專利名稱：一種對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的粗對(duì)苯二甲酸(簡(jiǎn)稱為CTA)制造過(guò)程中所需的氧氣由空氣壓縮機(jī)壓縮空氣 提高,髙壓尾氣主要由壓縮空氣的惰性氣體N2氣和對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物, 如C0、 C02、 HAC、乙酸甲酯(MA)、對(duì)二甲苯(PX)、 CH3Br、 Br2、 HBr、苯、甲苯、甲醇等 有機(jī)副產(chǎn)物組成，直接排放會(huì)造成對(duì)大氣的污染和能量的浪費(fèi)，現(xiàn)有技術(shù)中僅將高壓尾氣 用于空氣壓縮機(jī)組膨脹機(jī)做功，而后將回收能量后的常壓尾氣直接排放，造成大氣污染。 與此同時(shí)，現(xiàn)有的CTA或精對(duì)苯二甲酸(簡(jiǎn)稱為PTA)粉體輸送系統(tǒng)需補(bǔ)充大量高壓氮?dú)?用于CTA和PTA粉體的輸送，造成較高的能源耗用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，本發(fā)明將高壓尾氣的 一部分在尾氣催化燃燒系統(tǒng)內(nèi)充分燃燒，而后經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥后作為粗對(duì)苯二甲酸或精 對(duì)苯二甲酸粉體的輸送載氣，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。本發(fā)明中的對(duì)苯二甲酸工廠 高壓尾氣的利用方法可節(jié)約大量高壓氮?dú)?，降低能源耗用?br> 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，包括以下步驟將部分高壓尾氣在氧化催 化劑作用下，在尾氣催化燃燒系統(tǒng)內(nèi)充分燃燒，而后經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥后作為粗對(duì)苯二甲 酸粉體或精對(duì)苯二甲酸粉體的輸送載氣。
本發(fā)明中所述的高壓尾氣的壓力為9 20kg/cnfg(表壓)。高壓尾氣由壓縮空氣的惰性 氣體N2氣和對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物組成，具體包括N2氣、02、 C0、 C02、 HAC、乙酸甲酯、PX、 CH3Br、 Br2、朋r、 H20、苯、甲苯、甲醇等。其中，對(duì)苯二甲酸生產(chǎn) 過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物為C0、 C02、 HAC、乙酸甲酯(MA)、 PX、 C貼r、 Br2、 HBr、苯、甲苯、 甲醇等。高壓尾氣還可以包含不影響PTA或CTA粉體輸送的其他物質(zhì)。
尾氣催化燃燒系統(tǒng)主要由預(yù)熱器、氧化催化劑反應(yīng)器及洗滌塔組成，尾氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù) 熱達(dá)到催化劑反應(yīng)溫度280 320'C后進(jìn)入氧化催化劑反應(yīng)器中，在氧化催化劑的作用下, CO、 HAC、 MA、 PX、 CH3Br、苯、甲苯、甲醇等有機(jī)物在充足的氧氣中充分燃燒生成C02、 H20和HBr,反應(yīng)完成后尾氣與剩余氧氣一同進(jìn)入洗滌塔去除尾氣中的C02、 Br2 及HBr,洗滌劑為5%的甲酸鈉或是5%的氫氧化鈉。
本發(fā)明中前述氧化催化劑為以石墨為載體的鉑金催化劑。在氧化催化劑反應(yīng)器中填滿 蜂窩狀的催化劑，高壓尾氣進(jìn)入氧化催化劑反應(yīng)器后在催化劑的作用下，充分燃燒。
在上述操作步驟中，至少有98呢的CO、 HAC、 MA、 PX、 CH3Br、苯、甲苯、甲醇在 尾氣催化燃燒系統(tǒng)中燃燒生成C02、 H20和HBr，至少有98%的032、 Br2及HBr在洗滌 塔內(nèi)去除。由于高壓尾氣中含有有機(jī)物等雜質(zhì)，作為輸送載氣會(huì)對(duì)PTA粉體的品質(zhì)造成影 響，故要求輸送載氣中PX《4. 5ppm, MA《9.7 ppm, HAC《7. 7 ppm 、 CH3Br《5 ppm。
從尾氣催化燃燒系統(tǒng)出來(lái)的氣體經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥至常壓露點(diǎn)為-45 -30'C，壓力為 8 19 kg/cin2g(表壓)，使氣體可滿足CTA粉體或PTA粉體的輸送載氣的要求。
