專利名稱：：膜分離法富集回收氯甲烷的方法及裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種由含有氯甲垸的混合氣體中富集回收氯甲烷的方法及裝置，更具體講是一種以膜分離裝置與壓縮系統、淺冷系統、過濾器及加熱器進行耦合回收氯甲垸的方法。可涉及可凝性氣體分子如多碳烴等的回收。
背景技術：
：氯甲垸及與其相似的眾多多碳烴是重要的有機合成中間體,廣泛地應用于農藥、合成橡膠、樹脂、工業助劑等方面，它們主要用來生產經濟價值很高的精細化工產品。另外還可以作為工業生產中的有機溶劑，這些溶劑中相當一部分最終以有機廢氣的形式排入到大氣中，廢氣中的揮發性有機物大多具有毒性。有機廢氣、微粒(粉塵)、S02、N0x并列為四大空氣污染物，其中有機廢氣排放量在幾種空氣污染物中所占份額較大，這既極大地浪費了資源，又污染了環境。隨著人們生活水平的逐步提高以及環境保護意識的逐漸增強，有機廢氣的回收利用日益引起人們的重視。從工業排放的有機廢氣中回收有機溶劑，既可以減少對環境的污染，又回收了資源，創造了經濟效益。有機溶劑應用的行業很廣，種類很多，所以選擇適當的回收方法是非常重要的。通過正確選擇和組合現有的回收技術，可以更有效、更經濟地回收有機溶劑。近十幾年來，國內外已開發了冷凝法、吸附法和吸收法回收氯甲烷技術。其中冷凝法一般是通過多級連續冷卻排放氣體的方法來降低揮發性氣體的溫度，使之凝聚為液體加以回收，其步驟一般為預冷、機械制冷、液氮制冷等來實現，但缺點是流程復雜，能耗較大，運行成本較高。吸附法分離回收有機氣體的原理比較成熟，吸附分離過程是利用混合物中各組分與吸附劑間結合力強弱的差別，即各組分在吸附劑與流體間分配不同的性質使混合物中難吸附組分分離的技術。它要選擇合適的吸附劑，使其對有機氣體具有很高的吸附選擇性，吸附法回收率高尾氣排放濃度低，但是設備比較龐大，投資比較高，工藝復雜，而且裝置需要頻繁切換，操作復雜，操作彈性小，需要定期更換吸附劑。吸收法是利用混合氣體在溶劑中溶解度的差異，通過溶解吸收有機氣體實現回收的技術，顯然吸收劑性能的優劣往往成為吸收操作效果好壞的關鍵，由于對吸收劑的性能要求很高，因而也一定程度的限制了吸收回收技術的應用。公開號CN1446782A、CN1629111A和CN1639112A的專利文獻中公開了對草甘膦酸生產過程中產生的含有氯甲垸、甲醇和甲縮醛的混合尾氣，分別通過加壓冷凝方法、以有機溶劑吸收氯甲垸的方法、以固態的水吸附劑降低水含量的方法、使雜質與氯化氫放映而部分或全部3轉化成氯甲垸的轉化方法等進行分離回收的處理方法，都存在上述類似的問題。
發明內容針對現有技術上述的不足，本發明所提供的是工藝簡單、設備緊湊、能耗較小、運行成本低、操作費用低、投資回收期短，占地面積小、無二次污染回收益好的氯甲烷回收方法。本發明所述的膜分離法回收氯甲烷工藝方法及裝置包括以下幾個系統壓縮系統、淺冷系統、多級精密過濾系統、加熱系統及膜分離系統。這樣混合氣體經過壓縮、冷凝、過濾及加熱后不但去除了易使膜組件污染的液滴及氣霧，還將達到了使膜分離器發揮最大效用的溫度和壓力范圍。本發明所述的回收過程可有以下幾個步驟完成1.混合氣體在一定的壓力溫度下進入壓縮系統，氣體被壓縮至一定壓力范圍；2.從壓縮系統中出來的混合氣體進入淺冷系統中被冷凝，大部分的氯甲垸及水氣被冷凝下來回收利用；3.其余冷凝尾氣被引入多級精密過濾器中，在此除去了易使膜組件污染的部分液滴及氣霧；4.隨后冷凝尾氣進入加熱器加熱到一定溫度范圍，去除剩余部分液滴和氣霧；5.被加熱后的尾氣引入到膜分離器中，在滲透側獲得富集氯甲烷氣體返回壓縮系統進行循環回收，而在滲余側氣體主要為被截留的氮氣、甲烷等組分去其他尾氣處理裝置。