一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于一氯甲烷回收技術領域，具體涉及一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法 及裝置，特別是有機硅生產尾氣中一氯甲烷尾氣深度回收的方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 有機硅產品目前廣泛地應用在化工、金屬加工、涂料生產、建筑、運輸、制藥、化妝 品等工業領域中，對于國民經濟的發展起著極其重要的影響。從上世紀末八九十年代開始， 我國國內對于有機硅產品需求量呈現出較為快速的增長趨勢，年需求量平均增長率高達 35%以上，因此作為有機硅單體甲基氯硅烷的生產也迅猛發展。其中一氯甲烷作為甲基氯硅 烷重要的合成原料，成本占40%左右。與此同時，目前生產工藝中的排放尾氣中含有大量 一氯甲烷，難以達到環保排放標準。目前甲基氯硅烷生產工藝中產生的尾氣具體成分如下 表：
因此通過合理的工藝回收有機硅工業尾氣中的一氯甲烷，可以有效地降低物料損耗， 提高生產經濟性，同時保證排放氣達標減少環境污染。
[0003] 目前脫除一氯甲烷尾氣的主要方法有吸附法、冷凝法、吸收法等。
[0004] 1)吸附法 吸附法是利用吸附劑與廢氣中各組分分子間作用力的差異進行分離，一般采用活性炭 等吸附劑對有機廢氣進行吸附分離。該方法具有設備簡單、能耗低的特點，但主要適用于高 通量、低濃度有機廢氣，對于有機硅生產中的高濃度一氯甲烷尾氣去除率較低，排放尾氣無 法達標，而且需要頻繁再生吸附劑，提高運行成本。
[0005] 2)吸收法 吸收法先是將混合氣體與適當的液體相接處，氣體中某個或某些擬回收組分便會溶于 該液體內從而形成溶液，而其它組分則被存留在氣相中，最后通過把氣液兩相分開來達到 回收目的的一種處理方法。比如公開號CN1446782A、CN1629111A、CN1629112A的專利公開 了回收草甘膦酸等農藥生產過程中產生的一氯甲烷的工藝，利用溶劑吸收雜質或者將部分 雜質如甲醇、甲縮醛加入含有氯化氫的流體中使其轉化為氯甲烷，得到高純度的一氯甲烷。 該工藝將一氯甲烷的流體通過有機溶劑，采用吸收的方法使一氯甲烷轉入溶劑中，必然會 用到大量的溶劑，造成二次環境污染。
[0006] 3)冷凝法 冷凝法是利用混合氣體中各組分在不同溫度、不同壓力下的氣液平衡差異進行分離， 一般采取降低溫度或提升壓力的方法。目前常用的直冷方法可以得到較高純度的回收產 物，但是達到較高的回收率所要求的冷劑溫度低品位高，由于有機硅生產廢氣中的一氯甲 烷含量較高，將其絕大部分進行回收使得排放氣達到環保排放標準，則需要采用大量的高 品位冷劑比如液氮等，這大大增加了運行成本。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種一氯甲烷尾氣深度 回收的方法及裝置，該方法能克服之前方法的缺點同時具有能耗低、回收率高、運行費用省 的優勢，徹底解決有機硅等高濃度一氯甲烷尾氣對環境的影響，同時也適用于草甘膦等產 生大量一氯甲烷的化工工藝。
[0008] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于采用膨脹機制冷的深冷分 離技術，將一氯甲烷尾氣經預冷后進行氣液分離，得到富一氯甲烷液體和含烴類氣體，富一 氯甲烷液體為尾氣的預冷提供冷量，含烴類氣體再經深冷后進行第二次氣液分離，得到含 烴類液體和含氮氣體，含氮氣體經膨脹機膨脹至接近常壓，含烴類液體和膨脹后的含氮氣 體依次為尾氣的預冷和深冷提供冷量，使其達到足夠低的溫度，從而廢氣中的烴類、一氯甲 烷及排放氣得到分別排放或收集。
