两阶段废气洗涤的制作方法

1.本发明涉及一种用于在两阶段洗涤操作中从气流中去除有机成分的方法，其中首先用醇性洗涤介质然后用水性洗涤介质进行洗涤。所获得的经负载的洗涤介质可用于某些(化学)过程。


背景技术：

2.化学工业在许多时候产生废气流，例如在储存或填充原料或产品时，诸如在填充槽罐车和铁路槽罐车时来自槽罐气覆(blanketing)的废气或被置换的气体。这些气流通常含有有机成分，这些有机成分可以源自储存或填充的原料。为了遵守有关排放的法律规定，这些气流必须经过废气洗涤操作以洗涤去除它们所含的有机成分。
3.通常对负载有有机成分的醇性和/或水性洗涤介质进行处置。这种处置不仅昂贵，而且需要相对较多地使用洗涤介质。避免这种情况的一种选择是对洗涤介质进行后处理；然而，这可能与高技术复杂性相关联。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的是提供一种用于从气流中去除有机成分的简单且有成本效益的方法。
5.该目的通过本文所述的方法实现。根据本发明的方法是用于在两阶段洗涤操作中从气流中去除有机成分的方法，其中
6.在第一洗涤单元中用液体醇性洗涤介质洗涤所述气流，使被清洁气流中的有机成分至少部分地进入洗涤介质，并产生包含一些醇性洗涤介质作为醇性成分且有机成分含量降低的气流以及负载有有机成分的醇性洗涤介质；和
7.在第二洗涤单元中用水性洗涤介质洗涤所述有机成分含量降低的气流，使所述醇性成分至少部分地进入洗涤介质并产生有机成分和醇性成分含量降低的气流以及负载有醇性成分的水性洗涤介质；
8.其特征在于，在每种情况下，在两个洗涤单元中，每立方米被清洁气流使用至少0.7kg洗涤介质并且每千克待去除有机成分使用至少4kg洗涤介质，并且在于
9.将所述负载有有机成分的醇性洗涤介质送至(返回)以所述醇作为原料的(化学)过程中，并且将所述负载有醇性成分的水性洗涤介质送回至水用作原料或萃取剂的(化学)过程中。
10.在本发明的上下文中，术语“送至(返回)”应理解为包括以下两种情况：相应的洗涤介质可以源自其被送回至其中的(化学)过程的情况，以及相应的洗涤介质从合适容器新鲜提供并因此没有事先通过(化学)过程而是在洗涤步骤后送至(化学)过程而提供的情况。
11.术语“(化学)过程”是指以下两种过程：将相应的洗涤介质用作反应物并因此用作反应参与者的过程，以及其可用作进一步的洗涤介质或萃取剂的过程。
12.关于在第一洗涤步骤中/在第一洗涤单元中使用的醇性洗涤介质，将该醇/醇性洗
涤介质送至(返回)的(化学)过程是其中使用醇作为反应物的反应。这种过程的实例包括atbe(烷基叔丁基醚)的生产或烷氧基羰基化。从上面的陈述中明显看出，术语醇性和醇性洗涤介质同义地使用。在甲醇作为可能的醇性洗涤介质的情况下，使用甲醇作为反应物的优选的(化学)过程是醚化(例如mtbe即甲基叔丁基醚或dme即二甲醚的合成)、甲氧基羰基化或酯化。
13.关于在第二洗涤步骤中/在第二洗涤单元中使用的水性洗涤介质，(化学)过程是其中水是反应参与者或用作洗涤介质或萃取剂的过程。其中使用水性洗涤介质、尤其是水的优选的(化学)过程是tba合成(tba＝叔丁醇)、水解和羟基羰基化。其中使用水性洗涤介质、尤其是水作为洗涤介质或萃取剂的优选的(化学)过程是atbe合成、萃余相洗涤或裂解c4加氢。在每种情况下，醇(atbe合成)或极性污染物(萃余相洗涤、裂解c4加氢)都通过水洗涤去除。
14.在根据本发明的方法中洗涤并从中去除有机成分的气流特别是作为废气获得的负载有有机成分的空气或氮气。这种空气或氮气的废气流出现在化学工业的许多时候。在一个优选的实施方案中，空气或氮气的气流在储存或填充期间获得。特别是，空气或氮气的气流源自至少未完全充满液体的容器并且由于填充时的置换而获得，或者源自处于填充状态的槽罐，其中由于槽罐和容器的气垫的置换在槽罐气覆期间获得的气流。
