环己烷氧化系统尾气处理装置及处理方法

专利名称：环己烷氧化系统尾气处理装置及处理方法
技术领域：
本发明涉及到环己烷氧化制备环己醇和环己酮的装置及工艺，具体指一种环己烷氧化系统尾气处理装置及处理方法。
背景技术：
环己烷是重要的化工原料中间体，可以直接氧化生成环己基过氧化氢，再分解生成环己醇和环己酮，环己醇和环己酮也都是重要的化工原料。环己烷氧化制备环己醇和环己酮的方法可分为非催化氧化法和催化氧化法；根据氧化剂的不同又可分为氧气法及其它氧化剂法。所用的氧化剂一般为含氧气体，如空气、纯氧、双氧水等。空气氧化法由于其不使用催化剂，氧化产物环己基过氧化氢比较稳定，不宜被分解，副产物也比较少，其经济效果优于其它方法，一般转化率在5%左右，醇酮产品选择性在 84 %左右，并且不存在结焦和浆状物料处理问题，生产装置可以连续运转；同时所使用的化学品种类及数量少、工艺流程相对简单、设备投资低、后处理简单等优点而被广泛采用。但是环己烷空气氧化工艺存在尾气量大，且尾气中含有环己烷、环己醇、环己酮等有效成分。目前环己烷氧化尾气的主要处理方法是，采用有机物例如环己酮、环己醇或者环己酮和环己醇的混合液作为吸收剂，在低温0 15°C、高压1. 0 1. 2MPa的条件下，对尾气在吸收塔内进行吸收处理，以回收有效成分，吸收后的尾气直接放空。但放空的尾气中仍然含有一定量的环己烷、环己酮和环己醇等有机物以及氢气和纯度较高的氮气等高附加值的有效资源。据估算年产6万吨环己酮装置，每年尾气中被排出的有机物高达260 350吨。 如果直接排放火炬，会造成资源浪费和环境污染的双重问题。公开号为CN101306^3的中国发明专利申请公开了一种《环己酮生产系统尾气的处理方法》，该方法中环己烷氧化尾气采用变温吸附和变压吸附相结合的处理方法。其中， 所述的变温吸附是在III号和IV号变温吸附塔以及II号变温预吸附塔内装有多种吸附剂，其工作温度为常温 180°c ；主流尾气经III号或IV号变温吸附塔吸附后，半成品气进入所述的变压吸附工序；次流尾气经II号变温预吸附并加温后，进入IV号或III号变温吸附塔解吸，经冷却和分离后回收有机物，分离出的尾气冷干后再回到环己烷氧化工序尾气处理，经10 28小时后，III号和IV号变温吸附塔工况转换；其中III号和IV号变温吸附塔及II号变温预吸附塔均由1个或多个组成；所述的变压吸附是在II号变压吸附塔内装有多种吸附剂；变温吸附后的尾气进入II号变压吸附塔作吸附处理后，放出氮气回收利用，II号变压吸附塔由2个或多个组成，依次进行吸附和再生。上述申请热能利用率低，节能效果差；同时更为严重的是其运行安全性差，这是因为解吸工序中所用的解吸气体为变温吸附工序中的尾气，由于尾气中存在环己烷、环己醇和环己酮等有机物，这些有机物在高温解吸的过程中会发生聚合反应，而一旦发生聚合反应，聚合产物会堵塞管道，那么装置必须停工；同时由于聚合物的难清除，对于管道内发生聚合反应的装置就废掉了。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能稳定运行且节能效果好的环己烷氧化系统尾气处理装置。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种能稳定运行且节能效果好的环己烷氧化系统尾气处理方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为该环己烷氧化系统尾气处理装置，其特征在于包括变温吸附塔，其内填充有吸附剂；变温吸附塔的进口管路有三支，其中第一进口管路通过控制阀连接待处理尾气管线，第二进口管路通过控制阀连接加热器的第一接口，第三进口管路通过控制阀连接惰性气体管路的第一支路；变温吸附塔的出口管路有五支，其中，第一出口管路通过控制阀连接PSA制氮装置，第二出口管路通过控制阀连接气体动力输送管线，第三出口管路通过控制阀连接加热器的第二接口，第四出口管路通过控制阀连接冷却器的第一接口，第五出口管路通过控制阀高位放空；所述冷却器的第二接口连接气液分离器的入口，所述气液分离器的气体出口通过压缩机连接所述的惰性气体管路；所述惰性气体管路的第二支路通过控制阀连接所述加热器的第二接口。使用上述环己烷氧化系统尾气处理装置进行环己烷氧化尾气的处理方法，其特征在于包括下述步骤a)吸附步骤第一进口管路、第一出口管路和/或第二出口管路上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；环己烷氧化尾气以8000 20500Nm3/h的流速全部通过第一进口管路送入变温吸附塔内，在0. 8 1. 2Mpa、5 40°C的条件下经6_32小时完成吸附过程；此时，环己烷氧化尾气中的有机物被吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路和/或第二出口管路送入所述的PSA制氮装置和/或所述的气体动力输送管线.
