一种苯甲醛生产尾气处理和再生利用方法与流程

本发明涉及苯甲醛制备和尾气处理，具体地涉及一种苯甲醛生产尾气处理和再生利用方法。

背景技术：

苯甲醛为苯的氢被醛基取代后形成的有机化合物，可燃，有毒，具刺激性具有一定危险性；用于配制香精，作纤维素酯、纤维素醚、树脂、橡胶等的溶剂，也用于增塑剂，是工业上最常为使用的芳香醛。工业上苯甲醛的制备方法较多，其中有一种方法是采用二苄醚为原料，通过氧化的方法来制备和提纯苯甲醛，其氧化反应过程如下：

主反应：主要产物为苯甲醛、苯甲醇等

C₆H₅CH₂OCH₂C₆H₅ +O₂ →C₆H₅CH₂OCOOH₂C₆H₅ （过氧化醚）

C₆H₅CH₂OCOOH₂C₆H₅ →2C₆H₅CHO +H₂O

副反应：主要产物为甲苯、苯甲酸、苯甲酸苄酯等

C₆H₅CH₂OCH₂C₆H₅ →C₆H₅CHO + C₆H₅CH₃

2C₆H₅CHO + O₂ →2C₆H₅COOH

C₆H₅COOH + C₆H₅CH₂OH→C₆H₅COO CH₂C₆H₅

在氧化反应过程中，由于是微正压反应，所以会产生易燃易爆、带气味的尾气，包括氮气、氧气（比正常空气中含氧量低）、少量的甲苯、苯甲醛、苯甲酸苄酯等物质（浓度0.65～0.77%）。

现有苯甲醛废气、尾气处理设备有废气净化塔、活性炭吸附塔等，根据废气的性质、处理量和处理的要求来确定废气净化设备。

高烟囱排放的方式只能缓解附近的气味问题，并不能从源头上消除问题。

废气净化塔将废气由风机自风管吸入，自下而上穿过填料层；循环吸收剂由塔顶通过液体分布器，均匀地喷淋到填料层中，沿着填料层表面向下流动，进入循环水箱。净化塔存在醛类的物质容易被氧化，操控中容易出现酸，过于冷却会容易酸结晶导致管道堵塞的问题。同时水吸收效果不好，排空处仍然有较浓的甲醛类气味。

活性炭吸附塔是针对苯、醇、酮、酯、汽油类等有机溶剂的废气进行吸附净化，更适用于低浓度大风量或高浓度间歇排放废气的作业环境，现有活性炭吸附工艺设备，选择颗粒活性炭和蜂窝活性炭，一方面使再生循环使用受气体成分限制，不能有效地同时处理多种混合废气，另一方面没有从源头即苯甲醛的制备工艺上减少苯甲醛类的废气排放，仅依赖活性炭吸附大量苯甲醛尾气，活性炭再生的吸附能力随着吸附次数的增多而降低，不能实现活性炭的再生利用，降低吸附效果，再则，活性炭在长期运转使用状况下，其抗氧化腐蚀性有局限。

专利申请CN201410292574.0公开了一种用于脱除苯乙烯中微量苯甲醛杂质的吸附剂，该吸附剂采用如下方法制备：将模板分子苯甲醛溶于氯仿中，再与功能单体混合，然后加入交联剂、引发剂，40～80℃水浴中无氧共聚3～6h，得到固体聚合物，再去除苯甲醛分子，即得；其中，苯甲醛与氯仿的投料比为1mmol:（8～12）mL；苯甲醛与功能单体的摩尔比为1:（2～10）；功能单体与交联剂的摩尔比为1:(5～20)；功能单体与引发剂的投料比为1mmol:（5～25）mg。上述专利是从体系中选择性地吸附苯甲醛分子，为提高苯乙烯产品纯度和品质为目的，没有涉及苯甲醛生产尾气综合处理和再生利用方法。

目前，苯甲醛类工业化规模生产广泛应用，研究与改进苯甲醛制备生产工艺以降低苯甲醛类尾气排放，同时提高苯甲醛尾气吸附处理能力与吸附再生利用，对于改善生态环境是极其重要的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种苯甲醛生产尾气处理和再生利用方法，以解决尾气对环境的影响及尾气再利用问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种苯甲醛生产尾气处理和再生利用方法，对二苄醚氧化过程中产生的苯甲醛尾气进行处理，其特征如下：