15.在该过程中从气流中洗涤并因此存在于气流中的有机成分可以是来自化学工业的多种有机物质。有机成分的实例是mtbe、etbe、甲醇、乙醇、c6至c16烃，诸如二异丁烯、三异丁烯、二正丁烯、十二烯、十四烯、十四烷、己烷、异辛烷、1-辛烯或癸烯，或其混合物。在被清洁气流中的存在量优选与它们在相应的储存或填充温度下或可能地在环境温度下的蒸气压相对应。
16.在根据本发明的方法中在第一洗涤单元中使含有有机成分的气流与液体醇性洗涤介质接触并由此被洗涤。也就是说，在被清洁气流中的有机成分至少部分地进入洗涤介质中。这形成了有机成分含量降低的气流以及负载有有机成分的醇性洗涤介质，所述气流现在含有一些醇性洗涤介质作为由于洗涤而最终在气流中的醇性组分。
17.第一洗涤单元优选为合适的塔，所述塔确保气相(待洗涤气流)和液相(醇性洗涤介质)彼此充分接触。适合该目的特别是具有包含一种或多种规整填料或一种或多种无规环填料的接触区的塔。在第一洗涤单元中使用的塔优选在至多-30mbarg(mbarg＝毫巴表压)的轻微负压下操作。这种负压可由合适的泵例如喷水泵产生。泵优选设置在塔的下游，即第一洗涤单元和第二洗涤单元之间。导入塔中的气流然后可以被产生的负压吸到并离开塔顶。
18.第一洗涤单元的塔的气流进料优选布置在塔的底部液面上方但在接触区下方。相反，第一洗涤单元的塔的液体醇性洗涤介质进料优选布置在气流进料的上方并且在接触区的上方。结果，待洗涤气流和液体醇性洗涤介质可以在接触区中以逆流方式彼此接触，在这种情况下确保了良好的洗涤性能。
19.第一洗涤单元的温度、特别是第一洗涤单元的塔中的温度原则上是可变的。在一个优选的实施方案中，第一洗涤单元中的温度对应于相应的环境温度。
20.在第一洗涤单元中应以一定量使用水性洗涤介质，以达到令人满意的洗涤作用。根据本发明的这些量是这样的量：其中每立方米被清洁气流使用至少0.7kg醇性洗涤介质、
优选至少1.2kg醇性洗涤介质，以及每kg待去除有机成分使用至少4kg醇性洗涤介质、优选至少8kg醇性洗涤介质。在一个特别优选的实施方案中，每立方米被清洁气流使用至少1.5kg醇性洗涤介质、更优选至少5kg醇性洗涤介质、更优选至少7kg醇性洗涤介质、特别优选至少8kg醇性洗涤介质。在一个同样优选的实施方案中，每kg待去除有机成分使用至少11kg醇性洗涤介质、更优选至少15.5kg醇性洗涤介质、特别优选至少17kg醇性洗涤介质。
21.结果，将被清洁气流中的有机成分从被清洁气流中去除，特别是达到大于90％的程度、更优选达到大于95％的程度、更优选达到大于98％的程度、特别优选大于99％的程度。
22.用于第一洗涤单元中的醇性洗涤介质尤其是在-10℃下为液体的醇。液体醇性洗涤介质优选为c1至c4醇，特别优选为甲醇或乙醇。因此，甲醇或乙醇也是优选的，因为这在工厂和工艺技术方面相对容易集成到石化集成系统中。如果液体醇性洗涤介质是甲醇，则可以将根据本发明来自气流的负载有有机成分的甲醇用于生产mtbe。如果液体醇性洗涤介质是乙醇，则可以根据本发明将来自气流的负载有有机成分的乙醇用于生产etbe。已从气流中去除的有机成分然后经由mtbe或etbe生产排出。负载有有机成分的洗涤介质含有至多10重量％、优选小于8重量％、特别优选小于5重量％的有机物。例如，这样的量在mtbe合成或etbe合成中不是关键的。
23.使根据本发明的方法中来自第一洗涤单元的含有醇性成分的气流在第二洗涤单元中与液体水性洗涤介质接触并由此被洗涤。也就是说，被清洁气流的醇性成分至少部分地进入洗涤介质中。在第二洗涤步骤中去除的醇性成分主要由第一洗涤步骤/第一洗涤单元的醇性洗涤介质组成。在第二洗涤单元中的洗涤期间形成有机成分和醇性成分含量降低的气流以及负载有醇性成分的水性洗涤介质。负载有醇性成分的水性洗涤介质例如可被引导至mtbe合成中的萃取或洗涤以在那里从萃余相物流中洗涤甲醇。
24.第二洗涤单元优选为合适的塔，其中其确保在第二接触区中的气相(待洗涤气流)和液相(水性洗涤介质)充分接触以洗涤出醇性成分。为此特别适合的是在第二接触区中包含一种或多种规整填料或一种或多种无规环填料的塔。在第二洗涤单元中使用的塔优选在相应环境压力下操作。因此，尽管可以使用特殊的设置，但并不是必需的。