以有機硅單體合成單元氯甲烷精制塔頂尾氣中富集回收氯甲垸為例，本發明采用的技術方案是有機硅單體合成單元氯甲垸精制塔頂排放出的尾氣在一定的壓力溫度下進入壓縮系統升壓至1.01.30MPa左右；混合氣體在此壓力范圍下進入淺冷系統，將大部分氯甲垸及水氣冷凝回收；其余尾氣經多級精密過濾器除去氣體中的氣霧狀液滴，隨后進入加熱器中加熱到52(TC左右，預處理后的尾氣遠離露點，進入膜分離器；氣體通過溶解一擴散一解析等步驟在滲透側獲得富集氯甲烷，此時壓力為0.2MPa左右，返回壓縮系統進行循環回收；滲余側氣體主要為被截留的氮氣、甲烷等組分去其他尾氣處理裝置。作為本發明的優選技術方案，上述膜分離器優選有機蒸氣膜分離器。混合氣體在壓縮系統中被壓縮至一定壓力范圍，此壓力范圍優選1.01.3MPa。冷凝尾氣進入加熱器加熱到一定溫度范圍，此溫度范圍優選52(TC。本發明的特點在于使用壓縮、冷凝、加熱等預處理裝置使膜組件發揮最大效用；利用膜分離器對各種氣體的選擇透過性不同，通過溶解一擴散一解析等步驟，對多組分混合氣體進行分離、提純和富集，從而達到分離的目的。本裝置結構簡單，自動化程度高，運行成本低廉；并且加入了本裝置后的處理量由原來的337.9Nm3/h增加到現在的945.8Nm3/h;分離效果顯著，氯甲垸的回收率達到了95%以上。圖1是膜分離法富集回收氯甲垸的工藝流程圖圖1中的說明l一壓縮系統A—含氯甲垸尾氣2—淺冷系統B—冷凝氯甲烷3—過濾器C一富集氯甲烷4一加熱器5—膜分離器具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的工藝作進一步的闡述。如圖l所示，本發明具體工藝從左至右依次設有壓縮體統(1)、淺冷系統(2)、過濾器(3)、加熱器(4)、膜分離器(5)。圖中各部分的連接情況如下壓縮系統(1)的進氣端與有機硅合成單元氯甲烷精制塔頂尾氣排放管相連接，壓縮系統(1)出氣端與淺冷系統(2)的進氣端相連接，淺冷系統(2)的出氣端與過濾器(3)的進氣端相連接，淺冷系統(2)的出液端與氯甲烷回收罐連接，過濾器(3)的出氣端與加熱器(4)的進氣端相連接，加熱器(4)的出氣端與膜分離器(5)的進氣端相連接，膜分離器(5)的滲透側出口與壓縮系統(1)的進氣端相連接，膜分離器(5)的滲余側出口與其他尾氣處理裝置相連接。表1.有機硅合成單元氯甲垸精制塔頂尾氣的工況表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>組成如表1所示的由有機硅合成單元氯甲垸精制塔頂排放的混合氣體，分別采用下列方案進行試驗，用氣相色譜儀分析氣體中氯甲烷及其他組分的含量。如圖1所示，本發明第一實施例氯甲烷含量為13.290%的有機硅合成單元氯甲烷精制塔頂尾氣A在0.861MPa壓力下進入壓縮系統(1)壓縮至1.03MPa后，壓縮后的氣體B進入淺冷系統(2)冷凝回收大部分氯甲烷液體進入氯甲烷回收罐，其余氣體進入多級精密過濾器(3)除去其中的氣霧液滴，隨后進入加熱器(4)中加熱到12'C左右除去剩余氣霧液滴，預處理后的氣體C遠離霧點進入膜分離器(5);氣體通過溶解一擴散一解析等步驟在膜分離器(5)的滲透側富集回收氯甲烷E去壓縮系統(1)中循環回收，而在膜分離器(5)的滲余側氣體D進入其他尾氣處理裝置，其主要成分為被截留氮氣、甲垸等組分。經檢測氯甲烷的回收率為96.7%。其物料平衡表如下物料平衡表(mol%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>642.2本發明的第二實施例，根據實施例1的方式，氯甲烷含量為21.500%的有機硅合成單元氯甲垸精制塔頂尾氣A在壓縮系統(1)中被壓縮至1.1lMPa，壓縮后氣體B進入淺冷系統(2)冷凝回收大部分氯甲烷液體進入氯甲垸回收罐，其余氣體在進入多級精密過濾器(3)除去其中的氣霧液滴，隨后進入加熱器(4)中加熱到16'C左右除去剩余氣霧液滴，預處理后的氣體C遠離霧點進入膜分離器(5)進行分離處理。此實施例的氯甲烷的回收率達到98%。