一种含酸有机尾气的处理装置的制作方法

1.本实用新型属于石油化工技术领域，涉及一种含酸有机尾气的处理装置，尤其涉及一种顺丁橡胶生产过程中酸性尾气的处理装置。


背景技术：

2.顺丁橡胶作为橡胶体系的重要组成，是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，顺丁橡胶的生产工艺包括催化剂及防老剂配制，连续聚合，凝聚，溶剂及丁二烯回收以及后处理单元，所述催化剂为环烷酸镍、三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物，进入溶剂回收单元的物质有丁二烯、溶剂油以及催化剂，由于催化剂中的三氟化硼乙醚络合物以胶束状态存在，容易遇水分解生成酸性物质hf、hbf4，能腐蚀金属及其氧化物。
3.顺丁橡胶生产装置中的胶液罐产生的胶罐气通常含有上述酸性物质，在胶罐气碱洗系统运行过程中，整个碱洗系统对酸性尾气的处理效果不明显，造成碱洗系统设备、管道、阀门等腐蚀严重，容易发生腐蚀泄露，严重影响装置的正常运行，甚至有安全隐患存在，因而需要对碱洗系统进行改进，提高对酸性尾气及溶剂油的碱洗效果，保证装置的稳定运行。
4.cn 201756525u公开了一种聚丁二烯橡胶碱洗设备系统，包括碱洗塔，碱洗塔底部连接碱液循环罐，碱洗塔上部与碱液冷却器连接，碱液循环罐和碱液冷却器通过碱液循环泵连接；碱洗塔顶部连接溶剂油吸收喷射器；该装置只设置了一级碱洗塔，且胶罐气中产品含量高，也未采用溶剂油提前吸收，对酸性物质对的吸收效率有限，极易对碱洗塔各部件造成腐蚀，装置运行稳定性差。
5.cn 203033921u公开了一种顺丁橡胶生产中胶罐气相回收装置，包括碱洗罐、喷射泵，所述喷射泵气相进口上连接胶罐气相管线，碱洗罐内部设有分布器，所述喷射泵的出口依次连接第一混合器、第一过滤器和分布器，且管线上设有压缩空气分支管线；喷射泵的入口端通过管线以及其上的第二过滤器、泵与碱洗罐的下部连接；碱洗罐的上部通过管线以及其上的泵、第二混合器连接水洗罐；水洗罐上部通过管线及泵分别连接溶剂油储罐和喷射泵的入口端；溶剂油储罐下部通过管线及其上的泵、冷却器连接喷射泵的入口端；该装置通过喷射泵的使用来提高胶罐气相的吸收能力，但对于溶剂油并未单独处理，对其中酸性物质的吸收方式也并未改变，吸收效果提高有限，仍然存在腐蚀问题。
6.综上所述，对于顺丁基橡胶生产中胶罐气的处理，还需要选择合适的设备类型，对碱洗装置进行改进，以提高酸性尾气的吸收效果，尽可能避免对装置的腐蚀，保证长时间稳定运行。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种含酸有机尾气的处理装置，所述处理装置采用溶剂油对胶罐气进行吸收，并采用碱液进行两级洗涤脱酸，尤其是利用纤维液膜的非弥散分离、高效传质的特点，将吸收油中的酸性物质充分中和脱除，提高
碱洗脱酸效率，彻底解决酸性物质对设备的腐蚀问题，同时实现吸收油和碱液的清洁、高效分离。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.本实用新型提供了一种含酸有机尾气的处理装置，所述处理装置包括依次连接的一级碱洗单元、一级分离单元、二级碱洗单元和二级分离单元；
10.所述一级碱洗单元依次包括吸收油碱液混合器和胶罐气吸收器，所述二级碱洗单元包括纤维液膜反应器，所述二级分离单元依次包括第一沉降分离器和第二沉降分离器，所述纤维液膜反应器纵向设置，所述纤维液膜反应器的下部置于第一沉降分离器内部。