25.第二洗涤单元的塔的气流进料优选布置在塔的底部液面下方但在第二接触区下方。相反，第二洗涤单元塔的液体水性洗涤介质进料优选布置在气流进料的上方并且在第二接触区的上方。结果，待洗涤气流和液体水性洗涤介质可以在第二接触区中以逆流方式彼此接触，在这种情况下确保了良好的洗涤性能。
26.第二洗涤单元的温度，特别是第二洗涤单元的塔中的温度原则上是可变的。在一个优选的实施方案中，第二洗涤单元中的温度对应于相应的环境温度。
27.在第二洗涤单元中应以一定量使用水性洗涤介质，以实现令人满意的洗涤作用。根据本发明的这些量是这样的量：其中每立方米被清洁气流使用至少0.7kg水性洗涤介质、优选至少1.2kg水性洗涤介质，以及每kg待去除醇性成分使用至少4kg水性洗涤介质、优选至少8kg水性洗涤介质。在一个特别优选的实施方案中，每立方米被清洁气流使用至少1.3kg水性洗涤介质、特别优选至少1.5kg水性洗涤介质。在一个同样优选的实施方案中，每千克待去除醇性成分使用至少9.5kg水性洗涤介质、特别优选至少10.5kg水性洗涤介质。
28.结果，将被清洁气流中的醇性成分从被清洁气流中去除，特别是达到大于90％的
程度、更优选达到大于95％的程度、更优选达到大于98％的程度、特别优选大于99％的程度。
29.在第二洗涤单元中使用的水性洗涤介质原则上可以实际上是任何水性溶液。然而，优选地，在第二洗涤单元中使用的水性洗涤介质是水。水具有特别是至少99.9％的纯度。如果使用甲醇作为醇性洗涤介质，则建议所用的水含有至多1000ppm重量、优选至多500ppm重量、更优选至多200ppm重量、特别优选至多80ppm重量的甲醇。在第二洗涤单元中使用之后，水可以含有至多30重量％、优选小于25重量％、特别优选小于20重量％的醇。
30.从根据本发明的方法获得的具有降低的有机成分和醇性成分含量的气流特别地含有每立方米气体不超过600mg的有机成分和醇性成分、优选每立方米气体不超过400mg的有机成分和醇性成分、特别优选每立方米气体不超过200mg的有机成分和醇性成分。
附图说明
31.图1示出了根据本发明的方法的示意图。例如，该图未示出相关联的单元诸如泵、热交换器等。将被清洁气流(2)送至第一洗涤单元，在此将醇性洗涤介质(1)在被清洁气流(2)进料的上方供给。结果，使醇性洗涤介质(1)与被清洁气流(2)接触。在此过程中，有机成分以非常显著的程度进入醇性洗涤介质(1)。然后经由底部从第一洗涤单元取出负载有有机成分的醇性洗涤介质(3)。然后将有机成分含量降低的气流(4)送至第二洗涤单元，气流(4)含有一些醇性洗涤介质作为醇性成分。在此，使气流(4)与在气流(4)上方供给的水性洗涤介质(5)接触。结果，以非常显著的程度从气流中去除醇性成分。在第二洗涤单元顶部获得有机成分和醇性成分含量降低的气流(7)，且在第二洗涤单元底部获得负载有醇性成分的水性洗涤介质(6)。
具体实施方式
32.实施例：
33.实施例1(非根据本发明)：
34.在两阶段洗涤操作中，在接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床(packing bed)：高5.9m和直径200mm)下方将由n2和39.6kg/h的气态mtbe组成的85m3/h的30℃的热气流进料至第一洗涤单元，同时在接触区上方引入50kg/h的20℃的温热液体meoh。在该第一洗涤塔的顶部取出的气流现在含有13kg/h的气态meoh并被引导到第二洗涤单元中，在此将其在其中存在的接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床：高5.9m和直径200mm)下方注入。在该接触区上方引入20kg/h的25℃的温热液体水。在该第二洗涤塔顶部，排出剩余的废气，由于meoh/水的混合焓，温热的所述尾气温度为40℃。关于87m3/h的气流，其含有大约4.7kg/h的mtbe和2kg/h的meoh。因此，mtbe的去除率为88.1％，meoh的去除率为84.6％。将负载有mtbe的meoh洗涤流供应至mtbe合成的meoh输入流。将负载有meoh和mtbe的洗涤水供应至用于mtbe合成设备的c4/水洗涤中的水流。