其物料平衡表如下物料平衡表(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發明的第三實施例，根據實施例l的方式，氯甲烷含量為13.29%的有機硅合成單元氯甲烷精制塔頂尾氣A在壓縮系統(1)中被壓縮至1.19MPa，壓縮后氣體B進入淺冷系統(2)冷凝回收大部分氯甲烷液體進入氯甲垸回收罐，其余氣體在進入多級精密過濾器(3)除去其中的氣霧液滴，隨后進入加熱器(4)中加熱到17'C左右除去剩余氣霧液滴，預處理后的氣體C遠離霧點進入膜分離器(5)進行分離處理。此實施例的氯甲烷的回收率為97%。其物料平衡表如下物料平衡表(mol%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發明的第四實施例，根據實施例l的方式，氯甲烷含量為21.500%的有機硅合成單元氯甲烷精制塔頂尾氣A在壓縮系統(1)中被壓縮至1.19MPa，壓縮后氣體B進入淺冷系統(2)冷凝回收大部分氯甲垸液體進入氯甲垸回收罐，其余氣體在進入多級精密過濾器(3)除去其中的氣霧液滴，隨后進入加熱器(4)中加熱到15'C左右除去剩余氣霧液滴，預處理后的氣體C遠離霧點進入膜分離器(5)進行分離處理。此實施例的氯甲烷的回收率為95.6%。其物料平衡表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1.一種膜分離法富集回收氯甲烷的方法及裝置，其特征在于該裝置從左至右依次設有壓縮體統(1)、淺冷系統(2)、過濾器(3)、加熱器(4)、膜分離器(5)。各部分的連接情況如下壓縮系統(1)的進氣端與有機硅合成單元氯甲烷精制塔頂尾氣排放管相連接，壓縮系統(1)出氣端與淺冷系統(2)的進氣端相連接，淺冷系統(2)的出氣端與過濾器(3)的進氣端相連接，淺冷系統(2)的出液端與氯甲烷回收罐連接，過濾器(3)的出氣端與加熱器(4)的進氣端相連接，加熱器(4)的出氣端與膜分離器(5)的進氣端相連接，膜分離器(5)的滲透側出口與壓縮系統(1)的進氣端相連接，膜分離器(5)的滲余側出口與其他尾氣處理裝置相連接。2.—種膜分離法富集回收氯甲垸的方法及裝置，其特征在于所述廢氣中氯甲垸的回收方法是采用膜分離器(5)與壓縮系統(1)、淺冷系統(2)、過濾器(3)及加熱器(4)進行耦合的方法，具體步驟為1)混合氣體在一定的壓力溫度下進入壓縮系統(1)中，氣體被壓縮至一定壓力范圍內；2)從壓縮系統中出來的混合氣體進入淺冷系統中被冷凝，大部分的氯甲烷及水氣被冷凝下來回收利用；3)其余冷凝尾氣被引入多級精密過濾器中，在此除去了易使膜組件污染的部分液滴及氣霧；4)隨后冷凝尾氣進入加熱器加熱到一定溫度范圍內，去除剩余部分液滴和氣霧；5)被加熱后的尾氣引入到膜分離器中，在滲透側獲得富集氯甲烷氣體返回壓縮系統進行循環回收，而在滲余側氣體主要為被截留的氮氣、甲烷等組分去其他尾氣處理裝置。3.根據權利要求1所述膜分離法富集回收氯甲烷的方法及裝置，其特征在于該裝置所采用的膜分離器優選有機蒸氣膜分離器。4.根據權利要求2所述廢氣中膜分離法富集回收氯甲垸的方法及裝置，其特征在于混合氣體在壓縮系統中被壓縮至一定壓力范圍，此壓力范圍優選1.01.3MPa。5.根據權利要求2所述廢氣中膜分離法富集回收氯甲烷的方法及裝置，其特征在于冷凝尾氣進入加熱器加熱到一定溫度范圍，此溫度范圍優選52(TC。全文摘要本發明涉及一種膜分離法富集回收氯甲烷的方法及裝置，屬于尾氣處理
技術領域：
。該工藝為混合氣體在一定的壓力溫度下進入壓縮冷凝系統，經壓縮冷凝后回收一部分氯甲烷，剩余尾氣在1.0～1.3MPa下經多級精密過濾器除去氣體中的氣霧狀液滴，隨后在加熱器中加熱到5～20℃左右，預處理后的混合氣遠離露點進入膜分離器；在膜分離器的滲透側獲得富集氯甲烷返回壓縮系統增壓循環，滲余側氣體主要為被截留的氮氣、甲烷等組分去其他尾氣處理裝置。本發明所述的回收方法，對工業廢氣中氯甲烷的含量適應范圍寬，一次性投資小，回收率高達95％以上，安全可靠，特別適用于中小型企業。文檔編號C07C19/03GK101633600SQ200910168460公開日2010年1月27日申請日期2009年8月21日優先權日2009年8月21日發明者迪任,劉建春,張喜華,秦光臨申請人:江蘇三星化工有限公司