1）尾气稀释：将所述苯甲醛尾气通入混合釜内，同时向氧化釜内通入压缩空气，通风量控制在450～460M³/h，控制釜内温度在150～180℃；

2）尾气冷凝：将步骤1得到的苯甲醛尾气通入两级冷凝器内，温度35～80℃，分离少量的甲苯、苯甲醛回收，得到冷凝后的尾气；

3）尾气水洗：将步骤2得到的尾气通入密闭碱水槽中，对尾气降温至-5～0℃；碱水槽中吸附溶液含氢氧化钠3～6%、聚丙烯酰胺2～4%、N-十二烷基双季铵盐0.2～0.4%；

4）尾气吸附：经过碱水槽吸附及冷却后的苯甲醛尾气进入一个或一个以上吸附装置的底部，并向上经多层活性炭层和活性氧化铝球层吸附，最终从顶部的出口排除经过吸附净化的尾气；活性炭层、活性氧化铝球层经过水蒸气、热风解析并活化后再生利用。

作为优选，所述吸附装置内设置多层活性炭层、活性氧化铝球层，所述吸附装置内壁设置有支架，所述钢丝网板固装在支架上；所述活性炭层由钢丝网板及放置其上的活性炭构成，所述活性氧化铝球层由钢丝网板及放置其上的活性氧化铝球构成。

作为优选，所述活性炭层、活性氧化铝球层经过水蒸气解析再生利用的工艺步骤是：关闭吸附系统的阀门，开启吸附装置上方的水蒸气阀门，对活性炭层、活性氧化铝球层由上至下进行解析，解析出来的油性物质、残余水蒸气以及蒸汽凝结水进入冷凝器冷却后，收集液相进行处理和回收，通入180～280℃的热风进行烘干，让活性炭层、活性氧化铝球层恢复活性。

作为优选，所述冷却后苯甲醛尾气可以接入多个吸附装置，其中一个吸附装置内活性炭层进行苯甲醛尾气吸附，同时另一个吸附装置内活性炭层解析可再生利用，并可交替进行工作。

作为优选，所述吸附装置中活性炭层厚度10～15cm，所述活性炭层之间距离为5～8 cm。所述活性氧化铝球厚度6～8cm，所述活性炭层之间距离为4～6 cm。

作为优选，所述吸附装置底部分别设置有活性炭层苯甲醛尾气进口、杂质出口、排水口及控制开关，吸附装置顶部设置有净化气体出口、水蒸汽进口及控制阀门。

作为优选，所述尾气冷凝步骤中，一级冷凝器内温度60-80℃，二级冷凝器内温度35-50℃。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明压缩空气的通风量控制在460M³/h，控制釜内温度在150～180℃，可明显稀释苯甲醛尾气排量，并控制苯甲醛尾气可燃气体浓度0.77～0.65%，使进入苯甲醛尾气吸附工序的尾气量达到便于处理的最低水平。

2、碱水槽中吸附溶液具有高活性和突出的吸附性能，可以15天连续吸附，有效吸收苯甲醛尾气中难以分离的各种物质，使各种有害物质先溶于的溶液中，大大提高了系统的工作效率。

3、本发明的苯甲醛氧化尾气吸附采用吸附溶液处理苯甲醛尾气方法，使吸附并冷却后苯甲醛尾气进入吸附装置，控制冷却温度同时防止堵塞活性炭和活性氧化铝球层。

4、活性炭层、活性氧化铝球层交替排列，对苯甲醛尾气有机气体物质吸附效果好，对不同气味气体的吸附有很高的耐受性。

5、本发明的苯甲醛氧化尾气吸附由于采用活性炭层、活性氧化铝球层解析再生利用，停止苯甲醛尾气吸附，水蒸汽通入吸附装置，水蒸汽对每层活性炭层、活性氧化铝球层进行冲刷，将活性炭层吸附有机物杂质压出并排出。随后通入热风，活性氧化铝球层、活性炭层活性炭层解析再生使用，不用更换，提高工作效率，降低生产设备成本。