一入 ，b)吹扫步骤对完成吸附步骤的变温吸附塔进行吹扫，此时，第三进口管路和第五出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路的惰性气体以2000 6000Nm3/h的流速对变温吸附塔吹扫20-50min，吹扫后的气体通过第五出口管路高位放空；c)解吸步骤对吹扫后的变温吸附塔进行解吸；首先是第二支路、第三出口管路、第二进口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；惰性气体以8000 20500Nm3/h的流速经第二支路进入加热器加热后进入变温吸附塔加热变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路进入加热器加热后再返回变温吸附塔，与惰性气体一起对变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至变温吸附塔内的温度达到100 180°C ；然后关闭第三出口管路上的控制阀，打开第四出口管路上的控制阀，控制变温吸附塔内的压力为0. 5 1. OMpa、温度为100 180°C，从变温吸附塔内出来的气体经第四出口管路进入冷却器冷却后送入气液分离器进行气液分离，分离后得到的气相返回惰性气体管路，得到的液相即为有机物相送入储存设备或下道工序；经12-64小时后完成解吸过程；d)吹冷步骤对解吸后的变温吸附塔进行吹冷，此时第三进口管路和第四出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；惰性气体经第三进口管路进入变温吸附塔内，然后从第四出口管路进入冷却器冷却后，进入气液分离器分离，分离后的气相返回惰性气体管道；重复上述步骤，如此循环直至变温吸附塔内的温度降低至40°C或40°C以下；该变温吸附塔又可以进行吸附步骤了。为了增加处理能力，可以采用两个变温吸附塔并联使用；同样，根据加热器的额定功率，对于较大功率的加热器和冷却器可以使用一个，对于较小功率的加热器和冷却器可以使用两个。两个变温吸附塔并联使用时各设备的具体连接关系如下所述的变温吸附塔有两个，且这两个变温吸附塔并联连接；所述的加热器包括第一加热器和第二加热器，所述的冷却器包括第一冷却器和第二冷却器；各设备的具体连接关系如下各变温吸附塔的进口管路还包括第四进口管路和第五进口管路，各变温吸附塔的出口管路还包括第六出口管路和第七出口管路；所述的第四进口管路通过控制阀连接所述第二加热器的第一接口，所述的第六出口管路通过控制阀连接所述第二加热器的第二接口 ；所述的第七出口管路通过程控制阀连接所述的第二冷却器的第一接口，所述的第五进口管路连接所述第二冷却器的第二接口；其中，所述的第三出口管路连接所述第一加热器的第二接口，所述的第二进口管路连接所述第一加热器的第一接口 ；所述的第四出口管路通过控制阀连接所述第一冷却器的第一接口，第一冷却器的第二接口连接所述气液分离器的入口 ；所述惰性气体管路的的第二支路通过控制阀连接所述第一加热器的第二接口。使用上述两个变温吸附塔并联的环己烷氧化系统尾气处理装置进行环己烷氧化尾气的处理方法，其特征在于包括下述步骤a)吸附步骤两个变温吸附塔的第一进口管路、第一出口管路和/或第二出口管路上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；环己烷氧化尾气以8000 20500Nm3/h的流速全部通过第一进口管路送入第一、第二变温吸附塔内，在0. 8 1. 2Mpa、5 40°C的条件下经6_32小时完成吸附过程；此时，环己烷氧化尾气中的有机物被第一、第二变温吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路和/或第二出口管路送入所述的PSA制氮装置和/或所述的气体动力输送管线；b)吹扫步骤对完成吸附步骤的两个变温吸附塔进行吹扫，此时，第三进口管路和第五出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路的惰性气体以2000 6000Nm3/h的流速对第一、第二变温吸附塔吹扫20-50min，吹扫后的气体通过第五出口管路高位放空；c)解吸步骤
对吹扫后的两个变温吸附塔进行解吸；首先是第二支路、第三出口管路、第六出口管路、第二进口管路和的控制阀打开，其余的控制阀关闭；惰性气体以 8000 20500Nm7h的流速经第二支路进入第一加热器加热后从第二进口管路进入两个变温吸附塔加热两个变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路和第六出口管路分别进入第一加热器和第二加热器加热后再返回两个变温吸附塔，与惰性气体一起对变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至第一、第二变温吸附塔内的温度达到100 180 0C ；然后关闭第三出口管路和第六出口管路上的控制阀，打开第四出口管路上的控制阀；控制第一、第二变温吸附塔内的压力为0. 