11.本实用新型中，对于含酸有机尾气的处理，例如顺丁橡胶生产过程中的胶罐气，首先采用溶剂油吸收以回收溶剂，由于催化剂的水解而生成的酸性物质，容易腐蚀设备，因而需要碱洗装置对胶罐气和吸收油进行脱酸处理；本实用新型通过先将吸收和碱液混合，再吸收胶罐气，在吸收胶罐气中丁二烯原料的同时可完成部分酸性物质的脱除，实现一级碱洗过程，然后经过一级分离将胶罐气中未吸收的气相排出，吸收油液相则采用纤维液膜反应器进行二级碱洗过程，利用纤维液膜反应器的非弥散分离、高效传质特点以及纤维丝的亲水特性，将吸收油中的酸性物质高效、完全中和脱除，有效提高了碱洗脱酸的效率，从而彻底解决酸性物质对设备的腐蚀问题，保证装置能够长时间稳定运行；反应后的吸收油和碱液在沉降分离器中分层并分离，吸收油进一步水洗分离，实现吸收油和碱液的高效分离；所述装置的改进结构简单，提升效果明显，保证操作的安全性，有助于提高经济效益。
12.虽然上述装置的各结构单元主要是以橡胶生产过程中涉及的物料命名的，但该装置的应用并不局限于单一领域，对于各类含酸的有机尾气的处理，均可采用该装置进行，如酸洗水排放有机尾气的处理，含酸vocs的处理等。
13.以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。
14.作为本实用新型优选的技术方案，所述胶罐气吸收器包括气相入口和液相入口，所述气相入口为胶罐气入口，所述吸收油碱液混合器的出口与胶罐气吸收器的液相入口相连。
15.作为本实用新型优选的技术方案，所述胶罐气吸收器的液相入口处设有喷射器。
16.本实用新型中，先将吸收油与碱液混合，再将混合液以喷射的方式与胶罐气接触，一方面能够利用吸收油完成胶罐气中丁二烯原料的吸收，另一方面吸收油中碱液的存在不仅避免了“油包酸”现象的发生，还能够增大气液相接触面积，将由催化剂水解生成的hf、hbf4等酸性物质部分中和。
17.所述碱液一般选择碱金属的氢氧化物溶液，如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等；而吸收油则是顺丁橡胶生产所用的溶剂油，其组分主要包括己烷。
18.作为本实用新型优选的技术方案，所述一级分离单元依次包括吸收油中间罐和吸收油过滤器，所述胶罐气吸收器的出口与吸收油中间罐的入口相连，所述吸收油中间罐的上部出口排出排放气，所述吸收油中间罐的下部出口与吸收油过滤器的入口相连，所述吸收油过滤器的出口与纤维液膜反应器的顶部入口相连。
19.作为本实用新型优选的技术方案，所述吸收油中间罐和吸收油过滤器之间还设有吸收油增压泵。
20.本实用新型中，吸收胶罐气后的吸收油经过吸收油中间罐的缓冲，将未吸收的气相分离，再经过增压泵和过滤器，去除吸收油中因中和反应可能生成的固相颗粒。
21.作为本实用新型优选的技术方案，所述纤维液膜反应器内部设有纵向的纤维丝束，所述纤维液膜反应器的侧面设有碱液入口。
22.本实用新型中，碱液首先从纤维液膜反应器侧面进入反应器，在纤维丝束上先形成碱液膜，吸收油从纤维液膜反应器顶部进入反应器；碱液在反应器内沿纤维丝表面向下流动的过程中，和吸收油相接触发生反应，由于吸收油与碱液的表面张力不同，纤维丝对碱液的亲和力更大，同时碱液和吸收油的流动速度也不同，使得吸收油与碱液在纤维丝束上形成的液膜得以不断更新，吸收油相的杂质酸性物质与碱液液膜在同向流动过程中不断发生反应；
23.由于纤维丝的数量众多，极大增加了传质面积，同时由于反应在液膜之间进行，减小了传质距离，从而大大提高了传质效率，强化了酸性物质与碱液在液膜上的化学反应，故而能大幅度的脱除吸收油中的杂质，将吸收油中的酸性杂质完全脱除，彻底解决对后续系统的腐蚀问题。
24.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一沉降分离器和第二沉降分离器中均设有聚结元件。
25.本实用新型中，根据纤维液膜反应器的设置位置，以及纤维液膜上水相和油相非弥散的分离方式，吸收油和碱液到达反应器底部时，两者之间的密度差使吸收油和碱液在沉降分离器中快速实现自动分层与分离，沉降分离器中聚结元件的设置可进一步降低吸收油中碱液的夹带，完成吸收油的脱酸过程。
