一種苯甲醛生產尾氣處理和再生利用方法與流程
本發明涉及苯甲醛制備和尾氣處理，具體地涉及一種苯甲醛生產尾氣處理和再生利用方法。
背景技術：
苯甲醛為苯的氫被醛基取代后形成的有機化合物，可燃，有毒，具刺激性具有一定危險性；用于配制香精，作纖維素酯、纖維素醚、樹脂、橡膠等的溶劑，也用于增塑劑，是工業上最常為使用的芳香醛。工業上苯甲醛的制備方法較多，其中有一種方法是采用二芐醚為原料，通過氧化的方法來制備和提純苯甲醛，其氧化反應過程如下：
主反應：主要產物為苯甲醛、苯甲醇等
C6H5CH2OCH2C6H5 +O2 →C6H5CH2OCOOH2C6H5 （過氧化醚）
C6H5CH2OCOOH2C6H5 →2C6H5CHO +H2O
副反應：主要產物為甲苯、苯甲酸、苯甲酸芐酯等
C6H5CH2OCH2C6H5 →C6H5CHO + C6H5CH3
2C6H5CHO + O2 →2C6H5COOH
C6H5COOH + C6H5CH2OH→C6H5COO CH2C6H5
在氧化反應過程中，由于是微正壓反應，所以會產生易燃易爆、帶氣味的尾氣，包括氮氣、氧氣（比正常空氣中含氧量低）、少量的甲苯、苯甲醛、苯甲酸芐酯等物質（濃度0.65～0.77%）。
現有苯甲醛廢氣、尾氣處理設備有廢氣凈化塔、活性炭吸附塔等，根據廢氣的性質、處理量和處理的要求來確定廢氣凈化設備。
高煙囪排放的方式只能緩解附近的氣味問題，并不能從源頭上消除問題。
廢氣凈化塔將廢氣由風機自風管吸入，自下而上穿過填料層；循環吸收劑由塔頂通過液體分布器，均勻地噴淋到填料層中，沿著填料層表面向下流動，進入循環水箱。凈化塔存在醛類的物質容易被氧化，操控中容易出現酸，過于冷卻會容易酸結晶導致管道堵塞的問題。同時水吸收效果不好，排空處仍然有較濃的甲醛類氣味。
活性炭吸附塔是針對苯、醇、酮、酯、汽油類等有機溶劑的廢氣進行吸附凈化，更適用于低濃度大風量或高濃度間歇排放廢氣的作業環境，現有活性炭吸附工藝設備，選擇顆粒活性炭和蜂窩活性炭，一方面使再生循環使用受氣體成分限制，不能有效地同時處理多種混合廢氣，另一方面沒有從源頭即苯甲醛的制備工藝上減少苯甲醛類的廢氣排放，僅依賴活性炭吸附大量苯甲醛尾氣，活性炭再生的吸附能力隨著吸附次數的增多而降低，不能實現活性炭的再生利用，降低吸附效果，再則，活性炭在長期運轉使用狀況下，其抗氧化腐蝕性有局限。
專利申請CN201410292574.0公開了一種用于脫除苯乙烯中微量苯甲醛雜質的吸附劑，該吸附劑采用如下方法制備：將模板分子苯甲醛溶于氯仿中，再與功能單體混合，然后加入交聯劑、引發劑，40～80℃水浴中無氧共聚3～6h，得到固體聚合物，再去除苯甲醛分子，即得；其中，苯甲醛與氯仿的投料比為1mmol:（8～12）mL；苯甲醛與功能單體的摩爾比為1:（2～10）；功能單體與交聯劑的摩爾比為1:(5～20)；功能單體與引發劑的投料比為1mmol:（5～25）mg。上述專利是從體系中選擇性地吸附苯甲醛分子，為提高苯乙烯產品純度和品質為目的，沒有涉及苯甲醛生產尾氣綜合處理和再生利用方法。
目前，苯甲醛類工業化規模生產廣泛應用，研究與改進苯甲醛制備生產工藝以降低苯甲醛類尾氣排放，同時提高苯甲醛尾氣吸附處理能力與吸附再生利用，對于改善生態環境是極其重要的。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種苯甲醛生產尾氣處理和再生利用方法，以解決尾氣對環境的影響及尾氣再利用問題。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：
