專利名稱：：丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種在工業生產丁烷法順酐過程中尾氣處理工藝，尤其為催化氧化工藝。
背景技術：
：順酐生產工藝有苯法和丁垸法兩種。丁烷法順酐尾氣的主要成分為氮氣、氧氣、水蒸汽及二氧化碳，同時含有一定量的一氧化碳和苯等污染環境有害成分。目前丁垸法順酐裝置尾氣一般采用煙囪高點直接排放，對環境造成嚴重污染。由于丁垸法順酐裝置尾氣中含有微量的磷、硫等使催化劑中毒的物質，因此采用普通的催化氧化工藝不能處理丁烷法順酐尾氣。另外也有部分丁垸法順酐裝置采用熱氧化法如熱力焚燒工藝和蓄熱式熱氧化工藝來處理尾氣，但熱力焚燒工藝和蓄熱式熱氧化工藝的缺點是需消耗大量的燃料，運行成本較高，且焚燒排氣量較大，熱氧化過程中會有部分氮氣被氧化成氮氧化物。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提出一種工藝簡單、系統阻力小、不需加輔助燃料、不使催化劑中毒、運行成本低、無二次污染、尾氣處理徹底的丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝。為了達到上述目的，采用的技術方案是提出的一種丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于順酐尾氣首先進入水或水溶液洗滌塔進行預處理，脫除尾氣中的磷，然后與空氣混合，并用加熱器加熱，進入催化氧化反應器進行催化氧化反應，所述催化氧化反應器的催化劑固定床層置有貴金屬蜂窩催化劑，在壓力030kPa(G)，入口溫度為10045(TC，出口溫度為35075(TC的條件下，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，最后進入尾氣換熱器熱交換回收熱量后排入大氣。所述催化氧化反應器的入口溫度最好為30(TC;出口溫度最好在700°C以下。作為本發明的優選技術方案，順酐尾氣與空氣混合后，最好經尾氣換熱器加熱到催化劑起燃溫度后進入催化氧化反應器。進行系統升溫開工的加熱器可以采用蒸汽加熱器、或電加熱器、或燃油燃燒器、或燃氣燃燒器；尾氣換熱器最好為焊接板式換熱器、或熱管換熱器、或翅片管換熱器。作為本發明的優選技術方案，順酐尾氣與空氣混合進入催化氧化反應器之前，首先經吸附床脫除殘余的磷，然后進入催化氧化反應器進行催化氧化反應。順酐尾氣與空氣的混合氣體進行催化氧化反應后，最好進入尾氣換熱器回收熱量后排入大氣。作為本發明的另一優選方案，來自催化氧化反應器出口的凈化氣在進入尾氣換熱器之前，先進入余熱鍋爐熱交換回收熱量。所述催化氧化反應器入口處有一調節反應器入口溫度的旁路閥門。部分凈化氣通過循環風機與順酐尾氣混合后再進入尾氣換熱器。作為本發明的催化氧化機理，催化氧化反應器中主要發生了如下化學反應-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>本發明的優點是采用高效尾氣洗滌工藝和尾氣吸附技術徹底消除順酐尾氣中磷對催化劑的影響，避免催化劑中毒，本發明的工藝簡單，將丁烷法順酐裝置尾氣中有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，無二次污染，尾氣處理徹底，檢測結果完全滿足國家標準規定的環保控制要求；另外，本發明具有非常寬廣的操作范圍，可保證丁烷法順酐尾氣中有機物含量變化時，系統能穩定操作；本發明采用的催化劑，機械強度高、使用壽命長、阻力低;最后，本發明采用高效熱管換熱器、焊接板式換熱器和翅片管換熱器回收反應熱以加熱進料尾氣，正常運行過程中無需附加燃料。圖1為本發明丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝的工藝流程圖；圖2為本發明工藝所用的催化氧化反應器的結構示意圖。其中1為水或水溶液洗滌塔；2為空氣鼓風機；3為尾氣換熱器；4為加熱器；5為吸附床；6為催化氧化反應器；7為余熱鍋爐；8為循環風機；9為煙囪；10、ll為人出入孔；12為氣體入口；13為氣體出口；14為催化劑固定床層。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。圖1為本發明丁垸法順酐裝置尾氣處理工藝的工藝流程圖，由圖可見丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于順酐尾氣首先進入水或水溶液洗滌塔l進行預處理，脫除尾氣中的磷，然后通過空氣鼓風機2與空氣混合，并用加熱器4加熱，進入催化氧化反應器6進行催化氧化反應，所述催化氧化反應器6的催化劑固定床層14(圖2)置有貴金屬蜂窩催化劑，在壓力030kPa(G)，入口溫度為I00~450°C，出口溫度為350750'C的條件下，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，最后進入尾氣換熱器3回收熱量后排入大氣。圖2中人出入孔10、ll系在維修、內部清理時員工進出通道。