26.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一沉降分离器的油相出口与第二沉降分离器的入口相连，所述第一沉降分离器的水相出口连接有碱液过滤器，所述第一沉降分离器和碱液过滤器的连接管路上设有补充碱液入口，所述碱液过滤器的出口管路分为两支，分别与吸收油碱液混合器的入口和纤维液膜反应器的碱液入口相连。
27.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一沉降分离器的水相出口先连接碱液循环泵，所述碱液循环泵的出口管路分为两支，一支排出废碱液，一支与碱液过滤器的入口相连。
28.本实用新型中，第一沉降分离器底部分离出的碱液可循环使用，并根据碱液的使用时间，排出废碱液或者补充新鲜碱液，还可再经过滤处理，去除杂质，保证碱液的连续使用。
29.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一沉降分离器和第二沉降分离器之间设有油水混合器，所述第一沉降分离器和油水混合器的连接管路上设有补充水入口，所述第二沉降分离器的油相出口排出脱酸后吸收油，所述第二沉降分离器的水相出口管路经水循环泵分为两支，一支排出废水，一支连接至第一沉降分离器和油水混合器的连接管路上。
30.本实用新型中，第一沉降分离器分离出的吸收油与循环水进行混合，并第二沉降分离器中分离，完成吸收油中夹带的微量碱液的脱除，避免脱酸后吸收油中钠离子超标现象的发生，分离出的水循环使用。
31.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
32.(1)本实用新型所述处理装置采用溶剂油对胶罐气进行吸收，并采用碱液进行两
级洗涤脱酸，尤其是利用纤维液膜的非弥散分离、高效传质的特点，将吸收油中的酸性物质充分中和脱除，提高碱洗脱酸效率，彻底解决酸性物质对设备的腐蚀问题；
33.(2)本实用新型所述一级碱洗单元中吸收油碱液混合器和胶罐气吸收器的设置，一方面能够利用吸收油完成胶罐气中丁二烯原料的吸收，另一方面吸收油中碱液的存在不仅避免了“油包酸”现象的发生，还能够增大气液相接触面积，将由催化剂水解生成的hf、hbf4等酸性物质提前部分中和；
34.(3)本实用新型中两级沉降分离器的设置，能够实现吸收油和碱液的清洁、高效分离，避免脱酸后吸收油中钠离子含量超标现象的发生；
35.(4)本实用新型所述装置的改进结构简单，提升效果明显，能够更好的维持装置的稳定运行，降低装置维护费用，保证产品质量，提高经济效益。
附图说明
36.图1是本实用新型实施例1提供的含酸有机尾气的处理装置的结构示意图；
37.其中，1
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吸收油碱液混合器，2
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胶罐气吸收器，3
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吸收油中间罐，4
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吸收油增压泵，5
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吸收油过滤器，6
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纤维液膜反应器，7
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第一沉降分离器，8
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油水混合器，9