一種苯甲醛生產尾氣處理和再生利用方法，對二芐醚氧化過程中產生的苯甲醛尾氣進行處理，其特征如下：
1）尾氣稀釋：將所述苯甲醛尾氣通入混合釜內，同時向氧化釜內通入壓縮空氣，通風量控制在450～460M3/h，控制釜內溫度在150～180℃；
2）尾氣冷凝：將步驟1得到的苯甲醛尾氣通入兩級冷凝器內，溫度35～80℃，分離少量的甲苯、苯甲醛回收，得到冷凝后的尾氣；
3）尾氣水洗：將步驟2得到的尾氣通入密閉堿水槽中，對尾氣降溫至-5～0℃；堿水槽中吸附溶液含氫氧化鈉3～6%、聚丙烯酰胺2～4%、N-十二烷基雙季銨鹽0.2～0.4%；
4）尾氣吸附：經過堿水槽吸附及冷卻后的苯甲醛尾氣進入一個或一個以上吸附裝置的底部，并向上經多層活性炭層和活性氧化鋁球層吸附，最終從頂部的出口排除經過吸附凈化的尾氣；活性炭層、活性氧化鋁球層經過水蒸氣、熱風解析并活化后再生利用。
作為優選，所述吸附裝置內設置多層活性炭層、活性氧化鋁球層，所述吸附裝置內壁設置有支架，所述鋼絲網板固裝在支架上；所述活性炭層由鋼絲網板及放置其上的活性炭構成，所述活性氧化鋁球層由鋼絲網板及放置其上的活性氧化鋁球構成。
作為優選，所述活性炭層、活性氧化鋁球層經過水蒸氣解析再生利用的工藝步驟是：關閉吸附系統的閥門，開啟吸附裝置上方的水蒸氣閥門，對活性炭層、活性氧化鋁球層由上至下進行解析，解析出來的油性物質、殘余水蒸氣以及蒸汽凝結水進入冷凝器冷卻后，收集液相進行處理和回收，通入180～280℃的熱風進行烘干，讓活性炭層、活性氧化鋁球層恢復活性。
作為優選，所述冷卻后苯甲醛尾氣可以接入多個吸附裝置，其中一個吸附裝置內活性炭層進行苯甲醛尾氣吸附，同時另一個吸附裝置內活性炭層解析可再生利用，并可交替進行工作。
作為優選，所述吸附裝置中活性炭層厚度10～15cm，所述活性炭層之間距離為5～8 cm。所述活性氧化鋁球厚度6～8cm，所述活性炭層之間距離為4～6 cm。
作為優選，所述吸附裝置底部分別設置有活性炭層苯甲醛尾氣進口、雜質出口、排水口及控制開關，吸附裝置頂部設置有凈化氣體出口、水蒸汽進口及控制閥門。
作為優選，所述尾氣冷凝步驟中，一級冷凝器內溫度60-80℃，二級冷凝器內溫度35-50℃。
本發明具有的優點和積極效果是：
1、本發明壓縮空氣的通風量控制在460M3/h，控制釜內溫度在150～180℃，可明顯稀釋苯甲醛尾氣排量，并控制苯甲醛尾氣可燃氣體濃度0.77～0.65%，使進入苯甲醛尾氣吸附工序的尾氣量達到便于處理的最低水平。
2、堿水槽中吸附溶液具有高活性和突出的吸附性能，可以15天連續吸附，有效吸收苯甲醛尾氣中難以分離的各種物質，使各種有害物質先溶于的溶液中，大大提高了系統的工作效率。
3、本發明的苯甲醛氧化尾氣吸附采用吸附溶液處理苯甲醛尾氣方法，使吸附并冷卻后苯甲醛尾氣進入吸附裝置，控制冷卻溫度同時防止堵塞活性炭和活性氧化鋁球層。
4、活性炭層、活性氧化鋁球層交替排列，對苯甲醛尾氣有機氣體物質吸附效果好，對不同氣味氣體的吸附有很高的耐受性。
5、本發明的苯甲醛氧化尾氣吸附由于采用活性炭層、活性氧化鋁球層解析再生利用，停止苯甲醛尾氣吸附，水蒸汽通入吸附裝置，水蒸汽對每層活性炭層、活性氧化鋁球層進行沖刷，將活性炭層吸附有機物雜質壓出并排出。隨后通入熱風，活性氧化鋁球層、活性炭層活性炭層解析再生使用，不用更換，提高工作效率，降低生產設備成本。
6、本發明苯甲醛氧化尾氣吸附處理由于在冷卻后苯甲醛尾氣排出口接有多個吸附裝置，一個吸附裝置進行苯甲醛尾氣吸附，同時另一個吸附裝置解析再生使用，并可交替進行，在苯甲醛制備過程中，苯甲醛尾氣的排放不因解析而停止吸附處理，始終保持高效率的苯甲醛尾氣吸附處理工作，節省生產成本。