所述催化氧化反應器6入口溫度優選為300°C，出口溫度優選為70(TC以下。順酐尾氣進入催化氧化反應器6之前，先經過吸附床5再次脫磷，避免催化氧化反應器6中催化劑磷中毒。所述貴金屬催化劑中的貴金屬為鉑、鈀中任意一種或兩種貴金屬的組合。順酐尾氣與空氣混合后，經尾氣換熱器3加熱到催化劑起燃溫度后進入催化氧化反應器6。所述尾氣換熱器3為焊接板式換熱器、或熱管換熱器、或翅片管換熱器。進行系統升溫開工的加熱器4采用蒸汽加熱器、或電加熱器、或燃油燃燒器、或燃氣燃燒器。所述催化氧化反應器6入口處有一調節反應器入口溫度的旁路閥門。部分凈化氣通過循環風機8與順酐尾氣混合后再進入尾氣換熱器3。來自催化氧化反應器6的氣體出口13的凈化氣在進入尾氣換熱器3之前，先進入余熱鍋爐7熱交換回收熱量。實施例中的尾氣來源于某公司丁烷法順酐裝置，工況條件如表1所示。實施例1尾氣和空氣混合后經過電加熱器4加熱到26(TC后，進入催化氧化反應器6進行催化氧化反應。尾氣在置于催化劑固定床層14的蜂窩鉑、鈀金屬組合催化劑上進行催化氧化反應，保持催化氧化反應器6內壓力約為16kPa(G)，溫度約為570°C，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，并釋放出大量的熱，凈化尾氣從氣體出口13進入尾氣換熱器3回收熱量后排入大氣中；或先進入余熱鍋爐7熱交換回收熱量，再進入尾氣換熱器3回收熱量后由煙囪9排入大氣。對處理后的排放氣取樣后送入實驗室進行檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量檢測結果如表2所示。表l某公司丁烷法順酐裝置尾氣組成<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2某省環境監測中心站監測數據和控制指標污染物名稱排放濃度排放濃度評價標準(mg/m3)非甲烷總烴101120注排放濃度為多次采樣的平均值。實施例2催化氧化反應器6采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為5kPa(G)、入口溫度約為150'C、出口溫度約為460'C，其余同實施例1。經檢測，凈化尾氣中非甲垸總烴的含量為116mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例3催化氧化反應器6采用蜂窩鈀金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為10kPa(G)、入口溫度約為20(TC、出口溫度約為510。C，其余同實施例1。經檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為112mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例4催化氧化反應器6采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為14kPa(G)、入口溫度約為240。C、出口溫度約為540。C，其余同實施例l。經檢測，凈化尾氣中非甲垸總烴的含量為108mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例5催化氧化反應器6采用蜂窩鈀金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為15kPa(G)、入口溫度約為300'C、出口溫度約為590'C，其余同實施例1。經檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為100mg/m3,達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例6催化氧化反應器6采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為22kPa(G)、入口溫度約為340'C、出口溫度約為66(TC，其余同實施例1。經檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為99mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例7催化氧化反應器6采用蜂窩鈀金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為25kPa(G)、入口溫度約為360。C、出口溫度約為675。C,其余同實施例1。經檢測，凈化尾氣中非甲烷總烴的含量為98mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例8催化氧化反應器6采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為28kPa(G)、入口溫度約為400。C、出口溫度約為72(TC，其余同實施例1。