5 1. OMpa、温度为100 180°C，从两个变温吸附塔内出来的气体经第四出口管路进入第一冷却器冷却后送入气液分离器进行气液分离，分离后得到的气相返回惰性气体管路，得到的液相即为有机物相送入储存设备或下道工序；经12-64小时后完成解吸过程。d)吹冷步骤打开第三进口管路、第七出口管路和第四出口管路上的控制阀，对解吸后的两个变温吸附塔进行吹冷；首先，惰性气体经第三进口管路进入两个变温吸附塔内，然后经第七出口管路和第四出口管路进入两个冷却器冷却；其中，经第二冷却器冷却后的气体全部返回第一、第二变温吸附塔，经第一冷却器冷却后的气体进入气液分离装置气液分离后气相返回惰性气体管路，然后再经第三进口管路进入第一、第二变温吸附塔；如此循环直至第一、第二变温吸附塔内的温度降至40°C或以下；然后两个变温吸附塔即可进行吸附步骤了。更好的，考虑到尾气处理规模和处理工艺的连续性操作，可以将两个所述的变温吸附塔为一组，该尾气处理装置共有三组，且这三组变温吸附塔并联连接。使用三组变温吸附塔并联使用的环己烷氧化系统尾气处理装置进行环己烷氧化尾气的处理方法，其特征在于所述的三组变温吸附塔交错进行吸附步骤、吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤；即首先第一组变温吸附塔进行吸附步骤，完成吸附步骤后依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤；在第一组变温吸附塔进入吹扫步骤的同时第二组变温吸附塔进行吸附步骤，第二组变温吸附塔吸附完成后依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤；与第二组变温吸附塔进入吹扫步骤的同时，第三组变温吸附塔进入吸附步骤； 当第三组变温吸附塔完成吸附步骤时，第一组变温吸附塔已经完成了吹冷步骤，此时，第三组变温吸附塔依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤，而第一组变温吸附塔进入吸附步骤；如此循环，使环己烷氧化系统尾气的处理连续进行；所述的吸附步骤、吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤如下所述a)吸附步骤一组变温吸附塔的第一进口管路、第一出口管路和/或第二出口管路上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；环己烷氧化尾气以8000 20500Nm3/h的流速全部通过第一进口管路送入该组变温吸附塔内，在0. 8 1. 2Mpa、5 40°C的条件下经6_32小时完成吸附过程；此时，环己烷氧化尾气中的有机物被该组变温吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路和/或第二出口管路送入所述的PSA制氮装置和/或所述的气体动力输送管线；b)吹扫步骤对完成吸附步骤的该组变温吸附塔进行吹扫，此时，第三进口管路和第五出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路的惰性气体以2000 6000Nm3/h的流速对该组变温吸附塔吹扫20-50min，吹扫后的气体通过第五出口管路高位放空；c)解吸步骤对吹扫后的该组变温吸附塔进行解吸；首先是第二支路、第三出口管路、第六出口管路、第二进口管路和第四进口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；惰性气体以 8000 20500Nm3/h的流速经第二支路进入第一加热器加热后从第二进口管路进入该组变温吸附塔加热该组变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路和第六出口管路分别进入第一加热器和第二加热器加热后再返回该组变温吸附塔，与惰性气体一起对该组变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至该组变温吸附塔内的温度达到100 180°C ；然后关闭第三出口管路和第六出口管路上的控制阀，打开第四出口管路上的控制阀；控制该组变温吸附塔内的压力为0. 5 1. OMpa、温度为100 180°C，从该组变温吸附塔内出来的气体经第四出口管路进入第一冷却器冷却后送入气液分离器进行气液分离，分离后得到的气相返回惰性气体管路，得到的液相即为有机物相送入储存设备或下道工序； 经12-64小时后完成解吸过程。d)吹冷步骤打开第三进口管路、第七出口管路和第四出口管路上的控制阀，对解吸后的该组变温吸附塔进行吹冷；首先，惰性气体经第三进口管路进入该组变温吸附塔内，然后经第七出口管路和第四出口管路进入两个冷却器冷却；其中，经第二冷却器冷却后的气体全部返回该组变温吸附塔，经第一冷却器冷却后的气体进入气液分离装置气液分离后气相返回惰性气体管路，然后再经第三进口管路进入该组变温吸附塔；如此循环直至该组变温吸附塔内的温度降至40°C或以下；然后该组变温吸附塔即可进行吸附步骤了。