙醇再生塔（12)中，将回收的 捕捉剂通过换热器（6)冷却后，从顶部通入捕捉塔（3)循环利用；
[0023] 5)在甲、乙醇再生塔（12)中经过精馏分离，在塔顶得到甲醇，塔底得到乙醇，将其 送回生产车间重新用于羧甲基纤维素的生产。
[0024] 根据本发明的一种优选实施方式，其特征在于捕捉剂是离子液体和水的混合物。
[0025] 根据本发明的一种优选实施方式，其特征在于离子液体是咪唑类离子液体、吡啶 类离子液体、吡咯烷类离子液体中的一种或几种的混合物。
[0026] 根据本发明的一种优选实施方式，其特征在于：所述换热器（6)为单管程单壳程 的列管式换热器，其冷却源为来自捕捉塔（3)中的含有甲、乙醇的捕捉剂。
[0027] 根据本发明的一种优选实施方式，其特征在于所述捕捉剂对甲、乙醇的捕捉率达 到99%以上。
[0028]