經檢測，凈化尾氣中非甲垸總烴的含量為卯mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例9催化氧化反應器6采用蜂窩鈀金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為27kPa(G)、入口溫度約為380。C、出口溫度約為710。C，其余同實施例1。經檢測，凈化尾氣中非甲垸總烴的含量為92mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。實施例10催化氧化反應器6采用蜂窩鉑金屬催化劑，催化氧化反應器6內壓力約為24kPa(G)、入口溫度約為44(TC、出口溫度約為75(TC，其余同實施例l。經檢測，凈化尾氣中非甲垸總烴的含量為89mg/m3，達到國家大氣污染物綜合排放標準。在現場試驗監測點某公司的丁烷法順酐廢氣處理裝置建成投產試用，受中國環境監測總站的委托，某省環境監測中心站按照中國環境監測總站的要求，對順酐廢氣處理裝置進行了現場采樣監測驗收，檢測結果完全滿足國家標準規定的環保控制要求。權利要求1、丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于順酐尾氣首先進入水或水溶液洗滌塔(1)進行預處理，然后與空氣混合，并用加熱器(4)加熱，進入催化氧化反應器(6)進行催化氧化反應，所述催化氧化反應器(6)的催化劑固定床層(14)置有貴金屬蜂窩催化劑，在壓力0～30kPa(G)，入口溫度為100～450℃，出口溫度為350～750℃的條件下，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，最后進入尾氣換熱器(3)熱交換回收熱量后由煙囪(9)排入大氣。2、根據權利要求1所述的丁垸法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于催化氧化反應器(6)入口溫度優選為300°C，出口溫度優選為70(TC以下。3、根據權利要求1所述的丁垸法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于順酐尾氣進入催化氧化反應器(6)之前，先經過吸附床(5)。4、根據權利要求1所述的丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于所述貴金屬催化劑中的貴金屬為鉑、鈀中任意一種或兩種貴金屬的組合。5、根據權利要求1所述的丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于順酐尾氣與空氣混合后，經尾氣換熱器(3)加熱到催化劑起燃溫度后進入催化氧化反應器(6)。6、根據權利要求1或5所述的丁垸法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于所述尾氣換熱器(3)為焊接板式換熱器、或熱管換熱器、或翅片管換熱器。7、根據權利要求l所述的丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于進行系統升溫開工的加熱器(4)采用蒸汽加熱器、或電加熱器、或燃油燃燒器、或燃氣燃燒器。8、根據權利要求l所述的丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于在所述催化氧化反應器(6)入口處有一調節反應器入口溫度的旁路閥門。9、根據權利要求l所述的丁垸法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于部分凈化尾氣通過循環風機(8)與順酐尾氣混合后再進入尾氣換熱器(3)。10、根據權利要求l所述的丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，其特征在于來自催化氧化反應器(6)出口的凈化尾氣在進入尾氣換熱器(3)之前，先進入余熱鍋爐(7)熱交換回收熱量。全文摘要本發明公開一種丁烷法順酐裝置尾氣處理工藝，順酐尾氣經洗滌塔預處理后與空氣混合，經加熱器加熱后，在采用貴金屬蜂窩催化劑，在壓力0～30kPa(G)，入口溫度為100～450℃，出口溫度為350～750℃的催化氧化反應器中進行催化氧化反應，將有害的揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，最后進入尾氣換熱器回收熱量后排入大氣。本發明的優點是采用尾氣洗滌塔洗滌和吸附床吸附技術，消除順酐尾氣中磷對催化劑的影響，避免催化劑磷中毒；催化氧化工藝簡單、系統阻力小、正常運行過程中尾氣換熱器回收反應熱以加熱進料尾氣，無需附加燃料運行成本低；尾氣處理徹底、無二次污染，檢測結果完全滿足國家標準規定的環保控制要求。文檔編號B01D53/46GK101301580SQ20081003931公開日2008年11月12日申請日期2008年6月20日優先權日2008年6月20日發明者飛佟,吳利軍,孟艷秋,青文,趙小平申請人:上海東化環境工程有限公司