上述各方案中，较好的，所述所述变温吸附塔的进口管路和所述的待处理尾气管线之间还设有尾气缓冲罐。所述的PSA制氮装置可以包括相互并联的两个PSA吸附塔，这两个PSA吸附塔的入口连接所述的第一出口管路，这两个PSA吸附塔的出口连接成品氮气装置。所述的惰性气体为氮气，氮气相对价廉易得。与现有技术相比，本发明所提供的环己烷氧化系统尾气处理装置及处理方法在高压0. 8 1. 2Mpa、低温5 40°C条件下吸附尾气中的有机物-环己酮、环己醇、环己烷，在低压0. 5 1. OMpa、高温100 180°C条件下解吸吸附剂中的有机物，运行稳定，节能效果好，既能比较彻底的回收尾气中的有机物，又能使吸附剂得到彻底的再生，彻底回收有机物的同时，又延长了吸附剂的使用寿命，获得了具有一定压力的压缩气体，既可以作为动力气体使用，如动力输送气体、仪表空气使用；还节省PSA制氮原料气压缩所需的电能，PSA生成的产品氮气可以替代公用工程的氮气，减少公用工程的消耗，降低生产成本。


图1为本发明实施例1的平面示意图；图2为本发明实施例2的平面示意图；图3为本发明实施例3的平面示意图；图4为本发明实施例中环己烷氧化尾气吸附前后所含有机物的对照图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。实施例1如图1所示，该环己烷氧化尾气纯化装置包括缓冲罐1，用于储存缓冲进入第一变温吸附塔的尾气，其入口连接待处理尾气管线。第一变温吸附塔81，其内填充有吸附剂；第一变温吸附塔81的进口管路有三支， 其中第一进口管路21通过控制阀连接缓冲罐1的出口 ；第二进口管路22通过控制阀连接第一加热器41的第一接口，第三进口管路23通过控制阀连接惰性气体管路的第一支路a。 惰性气体管路的第二支路b通过控制阀连接第一加热器41的第二接口。第一变温吸附塔的出口管路有五支，其中，第一出口管路31通过控制阀连接PSA制氮装置7，第二出口管路 32通过控制阀连接气体动力输送管线，第三出口管路33通过控制阀连接加热器41的第二接口，第四出口管路34通过控制阀连接第一冷却器51的第一接口，第五出口管路35通过控制阀连接高位放空管线；第一冷却器51的第二接口连接气液分离器6 ；气液分离器6的液相出口连接储罐，气液分离器6的气相出口通过压缩机连接惰性气体管路。气液分离器6内部设置锥盘或丝网除沫器，以提高分离效果；所述的PSA制氮装置7包括相互并联的两个PSA吸附塔71，这两个PSA吸附塔的入口连接第一出口管路31，这两个PSA吸附塔的出口连接成品氮气装置72。该PSA尾气制氮装置的制氮流量为500 20000Nm7h，氮气纯度为99 99. 9%。上述各控制阀连接能自动控制各控制阀启、闭的控制系统(图中未示出)。使用该装置进行环己烷氧化尾气纯化的步骤如下a)吸附步骤第一进口管路21、第一出口管路31上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；压力为 1. 0 1. 2MPa、温度为5 20°C的环己烷氧化尾气以15500Nm3/h的流速全部通过缓冲罐1、 第一进口管路21送入第一变温吸附塔81内，在1. lMpa、30°C的条件下经12小时完成吸附过程。此时，环己烷氧化尾气中的有机物被第一变温吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路31送去PSA制氮装置7。根据需要，上述吸附步骤中还可以是关闭第一出口管路31，打开第二出口管路32 的控制阀，这样吸附后的尾气是去气体动力输送管线。或者，还可以根据需要同时打开第一出口管路31和第二出口管路32的控制阀，这样吸附后的尾气一部分去动力输送管线，一部分去PSA制氮装置7 ；两部分的比例可以根据需要任意调节。
b)吹扫步骤对完成吸附步骤的第一变温吸附塔81进行吹扫加热，此时，第三进口管路23和第五出口管路35上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路a的惰性气体以4000Nm3/h的流速对第一变温吸附塔进行吹扫，吹扫后的气体通过第五出口管路35高位放空。吹扫时间为20-50min。c)解吸步骤对吹扫后的第一变温吸附塔进行解吸，以释放出吸附剂所吸附的有机物。首先需要加热第一变温吸附塔内环境的温度，此时，第二支路b、第三出口管路33、第二进口管路 22上的控制阀打开，其余的控制阀关闭。氮气以15500Nm3/h的流速经第二支路b进入第一加热器41加热后进入第一变温吸附塔81加热第一变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路33进入第一加热器41加热后再返回第一变温吸附塔81，与氮气一起对第一变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至第一变温吸附塔内的温度达到140 160 0C ；然后关闭第三出口管路33上的控制阀，打开第四出口管路34上的控制阀，继续用氮气对第一变温吸附塔进行吹扫。