所述的高壓尾氣優(yōu)選為PTA生產(chǎn)過(guò)程中氧化反應(yīng)器排放的高壓尾氣。
前述高壓尾氣可由92 94wtX的N2、 4.0 6wtX的02、 0.27""0.35wt^的C0、 1. 6 1.64wtX的C02、 0.002 0. 006wt^的HAC、 0.03wtX的MA、 0. 001 0. 004wtX的PX、 0.01 0.02wtX的CH3Br+Br2+HBr, 0.017 0. 026wtX的苯+甲苯+甲醇和0.03wtX的H20 組成。
經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥后的髙壓尾氣可作為下列系統(tǒng)的粉體輸送載氣將CTA從CTA干燥 機(jī)輸送到CTA料倉(cāng)；將PTA從PTA干燥機(jī)輸送至PTA中轉(zhuǎn)倉(cāng)，再?gòu)腜TA中轉(zhuǎn)倉(cāng)輸送至PTA 產(chǎn)品倉(cāng)，或從PTA中轉(zhuǎn)倉(cāng)輸送至PTA袋裝倉(cāng)。
前述對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法還可以包括以下步驟將剩余部分的高壓尾 氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到130 160'C后用于膨脹機(jī)做功，做完功的常壓尾氣經(jīng)蓄熱式熱力焚化 爐除去有機(jī)物后可以直接排放，以減少空壓機(jī)組透平機(jī)蒸汽用量。前述膨脹機(jī)為空氣壓縮 機(jī)組的一部分。
本發(fā)明提供的對(duì)苯二甲酸工廠髙壓尾氣的利用方法，將高壓尾氣的一部分經(jīng)尾氣催化 燃燒系統(tǒng)充分燃燒除去有機(jī)物，而后經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥后作為粗對(duì)苯二甲酸或精對(duì)苯二甲 酸粉體的輸送載氣，不僅大大減少了PTA和CTA粉體風(fēng)送系統(tǒng)的高壓N2的消耗，同時(shí)減 少了粉體風(fēng)送系統(tǒng)循環(huán)氣的壓縮能耗，降低用電量，同時(shí)也降低環(huán)保壓力；高壓尾氣的另 一部分用于空氣壓縮機(jī)組的膨脹機(jī)做功，回收能量，同時(shí)尾氣壓力降低為常壓，經(jīng)蓄熱式 熱力焚化爐系統(tǒng)充分燃燒除去有機(jī)物后排放大氣。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)下面給出的本發(fā)明實(shí)施例可進(jìn)一步了解本發(fā)明，以下實(shí)施例僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改 動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。 實(shí)施例l
高壓尾氣由92.0wt^的N2、 5.894wt^的02、 0.35wt^的CO、 1. 64wt^的C02、 0. 006wt X的HAC、 0.03wtX的MA、 0.004wtX的PX、 0. 02wtX的CH3Br+Br2+HBr, 0. 026wtX的 苯+甲苯+甲醇和0.03wtX的H20組成，高壓尾氣的壓力為9kg/cm2g(表壓)，溫度為50'C。
將高壓尾氣的20X經(jīng)由尾氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到32O'C后，進(jìn)入氧化催化劑反應(yīng)器中，氧 化催化劑反應(yīng)器中填滿蜂窩狀的催化劑，在以石墨為載體的鉑金氧化催化劑的作用下， CO、 HAC、 MA、 PX、 CH3Br、苯、甲苯、甲醇等有機(jī)物在充足的氧氣中被充分燃燒生成 C02、 H20和HBr，經(jīng)檢測(cè)，HAC、 MA、 PX、 CH3Br的去除率分別達(dá)到98%、 98%、 98% 和99%。
反應(yīng)完成后尾氣與剩余氧氣進(jìn)入洗滌塔去除尾氣中的C02、 B&及HBr，洗滌劑為5 %的甲酸鈉，尾氣中的C02、 Br2及HBr去除率分別達(dá)到了99呢、98%和98%,而后經(jīng)尾 氣干燥機(jī)干燥至常壓露點(diǎn)為-40'C，壓力為8 kg/cm2g(表壓)。經(jīng)檢測(cè)，輸送載氣中PX《 4.5ppm, MA《9.7 ppra， HAC《7. 7 ppm 、 CH3Br《5 ppm，達(dá)到了粗對(duì)苯二甲酸或精對(duì)苯二 甲酸粉體的輸送載氣的要求，無(wú)需補(bǔ)充高壓氮?dú)庥糜贑TA和PTA粉體的輸送。
