一种羧甲基纤维素闪蒸尾气中甲、乙醇回收处理方法_2

文档序号:9283591阅读:来源:国知局
根据本发明的一种优选实施方式,其特征在于所述净化后的空气中甲醇的含量低 于lOOppm,乙醇的含量低于lOOppm。
[0029] 在捕捉塔(3)内,塔顶压力维持在Iatm左右,羧甲基纤维素闪蒸尾气不断与捕捉 剂进行气液接触,其中的甲、乙醇气体不断被捕捉剂捕捉,净化后的尾气从塔顶放空,而捕 捉剂离子液体和水由于不挥发,将携带甲、乙醇在重力的作用下由塔底离开,形成含甲、乙 醇的捕捉剂溶液。
[0030] -种羧甲基纤维素闪蒸尾气中甲、乙醇回收处理的装置,其特征在于:所述装置包 括空气过滤器(2)、捕捉塔(3)、换热器(6)、捕捉剂再生塔(7),甲、乙醇回收塔(12);其中 所述空气过滤器(2)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。
[0031] 本发明的技术原理为:离子液体和水作为捕捉剂从捕捉塔塔顶喷淋,与塔底而来 的羧甲基纤维素闪蒸尾气逆向接触,产生稳定的泡沫层,当泡沫层达到平衡时形成一个湍 动的泡沫区,这时气液两相不仅接触面积大,而且接触表面不断得到更新,气液相在多级塔 板上激烈碰撞以使气液充分混合,甲、乙醇被捕捉进而随着液体的重力作用落入捕捉塔中。 甲、乙醇溶解在捕捉剂的过程中,醇既可以通过氢键碱性与离子液体的阳离子形成氢键,又 可以通过氢键酸性与阴离子形成氢键,而水分子则倾向于优先与离子液体的阴离子形成氢 键。因此,水和醇可以与离子液体形成不同的氢键作用,甲醇可以完全溶于离子液体,而乙 醇与离子液体部分互溶,但是由于水的存在,水和乙醇通过协同作用增大了在离子液体中 的溶解度。这种水和乙醇之间通过氢键相互作用而形成的特定的结构和力场使得离子液体 和水、乙醇之间能够完全互溶,达到好的捕捉效果。最终使净化空气中甲、乙醇的含量均降 低到IOOppm以下,而对甲、乙醇的捕捉率均达到99%以上。在捕捉剂再生塔和甲、乙醇再生 塔中经过精馏分离,捕捉剂循环使用,最终得到甲、乙醇的纯度在99%以上,而甲、乙醇的 回收率在99%以上。
[0032] 本申请使用的3个塔:捕捉塔、捕捉剂再生塔和甲、乙醇再生塔。捕捉塔为板式 塔,理论板数是12-42,塔顶温度为15-32°C,操作压力为l_2atm,尾气进料温度为20-45°C, 捕捉剂进料温度为25-35°C。捕捉剂再生塔为板式塔,理论板数是25-40,塔顶温度为 65-73 °C,塔底温度在95-103 °C,进料位置为5-20,操作压力为l-2atm,回流比为1-5。 甲、乙醇再生塔为板式塔,理论板数30-45,回流比为2-7,进料位置为10-25,塔顶温度为 61-67°C,塔底温度在75-80°C,操作压力为l_2atm。
[0033] 本发明所采用的离子液体为咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、吡咯烷类离子液 体,包括1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1- 丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1- 丁基-3-甲基咪唑 六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲 基咪唑乙酸盐、N-乙基吡啶四氟硼酸盐、N- 丁基吡啶四氟硼酸盐、N-乙基吡啶硫酸乙酯、 N-乙基吡啶硝酸盐、N- 丁基吡啶硝酸盐、N-乙基吡啶乙酸盐、N- 丁基吡啶乙酸盐、1- 丁 基-1-甲基吡咯烷氯化物、1- 丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、1- 丁基-1-甲基吡咯烷三 氟甲磺酸盐。这些离子液体作为捕捉剂不易挥发,捕捉效果好,选择性高,易分离回收。所 述的离子液体均可以商购获得。
[0034]【有益效果】
[0035] 本发明具有如下有益效果:
[0036] (1)本发明提供一种总成本低,捕捉效率高且经济效益好的捕捉羧甲基纤维素闪 蒸尾气中的甲、乙醇的方法;