控制第一变温吸附塔81的压力为0. 5 1. OMpa、温度为 140 160°C。从第一变温吸附塔81内出来的气体经第四出口管路34进入的第一冷却器 51冷却后送入气液分离器6进行气液分离。分离后得到的氮气经压缩机9压缩后送回惰性气体管路。上述压缩机的进出口压差为0. 05MPa 1. OMPa，排风量500 10000Nm7h。得到的液相即为有机物相送入储罐。经M小时后完成解吸过程；d)吹冷步骤对解吸后的第一变温吸附塔进行吹冷，降低第一变温吸附塔内环境的温度以进行吸附步骤。此时第三进口管路23和第四出口管路34上的控制阀打开，其余的控制阀关闭； 惰性气体经第三进口管路23进入第一变温吸附塔81内，然后从第四出口管路34进入第一冷却器51冷却降温后，进入气液分离器6进行气液分离，分离后的气相返回惰性气体管道；分离后的液相排入储罐。重复上述步骤，如此循环直至第一变温吸附塔内的温度降低至 40°C或40°C以下；该第一变温吸附塔又可以进行吸附步骤了。实施例2如图2所示，该环己烷氧化尾气纯化装置是在实施例1的基础上又包括第二变温吸附塔82、第二加热器42和第二冷却器52。其中，第一变温吸附塔81和第二变温吸附塔并联连接；各变温吸附塔的进口管路还包括第四进口管路M和第五进口管路25，各变温吸附塔的出口管路还包括第六出口管路36和第七出口管路37。第四进口管路M通过控制阀连接第二加热器42的第一接口，第六出口管路36通过控制阀连接第二加热器42的第二接口。第七出口管路37通过控制阀连接第二冷却器52的第一接口，第五进口管路25连接第二冷却器52的第二接口。其余内容与实施例1相同。使用该装置进行环己烷氧化尾气的处理步骤如下a)吸附步骤第一进口管路21、第一出口管路31上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；压力为 1. 0 1. 2MPa、温度为5 20°C的环己烷氧化尾气以15500Nm3/h的流速全部通过缓冲罐1、第一进口管路21送入第一变温吸附塔81和第一变温吸附塔82内，在1. lMpa、30°C的条件下经12小时完成吸附过程。此时，环己烷氧化尾气中的有机物被第一、第二变温吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路31送去PSA制氮装置7。根据需要上述吸附步骤中还可以是关闭第一出口管路31，打开第二出口管路32 的控制阀，这样吸附后的尾气是送去气体动力输送管线。或者，还可以根据需要同时打开第一出口管路31和第二出口管路32的控制阀，这样吸附后的尾气一部分去动力输送管线，一部分去PSA制氮装置5 ；两部分的比例可以根据需要任意调节。b)吹扫步骤对完成吸附步骤的第一、第二变温吸附塔进行吹扫加热，此时，第三进口管路23 和第五出口管路35上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路a的惰性气体以4000Nm3/h的流速对两个变温吸附塔进行吹扫，吹扫后的气体通过第五出口管路35高位放空。吹扫时间为20-50min。c)解吸步骤对吹扫后的第一、第二变温吸附塔进行解吸，以释放出吸附剂所吸附的有机物。首先需要加热第一、第二变温吸附塔内环境的温度，此时，第二支路b、第三出口管路33、第六出口管路36、第二进口管路22和第四进口管路对上的控制阀打开，其余的控制阀关闭。氮气以15500Nm3/h的流速经第二支路b进入第一加热器41加热后进入第一变温吸附塔81 和第二变温吸附塔82加热两个变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路33 和第六出口管路36分别进入第一加热器41和第二加热器42加热后再返回两个变温吸附塔，继续对两个变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至两个变温吸附塔内的温度达到 140 160 0C ο然后关闭第三出口管路33和第六出口管路36上的控制阀，打开第四出口管路34 上的控制阀，继续用氮气对第一、第二变温吸附塔进行吹扫。控制第一、第二变温吸附塔的压力为0. 5 1. OMpa、温度为140 160°C。从两个变温吸附塔内出来的气体经第四出口管路34进入的第一冷却器51冷却后送入气液分离器6进行气液分离。分离后得到的氮气经压缩机9压缩后返回惰性气体管路；上述压缩机的进出口压差为0. 05MPa 1. OMPa,排风量500 10000Nm3/h。得到的液相即为有机物相送入储罐。经M小时后完成解吸过程。d)吹冷步骤打开第三进口管路23、第七出口管路37和第四出口管路34上的控制阀，对解吸后的两个变温吸附塔进行吹冷。首先，惰性气体经第三进口管路23进入两个变温吸附塔内， 然后经第七出口管路37和第四出口管路34进入两个冷却器冷却。其中，经第二冷却器52 冷却后的气体全部返回两个变温吸附塔，经第一冷却器51冷却后的气体进入气液分离装置6气液分离后气相返回惰性气体管路，然后再经第三进口管路23进入第一、第二变温吸附塔；如此循环直至第一、第二变温吸附塔内的温度降至40°C或以下；然后两个变温吸附塔即可进行吸附步骤了。实施例3如图3和图4所示，本实施例中的环己烷氧化尾气纯化装置是配套6 12万吨/