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第二沉降分离器，10
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水循环泵，11
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碱液循环泵，12
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碱液过滤器，13
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聚结元件。
具体实施方式
38.为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明，但下述的实施例仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。
39.本实用新型具体实施方式部分提供了一种含酸有机尾气的处理装置，所述处理装置包括依次连接的一级碱洗单元、一级分离单元、二级碱洗单元和二级分离单元；
40.所述一级碱洗单元依次包括吸收油碱液混合器1和胶罐气吸收器2，所述二级碱洗单元包括纤维液膜反应器6，所述二级分离单元依次包括第一沉降分离器7和第二沉降分离器9，所述纤维液膜反应器6纵向设置，所述纤维液膜反应器6的下部置于第一沉降分离器7内部。
41.以下为本实用新型典型但非限制性实施例：
42.实施例1：
43.本实施例提供了一种含酸有机尾气的处理装置，所述处理装置的结构示意图如图1所示，包括依次连接的一级碱洗单元、一级分离单元、二级碱洗单元和二级分离单元；
44.所述一级碱洗单元依次包括吸收油碱液混合器1和胶罐气吸收器2，所述二级碱洗单元包括纤维液膜反应器6，所述二级分离单元依次包括第一沉降分离器7和第二沉降分离器9，所述纤维液膜反应器6纵向设置，所述纤维液膜反应器6的下部置于第一沉降分离器7内部。
45.所述胶罐气吸收器2包括气相入口和液相入口，所述气相入口为胶罐气入口，所述吸收油碱液混合器1的出口与胶罐气吸收器2的液相入口相连。
46.所述胶罐气吸收器2的液相入口处设有喷射器。
47.所述一级分离单元依次包括吸收油中间罐3和吸收油过滤器5，所述胶罐气吸收器
2的出口与吸收油中间罐3的入口相连，所述吸收油中间罐3的上部出口排出排放气，所述吸收油中间罐3的下部出口与吸收油过滤器5的入口相连，所述吸收油过滤器5的出口与纤维液膜反应器6的顶部入口相连。
48.所述吸收油中间罐3和吸收油过滤器5之间还设有吸收油增压泵4。
49.所述纤维液膜反应器6内部设有纵向的纤维丝束，所述纤维液膜反应器6的侧面设有碱液入口。
50.所述第一沉降分离器7和第二沉降分离器9中均设有聚结元件13。
51.所述第一沉降分离器7的油相出口与第二沉降分离器9的入口相连，所述第一沉降分离器7的水相出口连接有碱液过滤器12，所述第一沉降分离器7和碱液过滤器12的连接管路上设有补充碱液入口，所述碱液过滤器12的出口管路分为两支，分别与吸收油碱液混合器1的入口和纤维液膜反应器6的碱液入口相连。
52.所述第一沉降分离器7的水相出口先连接碱液循环泵11，所述碱液循环泵11的出口管路分为两支，一支排出废碱液，一支与碱液过滤器12的入口相连。
53.所述第一沉降分离器7和第二沉降分离器9之间设有油水混合器8，所述第一沉降分离器7和油水混合器8的连接管路上设有补充水入口，所述第二沉降分离器9的油相出口排出脱酸后吸收油，所述第二沉降分离器9的水相出口管路经水循环泵10分为两支，一支排出废水，一支连接至第一沉降分离器7和油水混合器8的连接管路上。
54.实施例2：
55.本实施例提供了一种含酸有机尾气的处理装置，所述处理装置包括依次连接的一级碱洗单元、一级分离单元、二级碱洗单元和二级分离单元；