剩余的80^高壓尾氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到160'C后，用于空氣壓縮機(jī)組的膨脹機(jī)做功，回 收能量，尾氣壓力降低為常壓，經(jīng)蓄熱式熱力焚化爐系統(tǒng)充分燃燒，除去有機(jī)物后排放大 氣。這部分不是本發(fā)明要說(shuō)明的重點(diǎn)，使用現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)就可以達(dá)到目的。
實(shí)施例2
高壓尾氣由94wtX的N2、 4.0wtX的02、 0.27wtX的CO、 1.64wt^的C02、 0. 002wt X的HAC、 0.03wt^的MA、 0.001wt^的PX、 0. 01wtX的CH3Br+Br2+HBr， 0. 017wtX的 苯+甲苯+甲醇和0. 03wt^的H20組成，高壓尾氣的壓力為15kg/cm^(表壓)，溫度為30'C。
將高壓尾氣的15X經(jīng)由尾氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到280'C后，進(jìn)入氧化催化劑反應(yīng)器中，氧 化催化劑反應(yīng)器中填滿蜂窩狀的催化劑，在以石墨為載體的鉑金氧化催化劑的作用下， CO、 HAC、 MA、 PX、 CH3Br、苯、甲苯、甲醇等有機(jī)物在充足的氧氣中被充分燃燒生成 C02、 H20和HBr,經(jīng)檢測(cè)，HAC、 MA、 PX、 CH3Br的去除率分別為98%、 99%、 98% 和99%。
反應(yīng)完成后尾氣與剩余氧氣進(jìn)入洗滌塔去除尾氣中的C02、 Br2及HBr，洗滌劑為5 %的氫氧化鈉，尾氣中的C02、 Br2及HBr去除率分別達(dá)到了98呢、98%和98%，而后經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥至常壓露點(diǎn)為-3(TC，壓力為14kg/cm2g(表壓)。經(jīng)檢測(cè)，輸送載氣中PX 《4.5ppra， MA《9. 7ppm， HAC《7. 7卯m 、 CH3Br《5 ppm,達(dá)到了粗對(duì)苯二甲酸或精對(duì)苯 二甲酸粉體的輸送載氣的要求，無(wú)需補(bǔ)充高壓氮?dú)庥糜贑TA和PTA粉體的輸送。
剩余的85X高壓尾氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到130'C后，用于空氣壓縮機(jī)組的膨脹機(jī)做功，回 收能量，尾氣壓力降低為常壓，經(jīng)蓄熱式熱力焚化爐系統(tǒng)充分燃燒，除去有機(jī)物后排放大 氣。這部分不是本發(fā)明要說(shuō)明的重點(diǎn)，使用現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)就可以達(dá)到目的。
實(shí)施例3
高壓尾氣由92.0wt^的N2、 6.0wt^的O2、 0.29wtX的C0、 1.60wtX的C02、 0. 006wt X的HAC、 0.03wt^的MA、 0.004wtX的PX、 0. 02wt^的CH3Br+Br2+HBr, 0.02wt^的苯 +甲苯+甲醇和0.03^%的&0組成，高壓尾氣的壓力為20kg/cm2g(表壓)，溫度為60'C。
將高壓尾氣的25^經(jīng)由尾氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到30(TC后，進(jìn)入氧化催化劑反應(yīng)器中，氧 化催化劑反應(yīng)器中填滿蜂窩狀的催化劑，在以石墨為載體的鉑金氧化催化劑的作用下， CO、 HAC、 MA、 PX、 C貼r、苯、甲苯、甲醇等有機(jī)物在充足的氧氣中被充分燃燒生成 C02、 H20和HBr,經(jīng)檢測(cè)，HAC、 MA、 PX、 CH3Br的去除率分別為98%、 98%、 98% 和99%。
反應(yīng)完成后尾氣與剩余氧氣進(jìn)入洗滌塔去除尾氣中的C02、 Br2及HBr，洗滌劑為5 %的氫氧化鈉，尾氣中的C02、 Br2及HBr去除率分別達(dá)到了99呢、98%和99%，而后經(jīng) 尾氣干燥機(jī)干燥至常壓露點(diǎn)為-45'C，壓力為19 kg/cm2g(表壓)。經(jīng)檢測(cè)，輸送載氣中PX 《4.5ppm, MA《9.7 ppm， HAC《7. 7 ppm 、 CH3Br《5 ppm,達(dá)到了粗對(duì)苯二甲酸或精對(duì)苯 二甲酸粉體的輸送載氣的要求，無(wú)需補(bǔ)充高壓氮?dú)庥糜贑TA和PTA粉體的輸送。