[0009] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于該方法包括如下步驟： 1) 帶壓力的一氯甲烷尾氣進入第一換熱器吸收冷量后降溫變成氣液混合物，氣液混合 物進入第一分離罐進行氣液分離，得到富一氯甲烷液體和含烴類氣體； 2) 步驟1)中的富一氯甲烷液體返回第一換熱器中，作為冷源使用，回收冷量后的一氯 甲烷進行收集再利用，其純度達到75%以上，回收冷量后可作為原料返回裝置； 步驟1)中的含烴類氣體進入第二換熱器吸收冷量后降溫變成氣液混合物，氣液混合物 進入第二分離罐進行氣液分離，得到含烴類液體和含氮氣體； 3) 步驟2)中的含烴類液體依次返回第二換熱器、第一換熱器作為冷源，再從第一換熱 器出來后作為原料或者燃料進行回收或再利用，如果低溫下粘度較大或者量較小可以直接 作為燃料利用； 4) 步驟2)中的含氮氣體送入膨脹機中膨脹制冷，再依次返回第二換熱器、第一換熱器 作為冷源，回收冷量后作為合格排放氣進行排放，完成一氯甲烷尾氣的深度處理及回收。 [0010] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于第一分離罐和第一換熱器 之間的一氯甲烷液體流經的管道上設置用于降壓的節流閥。
[0011] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于一氯甲烷液體通過節流閥 后其壓力降到1-3 bar。
[0012] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于步驟1)中的帶壓力的一氯 甲烷尾氣為有機硅生氣尾氣，其壓力為8-10 bar，若該尾氣壓力較低，可利用壓縮機調整到 8bar以上，其溫度為常溫。
[0013] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于第一換熱器、第二換熱器 為多股流換熱器。
[0014] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于步驟1)中一氯甲烷尾氣經 過第一換熱器吸收冷量后溫度降為-30-100 °C，步驟2)中含烴類氣體經過第二換熱器吸 收冷量后溫度降為-80-150 °C。
[0015] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于第二分離罐后設置膨脹機 用于膨脹含氮氣體。
[0016] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于步驟4)中的含氮類氣體經 膨脹機膨脹后壓力降為1-3 bar。
[0017] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收的方法，其特征在于步驟4)中的排放氣中的一 氯甲烷含量< 60mg/m3以下。
[0018] 所述的一種一氯甲烷尾氣深度回收裝置，包括第一換熱器、第一分離罐、第二換熱 器、第二分離罐、節流閥和膨脹機，每個換熱器設有多個進口和出口，每個分離罐頂部設置 氣體出口，底部設置液體出口，其特征在于第一換熱器的出口連接第一分離罐，第一分離罐 的氣體出口連接第二換熱器的進口，第一分離罐的液體出口依次連接節流閥和第一換熱器 的進口，第二換熱器的出口連接第二分離罐，第二分離罐的氣體出口連接膨脹機的進口，膨 脹機的出口依次連接第二換熱器、第一換熱器的進口；第二分離罐的液體出口依次連接第 二換熱器、第一換熱器的進口。
[0019] 本發明的高濃度一氯甲烷尾氣主要來自于有機硅生產裝置，同時也適用于草甘膦 等產生大量一氯甲烷的化工工藝。
[0020] 通過采用上述技術，與現有技術相比，本發明的有益效果如下： 1) 本發明通過雙重換熱和分離，將一氯甲烷尾氣中的各沸點不同的組份進行分類，再 回收或排放，它利用氣體在膨脹機內絕熱膨脹對外做功，因而可以為系統提供足夠的冷量， 使其達到足夠低的溫度，整個深冷分離系統不需要輸入額外的動力和冷劑，其成本低、經濟 效益提尚； 2) 本發明回收后的一氯甲烷等物質可作為原料重新返回生產裝置使用，膨脹后的氣體 作為最終排放尾氣，其中一氯甲烷含量控制在60mg/m3以下，滿足環保要求，該工藝具有能 耗低、運行費用省、回收率高的特點，適于推廣應用。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0022] 圖中：1-第一換熱器，2-第一分離罐，3-第二換熱器，4-第二分離罐，5-膨脹機， 6-節流閥。
【具體實施方式】
[0023] 以下結合說明書附圖及實施例對本發明作進一步的描述，但本發明的保護范圍并 不僅限于此： 如圖1所示，本發明一氯甲烷尾氣深度回收裝