56.所述一级碱洗单元依次包括吸收油碱液混合器1和胶罐气吸收器2，所述二级碱洗单元包括纤维液膜反应器6，所述二级分离单元依次包括第一沉降分离器7和第二沉降分离器9，所述纤维液膜反应器6纵向设置，所述纤维液膜反应器6的下部置于第一沉降分离器7内部。
57.所述胶罐气吸收器2包括气相入口和液相入口，所述气相入口为胶罐气入口，所述吸收油碱液混合器1的出口与胶罐气吸收器2的液相入口相连。
58.所述胶罐气吸收器2的液相入口处设有喷射器。
59.所述一级分离单元依次包括吸收油中间罐3和吸收油过滤器5，所述胶罐气吸收器2的出口与吸收油中间罐3的入口相连，所述吸收油中间罐3的上部出口排出排放气，所述吸收油中间罐3的下部出口与吸收油过滤器5的入口相连，所述吸收油过滤器5的出口与纤维液膜反应器6的顶部入口相连。
60.所述纤维液膜反应器6内部设有纵向的纤维丝束，所述纤维液膜反应器6的侧面设有碱液入口。
61.所述第一沉降分离器7和第二沉降分离器9中均设有聚结元件13。
62.所述第一沉降分离器7的油相出口与第二沉降分离器9的入口相连，所述第一沉降分离器7的水相出口连接有碱液过滤器12，所述第一沉降分离器7和碱液过滤器12的连接管路上设有补充碱液入口，所述碱液过滤器12的出口管路分为两支，分别与吸收油碱液混合器1的入口和纤维液膜反应器6的碱液入口相连。
63.所述第一沉降分离器7的出口管路分为两支，一支排出废碱液，一支与碱液过滤器
12的入口相连。
64.所述第一沉降分离器7和第二沉降分离器9之间设有油水混合器8，所述第一沉降分离器7和油水混合器8的连接管路上设有补充水入口，所述第二沉降分离器9的油相出口排出脱酸后吸收油，所述第二沉降分离器9的水相出口管路经水循环泵10分为两支，一支排出废水，一支连接至第一沉降分离器7和油水混合器8的连接管路上。
65.采用上述实施例中的装置处理橡胶产品生产过程中产生的胶罐气，其具体操作流程包括：
66.将橡胶产品生产过程中所用的溶剂作为吸收油先与碱液混合，喷射作用下进入胶罐气吸收器2吸收来自生产系统的胶罐气，并完成部分酸性物质的脱除，然后经过吸收油中间罐3的分离排出气相，再经过滤进入纤维液膜反应器6与碱液接触并反应，进一步脱除吸收油中的酸性物质；
67.反应后的吸收油和碱液在第一沉降分离器7中分离，底部分离出的碱液循环使用，分离出的吸收油则与循环水再次混合，并在第二沉降分离器9中沉降分离，完成吸收油中夹带的微量碱液的脱除，脱酸后吸收油再次用于顺丁橡胶的生产；
68.经过上述处理，最终脱酸后吸收油中不再含酸性物质，碱洗效果明显，可有效解决设备、管道、阀门等的腐蚀问题，其中碱含量以钠离子计达到5μg/g以下。
69.综合上述实施例可以看出，本实用新型所述处理装置采用溶剂油对胶罐气进行吸收，并采用碱液进行两级洗涤脱酸，尤其是利用纤维液膜的非弥散分离、高效传质的特点，将吸收油中的酸性物质充分中和脱除，提高碱洗脱酸效率，彻底解决酸性物质对设备的腐蚀问题；所述一级碱洗单元中吸收油碱液混合器和胶罐气吸收器的设置，一方面能够利用吸收油完成胶罐气中丁二烯原料的吸收，另一方面吸收油中碱液的存在不仅避免了“油包酸”现象的发生，还能够增大气液相接触面积，将由催化剂水解生成的hf、hbf4等酸性物质提前部分中和；所述装置中两级沉降分离器的设置，能够实现吸收油和碱液的清洁、高效分离，避免脱酸后吸收油中钠离子含量超标现象的发生；所述装置的改进结构简单，提升效果明显，能够更好的维持装置的稳定运行，降低装置维护费用，保证产品质量，提高经济效益。
70.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细装置，但本实用新型并不局限于上述详细装置，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细装置才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。