[0037] (2)本发明采用离子液体和水作为捕捉剂,离子液体蒸汽压极低,不会因挥发而产 生环境污染问题,可减少对操作者的伤害;
[0038] (3)本发明采用离子液体和水作为捕捉剂捕捉羧甲基纤维素闪蒸尾气中的甲、乙 醇,捕捉剂对甲、乙醇具有良好的溶解性,可使捕捉过程在均相条件下进行,同时可减少设 备体积,节约设备的投资费用;
[0039] (4)本发明所用的捕捉剂具有良好的热稳定性和化学稳定性,含甲、乙醇的捕捉剂 溶液易分离回收,甲、乙醇和捕捉剂可以循环利用,无二次污染问题;
[0040] (5)本发明将从捕捉塔塔底得到的含甲、乙醇的捕捉剂与回收的捕捉剂进行热交 换,既节约了能量,又避免使用冷却水,减少了生产成本和投资费用。
[0041] (6)本发明的方法最终使净化空气中甲、乙醇的含量降低到IOOppm以下,对甲、乙 醇的捕捉率达到99%以上,最终得到的甲、乙醇纯度在99%以上,甲、乙醇的回收率在99% 以上。
【附图说明】
[0042] 以下结合附图和【具体实施方式】进一步说明本发明。
[0043] 图1为本发明的流程图。其中1为含甲、乙醇的羧甲基纤维素闪蒸尾气,2为空气 过滤器,3为捕捉塔,4为含甲、乙醇的捕捉剂溶液,5、9为循环栗,6为换热器,7为捕捉剂再 生塔,8为回收的捕捉剂,10为排空的净化空气,11为甲、乙醇混合物,12为甲、乙醇再生 塔,13为回收的甲醇,14为回收的乙醇。
【具体实施方式】
[0044] 以下结合附图进一步说明,并非限制本发明所涉及的范围。
[0045] 参见附图1所示,含甲、乙醇的羧甲基纤维素闪蒸尾气1经过空气过滤器2压缩过 滤后进入到捕捉塔3,在捕捉塔3中甲、乙醇被捕捉,净化空气10排入空气中。含甲、乙醇的 捕捉剂溶液4通过循环栗5进入到换热器6换热,随后进入到捕捉剂再生塔7中,在捕捉剂 再生塔7中经过分离,回收的捕捉剂8经过循环栗9送入到换热器6换热后,送入到捕捉塔 3中循环利用,甲、乙醇混合物11进入到甲、乙醇再生塔12中,在塔顶得到回收的甲醇13, 在塔底得到回收的乙醇14。
[0046] 本发明中捕捉率和回收率的定义为:
[0049] 实施例1
[0050]羧甲基纤维素闪蒸尾气流速12050kg/h,质量百分组成:甲醇0. 5%,乙醇0. 7%, 其他气体98. 8%,温度为40°C,捕捉剂为1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和水的混合物, 其质量百分组成为:1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐80 %,水20 %,其流速为2100kg/h,温 度为32°C,捕捉塔为25块板,常压操作,捕捉塔为板式塔,甲醇的捕捉率为99. 98%,乙醇的 捕捉率为99. 49%。捕捉剂再生塔为板式塔,理论板数为30块,常压操作,回流比为2,进料 位置为第11块板。甲、乙醇再生塔为板式塔,理论板数为35块,常压操作,回流比为5,进料 位置为第16块板,甲醇的纯度为99. 8%,乙醇的纯度为99. 51%,甲醇的回收率为99. 69%, 乙醇的回收率为99. 09%。
[0051] 实施例2
[0052]羧甲基纤维素闪蒸尾气流速13120. 4kg/h,质量百分组成:甲醇0. 4 %,乙醇 0.6%,其他气体99 %,温度为51°C,捕捉剂为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和水 的混合物,其质量百分组成为:1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐70 %,水30 %,其流速为 2550kg/h,温度为32 °C,捕捉塔为40块板,常压操作,捕捉塔为板式塔,甲醇的捕捉率为 99. 98%,乙醇捕捉率为99. 44%。捕捉剂再生塔为板式塔,理论板数为30块,常压操作,回 流比为3,进料位置为第12块板,甲、乙醇再生塔为板式
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