35.实施例2(非根据本发明)：
36.在两阶段洗涤操作中，在接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床：高5.9m和直径200mm)下方将由n2和39.6kg/h的气态mtbe组成的85m3/h的30℃的热气流进料至第一洗涤单元，同时在接触区上方引入50kg/h的20℃的温热液体meoh。在该第一洗涤塔的顶部取出的
气流现在含有13kg/h的气态meoh并被引导到第二洗涤单元中，在此将其在其中存在的接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床：高5.9m和直径200mm)下方注入。在该接触区上方引入150kg/h的25℃的温热液体水。在该第二洗涤塔顶部，排出剩余的废气，由于meoh/水的混合焓，温热的所述尾气温度为26.5℃。关于78m3/h的气流，其含有大约4.7kg/h的mtbe和0.001kg/h的meoh。因此，mtbe的去除率为88.1％，meoh的去除率大于99.9％。将负载有mtbe的meoh洗涤流供应至mtbe合成的meoh输入流。将负载有meoh和mtbe的洗涤水供应至用于mtbe合成设备的c4/水洗涤中的水流。
37.实施例3(非根据本发明)：
38.在两阶段洗涤操作中，在接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床：高5.9m和直径200mm)下方将由n2和39.6kg/h的气态mtbe组成的85m3/h的30℃的热气流进料至第一洗涤单元，同时在接触区上方引入750kg/h的20℃的温热液体meoh。在该第一洗涤塔的顶部取出的气流现在含有16.4kg/h的气态meoh并被引导到第二洗涤单元中，在此将其在其中存在的接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床：高5.9m和直径200mm)下方注入。在该接触区上方引入20kg/h的25℃的温热液体水。在该第二洗涤塔顶部，排出剩余的废气，由于meoh/水的混合焓，温热的所述尾气温度为43℃。关于92m3/h的气流，其含有大约0.004kg/h的mtbe和3.4kg/h的meoh。因此，mtbe的去除率大于99.9％，meoh的去除率为79.3％。将负载有mtbe的meoh洗涤流供应至mtbe合成的meoh输入流。将负载有meoh和mtbe的洗涤水供应至用于mtbe合成设备的c4/水洗涤中的水流。
39.实施例4(根据本发明)：
40.在两阶段洗涤操作中，在接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床：高5.9m和直径200mm)下方将由n2和39.6kg/h的气态mtbe组成的85m3/h的30℃的热气流进料至第一洗涤单元，同时在接触区上方引入750kg/h的20℃的温热液体meoh。在该第一洗涤塔的顶部取出的气流现在含有16.4kg/h的气态meoh并被引导到第二洗涤单元中，在此将其在其中存在的接触区(sulzer m250.y规整填料；填料床：高5.9m和直径200mm)下方注入。在该接触区上方引入150kg/h的25℃的温热液体水。在该第二洗涤塔顶部，排出剩余的废气，由于meoh/水的混合焓，温热的所述尾气温度为31℃。关于86m3/h的气流，其含有大约0.004kg/h的mtbe和0.01kg/h的meoh。因此，mtbe的去除率大于99.9％，meoh的去除率大于99.9％。因此，根据本发明，废气中meoh和mtbe的总和仅为14g/h。将负载有mtbe的meoh洗涤流供应至mtbe合成的meoh输入流。将负载有meoh和mtbe的洗涤水供应至用于mtbe合成设备的c4/水洗涤中的水流。