13年的环己酮装置使用。本实施例是以实施例2的装置为基础，即以两个变温吸附塔为一组，本实施例共有三组即6个变温吸附塔，即第一变温吸附塔81、第二变温吸附塔82、第三变温吸附塔83、 第四变温吸附塔84、第五变温吸附塔85和第六变温吸附塔86。这六个变温吸附塔均并联连接，交错进行吸附步骤、吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步，以使尾气的处理能够连续进行。其交错方法如下首先第一组变温吸附塔进行吸附步骤，经12小时后完成吸附步骤，然后依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤。在第一组变温吸附塔进入吹扫步骤的同时第二组变温吸附塔进行吸附步骤，同样经12小时完成吸附步骤后依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤。而此时，第一组变温吸附塔的解吸已经进行了 12小时了。在第二组变温吸附塔进入吹扫步骤的同时，第三组变温吸附塔进入吸附步骤。当第三组变温吸附塔经过12小时完成吸附步骤时，第一组变温吸附塔已经完成了吹冷步骤。此时，第三组变温吸附塔进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤，而第一组变温吸附塔进入吸附步骤；如此循环，使环己烷氧化系统尾气的处理连续进行；各组变温吸附塔的吸附步骤、吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤如实施例2中的相同，在此不再赘述。分析吸附前后尾气中有机物的含量，如图4所示，由图4可以看出该装置能够有效吸附、回收环己烷氧化尾气中的有机物；该装置不但可以作为环己烷氧化尾气中有机物的吸附装置，而且还可以作为气体净化装置使用，开创了 TSA在气体净化领域的应用。
权利要求
1.一种环己烷氧化系统尾气处理装置，其特征在于包括变温吸附塔，其内填充有吸附剂；变温吸附塔的进口管路有三支，其中第一进口管路通过控制阀连接待处理尾气管线，第二进口管路通过控制阀连接加热器的第一接口，第三进口管路通过控制阀连接惰性气体管路的第一支路；变温吸附塔的出口管路有五支，其中，第一出口管路通过控制阀连接PSA制氮装置，第二出口管路通过控制阀连接气体动力输送管线，第三出口管路通过控制阀连接加热器的第二接口，第四出口管路通过控制阀连接冷却器的第一接口，第五出口管路通过控制阀高位放空；所述冷却器的第二接口连接气液分离器的入口，所述气液分离器的气体出口通过压缩机连接所述的惰性气体管路；所述惰性气体管路的第二支路通过控制阀连接所述加热器的第二接口。
2.根据权利要求1所述的环己烷氧化系统尾气处理装置，其特征在于所述的变温吸附塔有两个，且这两个变温吸附塔并联连接；所述的加热器包括第一加热器和第二加热器，所述的冷却器包括第一冷却器和第二冷却器；各设备的具体连接关系如下各变温吸附塔的进口管路还包括第四进口管路和第五进口管路，各变温吸附塔的出口管路还包括第六出口管路和第七出口管路；所述的第四进口管路通过控制阀连接所述第二加热器的第一接口，所述的第六出口管路通过控制阀连接所述第二加热器的第二接口 ；所述的第七出口管路通过程控制阀连接所述的第二冷却器的第一接口，所述的第五进口管路连接所述第二冷却器的第二接口；其中，所述的第三出口管路连接所述第一加热器的第二接口，所述的第二进口管路连接所述第一加热器的第一接口 ；所述的第四出口管路通过控制阀连接所述第一冷却器的第一接口，第一冷却器的第二接口连接所述气液分离器的入口 ；所述惰性气体管路的的第二支路通过控制阀连接所述第一加热器的第二接口。
3.根据权利要求2所述的环己烷氧化系统尾气处理装置，其特征在两个所述的变温吸附塔为一组，该尾气处理装置共有三组，且这三组变温吸附塔并联连接。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的环己烷氧化系统尾气处理装置，其特征在于所述所述变温吸附塔的进口管路和所述的待处理尾气管线之间还设有尾气缓冲罐。
5.根据权利要求4所述的环己烷氧化系统尾气处理装置，其特征在于所述的PSA制氮装置包括相互并联的两个PSA吸附塔，这两个PSA吸附塔的入口连接所述的第一出口管路， 这两个PSA吸附塔的出口连接成品氮气装置。