附圖說明
圖1 本發明一種苯甲醛生產尾氣處理和再生利用裝置示意圖。
具體實施方式
為了更好的理解本發明，下面結合具體實施例對本發明進行進一步的描述。
如圖1所示，一種苯甲醛生產尾氣綜合處理和再生利用系統，包括混合釜21、一級冷凝器41、二級冷凝器42、密閉堿水槽81、吸附裝置A。所述混合釜21設有苯甲醛尾氣進口c和壓縮空氣進口d，混合釜21的出口與一級冷凝器41的進口連接，一級冷凝器42的出口與二級冷凝器41的進口連接，二級冷凝器42的出口與密閉堿水槽81的進口連接，密閉堿水槽81的出口83與吸附裝置A的活性炭層苯甲醛尾氣進口8連接，吸附裝置A堿水槽81中設有冷卻盤管82，冷卻盤管82中通過-10℃～-5℃冷鹽水，為密閉堿水槽降溫。
吸附裝置A底部分別設置有活性炭層苯甲醛尾氣進口8、有機雜質出口10、排水口9及控制開關5、熱風口b及控制開關6。吸附裝置A頂部設置有凈化氣體出口11、水蒸汽進口a及控制閥門3。
所述吸附裝置A、B內設置多層活性炭層1、活性氧化鋁球層2。吸附裝置A、B內壁設置有支架，所述鋼絲網板固裝在支架上；所述活性炭層1由鋼絲網板及放置其上的活性炭構成，所述活性氧化鋁球層2由鋼絲網板及放置其上的活性氧化鋁球構成。
吸附裝置A、B中活性炭層1厚度10～15cm，所述活性炭層1之間距離為5～8 cm。所述活性氧化鋁球厚度6～8cm，所述活性炭層1之間距離為4～6 cm。
一種苯甲醛尾氣吸附和再生利用方法，其工藝步驟如下：
1）尾氣稀釋：將所述苯甲醛尾氣通入混合釜內，同時向氧化釜內通入壓縮空氣，通風量控制在450～460M3/h，控制釜內溫度在150～180℃,對尾氣的有害氣體進行比例調整，以便后續處理；
2）尾氣冷凝：將步驟1得到的苯甲醛尾氣通入兩級冷凝器內，其中一級冷凝器41內溫度60-80℃，二級冷凝器42內溫度35-50℃，分離少量的甲苯、苯甲醛回收，得到冷凝后的尾氣；3）尾氣水洗：將步驟2得到的尾氣通入密閉堿水槽中，冷卻盤管82中通過-10℃～-5℃冷鹽水，尾氣降溫至-5～0℃；
堿水槽中溶液含氫氧化鈉3～6%、聚丙烯酰胺2～4%、N-十二烷基雙季銨鹽0.2～0.4%，此配方液體具有高活性和突出的吸附性能。
4）尾氣吸附：經過堿水槽吸附及冷卻后的苯甲醛尾氣進入吸附裝置A和B的底部，并向上經多層活性炭層1和活性氧化鋁球層2吸附，最終從頂部的出口11排除經過吸附凈化的尾氣，活性炭層1、活性氧化鋁球層2經過水蒸氣解析再生利用，工藝步驟是：關閉吸附系統的閥門5，開啟吸附裝置A上方的水蒸氣a閥門3，對活性炭層1、活性氧化鋁球層2由上至下進行解析，解析出來的油性物質、殘余水蒸氣以及蒸汽凝結水進入冷凝器冷卻后，收集液相進行處理和回收，開啟控制開關6，從熱風口b通入180～280℃的熱風進行烘干，讓活性炭層1、活性氧化鋁球層2恢復活性。
在吸附裝置A進行苯甲醛尾氣吸附時，同時可對吸附裝置B進行解析以便再生利用，當吸附裝置B進行苯甲醛尾氣吸附時，同時吸附裝置A進行解析以便再生利用，兩者可交替進行。
以上對本發明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本發明范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。
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