6、本发明苯甲醛氧化尾气吸附处理由于在冷却后苯甲醛尾气排出口接有多个吸附装置，一个吸附装置进行苯甲醛尾气吸附，同时另一个吸附装置解析再生使用，并可交替进行，在苯甲醛制备过程中，苯甲醛尾气的排放不因解析而停止吸附处理，始终保持高效率的苯甲醛尾气吸附处理工作，节省生产成本。

附图说明

图1 本发明一种苯甲醛生产尾气处理和再生利用装置示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。

如图1所示，一种苯甲醛生产尾气综合处理和再生利用系统，包括混合釜21、一级冷凝器41、二级冷凝器42、密闭碱水槽81、吸附装置A。所述混合釜21设有苯甲醛尾气进口c和压缩空气进口d，混合釜21的出口与一级冷凝器41的进口连接，一级冷凝器42的出口与二级冷凝器41的进口连接，二级冷凝器42的出口与密闭碱水槽81的进口连接，密闭碱水槽81的出口83与吸附装置A的活性炭层苯甲醛尾气进口8连接，吸附装置A碱水槽81中设有冷却盘管82，冷却盘管82中通过-10℃～-5℃冷盐水，为密闭碱水槽降温。

吸附装置A底部分别设置有活性炭层苯甲醛尾气进口8、有机杂质出口10、排水口9及控制开关5、热风口b及控制开关6。吸附装置A顶部设置有净化气体出口11、水蒸汽进口a及控制阀门3。

所述吸附装置A、B内设置多层活性炭层1、活性氧化铝球层2。吸附装置A、B内壁设置有支架，所述钢丝网板固装在支架上；所述活性炭层1由钢丝网板及放置其上的活性炭构成，所述活性氧化铝球层2由钢丝网板及放置其上的活性氧化铝球构成。

吸附装置A、B中活性炭层1厚度10～15cm，所述活性炭层1之间距离为5～8 cm。所述活性氧化铝球厚度6～8cm，所述活性炭层1之间距离为4～6 cm。

一种苯甲醛尾气吸附和再生利用方法，其工艺步骤如下：

1）尾气稀释：将所述苯甲醛尾气通入混合釜内，同时向氧化釜内通入压缩空气，通风量控制在450～460M³/h，控制釜内温度在150～180℃,对尾气的有害气体进行比例调整，以便后续处理；

2）尾气冷凝：将步骤1得到的苯甲醛尾气通入两级冷凝器内，其中一级冷凝器41内温度60-80℃，二级冷凝器42内温度35-50℃，分离少量的甲苯、苯甲醛回收，得到冷凝后的尾气；3）尾气水洗：将步骤2得到的尾气通入密闭碱水槽中，冷却盘管82中通过-10℃～-5℃冷盐水，尾气降温至-5～0℃；

碱水槽中溶液含氢氧化钠3～6%、聚丙烯酰胺2～4%、N-十二烷基双季铵盐0.2～0.4%，此配方液体具有高活性和突出的吸附性能。

4）尾气吸附：经过碱水槽吸附及冷却后的苯甲醛尾气进入吸附装置A和B的底部，并向上经多层活性炭层1和活性氧化铝球层2吸附，最终从顶部的出口11排除经过吸附净化的尾气，活性炭层1、活性氧化铝球层2经过水蒸气解析再生利用，工艺步骤是：关闭吸附系统的阀门5，开启吸附装置A上方的水蒸气a阀门3，对活性炭层1、活性氧化铝球层2由上至下进行解析，解析出来的油性物质、残余水蒸气以及蒸汽凝结水进入冷凝器冷却后，收集液相进行处理和回收，开启控制开关6，从热风口b通入180～280℃的热风进行烘干，让活性炭层1、活性氧化铝球层2恢复活性。

在吸附装置A进行苯甲醛尾气吸附时，同时可对吸附装置B进行解析以便再生利用，当吸附装置B进行苯甲醛尾气吸附时，同时吸附装置A进行解析以便再生利用，两者可交替进行。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。