6.一种使用如权利要求1所述的环己烷氧化系统尾气处理装置进行环己烷氧化尾气的处理方法，其特征在于包括下述步骤a)吸附步骤第一进口管路、第一出口管路和/或第二出口管路上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；环己烷氧化尾气以8000 20500Nm3/h的流速全部通过第一进口管路送入变温吸附塔内，在0. 8 1. 2Mpa、5 40°C的条件下经6_32小时完成吸附过程；此时，环己烷氧化尾气中的有机物被吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路和/或第二出口管路送入所述的PSA制氮装置和/或所述的气体动力输送管线；b)吹扫步骤对完成吸附步骤的变温吸附塔进行吹扫，此时，第三进口管路和第五出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路的惰性气体以2000 6000Nm3/h的流速对变温吸附塔吹扫20-50min，吹扫后的气体通过第五出口管路高位放空；c)解吸步骤对吹扫后的变温吸附塔进行解吸；首先是第二支路、第三出口管路、第二进口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；惰性气体以8000 20500Nm3/h的流速经第二支路进入加热器加热后进入变温吸附塔加热变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路进入加热器加热后再返回变温吸附塔，与惰性气体一起对变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至变温吸附塔内的温度达到100 180°C ；然后关闭第三出口管路上的控制阀，打开第四出口管路上的控制阀，控制变温吸附塔内的压力为0. 5 l.OMpa、温度为100 180°C，从变温吸附塔内出来的气体经第四出口管路进入冷却器冷却后送入气液分离器进行气液分离，分离后得到的气相返回惰性气体管路，得到的液相即为有机物相送入储存设备或下道工序；经12-64小时后完成解吸过程；d)吹冷步骤对解吸后的变温吸附塔进行吹冷，此时第三进口管路和第四出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；惰性气体经第三进口管路进入变温吸附塔内，然后从第四出口管路进入冷却器冷却后，进入气液分离器分离，分离后的气相返回惰性气体管道；重复上述步骤，如此循环直至变温吸附塔内的温度降低至40°C或40°C以下；该变温吸附塔又可以进行吸附步骤了。
7. 一种使用如权利要求2所述的环己烷氧化系统尾气处理装置进行环己烷氧化尾气的处理方法，其特征在于包括下述步骤a)吸附步骤两个变温吸附塔的第一进口管路、第一出口管路和/或第二出口管路上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；环己烷氧化尾气以8000 20500Nm3/h的流速全部通过第一进口管路送入第一、第二变温吸附塔内，在0. 8 1. 2Mpa、5 40°C的条件下经6-32小时完成吸附过程；此时，环己烷氧化尾气中的有机物被第一、第二变温吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路和/或第二出口管路送入所述的PSA制氮装置和/或所述的气体动力输送管线；b)吹扫步骤对完成吸附步骤的两个变温吸附塔进行吹扫，此时，第三进口管路和第五出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路的惰性气体以2000 6000Nm3/h的流速对第一、第二变温吸附塔吹扫20-50min，吹扫后的气体通过第五出口管路高位放空；c)解吸步骤对吹扫后的两个变温吸附塔进行解吸；首先是第二支路、第三出口管路、第六出口管路、第二讲口管路和第四讲口管路上的控制阀打开，其金的控制阀关闭；惰性气体以 8000 20500Nm7h的流速经第二支路进入第一加热器加热后从第二进口管路进入两个变温吸附塔加热两个变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路和第六出口管路分别进入第一加热器和第二加热器加热后再返回两个变温吸附塔，与惰性气体一起对变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至第一、第二变温吸附塔内的温度达到100 180 0C ；然后关闭第三出口管路和第六出口管路上的控制阀，打开第四出口管路上的控制阀； 控制第一、第二变温吸附塔内的压力为0. 5 1. OMpa、温度为100 180°C，从两个变温吸附塔内出来的气体经第四出口管路进入第一冷却器冷却后送入气液分离器进行气液分离， 分离后得到的气相返回惰性气体管路，得到的液相即为有机物相送入储存设备或下道工序；经12-64小时后完成解吸过程。d)吹冷步骤打开第三进口管路、第七出口管路和第四出口管路上的控制阀，对解吸后的两个变温吸附塔进行吹冷；首先，惰性气体经第三进口管路进入两个变温吸附塔内，然后经第七出口管路和第四出口管路进入两个冷却器冷却；其中，经第二冷却器冷却后的气体全部返回第一、第二变温吸附塔，经第一冷却器冷却后的气体进入气液分离装置气液分离后气相返回惰性气体管路，然后再经第三进口管路进入第一、第二变温吸附塔；如此循环直至第一、第二变温吸附塔内的温度降至40°C或以下；然后两个变温吸附塔即可进行吸附步骤了。