剩余的75X高壓尾氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到150'C后，用于空氣壓縮機(jī)組的膨脹機(jī)做功，回 收能量，尾氣壓力降低為常壓，經(jīng)蓄熱式熱力焚化爐系統(tǒng)充分燃燒，除去有機(jī)物后排放大 氣。這部分不是本發(fā)明要說(shuō)明的重點(diǎn)，使用現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)就可以達(dá)到目的。
權(quán)利要求
1、一種對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，包括以下步驟將部分高壓尾氣在氧化催化劑作用下，在尾氣催化燃燒系統(tǒng)內(nèi)充分燃燒，而后經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥后作為粗對(duì)苯二甲酸或精對(duì)苯二甲酸粉體的輸送載氣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于尾氣催 化燃燒系統(tǒng)主要由預(yù)熱器、氧化催化劑反應(yīng)器及洗滌塔組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于所述高 壓尾氣包括N2氣、02、 C0、 C02、 HAC、乙酸甲酯、PX、 CH3Br、 Br2、 HBr、苯、甲苯、 甲醇、H20。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于高壓尾 氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱達(dá)到280 320'C后進(jìn)入氧化催化劑反應(yīng)器中，在氧化催化劑的作用 下，CO、 HAC、 MA、 PX、 CH3Br、苯、甲苯、甲醇等有機(jī)物在充足的氧氣中充分燃 燒生成CO;j、 H20和HBr,反應(yīng)完成后尾氣與剩余氧氣一同進(jìn)入洗滌塔去除尾氣中的 C02、 Br2及HBr，洗滌劑為5%的甲酸鈉或是5%的氫氧化鈉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于所述氧 化催化劑反應(yīng)器中填滿蜂窩狀的催化劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于所述氧 化催化劑為以石墨為載體的鉑金催化劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于尾氣催 化燃燒系統(tǒng)出來(lái)的氣體經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥至常壓露點(diǎn)為-45 -30'C。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于所述高 壓尾氣由92 94wt^的N2、 4.0 6wtX的02、 0.27-0.35wtX的C0、 1. 6 1. 64wt^的 C02、0. 002 0. 006wt^的HAC、0. 03wt^的MA、0. 001 0. 004wt%的PX、0. 01 0. 02wt %的CH3Br+Br2+HBr, 0. 017 0. 026wtX的苯+甲苯+甲醇和0. 03wtX的H20組成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，其特征在于所述高 壓尾氣的壓力為9 20kg/cm2g,從尾氣催化燃燒系統(tǒng)出來(lái)的高壓氣體壓力為8~ 19kg/cm2go
10、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，還包括以下步驟 將剩余部分的高壓尾氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到130 160'C后用于膨脹機(jī)做功，做完功的常壓 尾氣經(jīng)蓄熱式熱力焚化爐除去有機(jī)物后可以直接排放。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法，該方法將部分高壓尾氣在氧化催化劑作用下，在尾氣催化燃燒系統(tǒng)內(nèi)充分燃燒，而后經(jīng)尾氣干燥機(jī)干燥后作為粗對(duì)苯二甲酸或精對(duì)苯二甲酸粉體的輸送載氣。本發(fā)明中的對(duì)苯二甲酸工廠高壓尾氣的利用方法可節(jié)約大量高壓氮?dú)?，降低能源耗用?br> 文檔編號(hào)B01D53/86GK101543726SQ20081007083
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者吳榮漢, 王榮賜 申請(qǐng)人:艾博特(廈門)設(shè)備工程有限公司