8. 一种使用如权利要求3所述的环己烷氧化系统尾气处理装置进行环己烷氧化尾气的处理方法，其特征在于所述的三组变温吸附塔交错进行吸附步骤、吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤；即首先第一组变温吸附塔进行吸附步骤，完成吸附步骤后依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤；在第一组变温吸附塔进入吹扫步骤的同时第二组变温吸附塔进行吸附步骤，第二组变温吸附塔吸附完成后依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤；与第二组变温吸附塔进入吹扫步骤的同时，第三组变温吸附塔进入吸附步骤；当第三组变温吸附塔完成吸附步骤时，第一组变温吸附塔已经完成了吹冷步骤，此时，第三组变温吸附塔依次进入后续的吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤，而第一组变温吸附塔进入吸附步骤；如此循环，使环己烷氧化系统尾气的处理连续进行；所述的吸附步骤、吹扫步骤、解吸步骤和吹冷步骤如下所述a)吸附步骤一组变温吸附塔的第一进口管路、第一出口管路和/或第二出口管路上的控制阀开通，其余的控制阀关闭；环己烷氧化尾气以8000 20500Nm3/h的流速全部通过第一进口管路送入该组变温吸附塔内，在0. 8 1. 2Mpa、5 40°C的条件下经6_32小时完成吸附过程；此时，环己烷氧化尾气中的有机物被该组变温吸附塔内的吸附剂所吸附，吸附后的尾气经第一出口管路和/或第二出口管路送入所述的PSA制氮装置和/或所述的气体动力输送管线；b)吹扫步骤对完成吸附步骤的该组变温吸附塔进行吹扫，此时，第三进口管路和第五出口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；来自惰性气体管路第一支路的惰性气体以2000 6000Nm3/h的流速对该组变温吸附塔吹扫20-50min，吹扫后的气体通过第五出口管路高位放空；c)解吸步骤对吹扫后的该组变温吸附塔进行解吸；首先是第二支路、第三出口管路、第六出口管路、第二进口管路和第四进口管路上的控制阀打开，其余的控制阀关闭；惰性气体以 8000 20500Nm3/h的流速经第二支路进入第一加热器加热后从第二进口管路进入该组变温吸附塔加热该组变温吸附塔内环境的温度；流出的气体经第三出口管路和第六出口管路分别进入第一加热器和第二加热器加热后再返回该组变温吸附塔，与惰性气体一起对该组变温吸附塔的内环境进行加热，如此循环直至该组变温吸附塔内的温度达到100 180°C ； 然后关闭第三出口管路和第六出口管路上的控制阀，打开第四出口管路上的控制阀； 控制该组变温吸附塔内的压力为0.5 l.OMpa、温度为100 180°C，从该组变温吸附塔内出来的气体经第四出口管路进入第一冷却器冷却后送入气液分离器进行气液分离，分离后得到的气相返回惰性气体管路，得到的液相即为有机物相送入储存设备或下道工序；经 12-64小时后完成解吸过程。 d)吹冷步骤打开第三进口管路、第七出口管路和第四出口管路上的控制阀，对解吸后的该组变温吸附塔进行吹冷；首先，惰性气体经第三进口管路进入该组变温吸附塔内，然后经第七出口管路和第四出口管路进入两个冷却器冷却；其中，经第二冷却器冷却后的气体全部返回该组变温吸附塔，经第一冷却器冷却后的气体进入气液分离装置气液分离后气相返回惰性气体管路，然后再经第三进口管路进入该组变温吸附塔；如此循环直至该组变温吸附塔内的温度降至40°C或以下；然后该组变温吸附塔即可进行吸附步骤了。
9.根据权利要求6、7或8所述的环己烷氧化尾气的处理方法，其特征在于所述的惰性气体为氮气。
全文摘要
本发明涉及到一种环己烷氧化系统尾气处理装置，其特征在于包括进口管路有三支的变温吸附塔，其中第一进口管路通过控制阀连接待处理尾气管线，第二进口管路通过控制阀连接加热器的第一接口，第三进口管路通过控制阀连接惰性气体管路的第一支路；变温吸附塔的出口管路有五支，其中，第一出口管路通过控制阀连接PSA制氮装置，第二出口管路通过控制阀连接气体动力输送管线，第三出口管路通过控制阀连接加热器的第二接口，第四出口管路通过控制阀连接冷却器的第一接口，第五出口管路通过控制阀高位放空；所述冷却器的第二接口连接气液分离器的入口，所述气液分离器的气体出口通过压缩机连接所述的惰性气体管路；所述惰性气体管路的第二支路通过控制阀连接所述加热器的第二接口。本发明运行稳定且节能效果好。
文档编号B01D53/04GK102423601SQ20111033647
公开日2012年4月25日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者万冬, 刘新安, 叶建红, 孟启贵, 尤金明, 李国华, 杨清文, 沈铁孟, 赵风轩, 陈发挥 申请人:化学工业第二设计院宁波工程有限公司, 华峰集团有限公司