專利名稱：聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚烯烴制造設(shè)備等聚合物制造設(shè)備(plant)的廢氣回收利用方法，以及用于該方法的聚合物制造設(shè)備廢氣回收利用裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的世界各地以每年幾百萬(wàn)噸的規(guī)模制造一種或兩種及以上的α-烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯等，聚合和/或共聚而成的聚合物和/或共聚物等聚烯烴，以用作各領(lǐng)域的材料。
這類制造聚烯烴的方法有，懸浮聚合法、氣相聚合法、溶液聚合法等。
懸浮聚合法和溶液聚合法是在氮?dú)獾炔换顫姎怏w和聚合溶劑的存在下，通過(guò)向聚合釜中輸入催化劑和聚合單體而使烯烴聚合的方法。
而氣相聚合法則是通過(guò)使用促進(jìn)余熱移除的惰性飽和烴，或根據(jù)需要在不活潑氣體存在下，通過(guò)向聚合釜中輸入催化劑和聚合單體而使烯烴聚合的方法。此時(shí)，需要在溶劑存在下使催化劑預(yù)聚合，使催化劑分散在溶劑中供給系統(tǒng)。
為此，由于聚合的聚合物顆粒中吸附了聚合溶劑和/或聚合單體，因此，需要從聚合物顆粒中除去這些聚合溶劑和聚合單體，凈化產(chǎn)物。
迄今為止，由聚合物顆粒中除去吸附在該聚合物顆粒上的聚合溶劑和聚合單體采用例如將聚合的聚合物顆粒群放入料倉(cāng)，向料倉(cāng)內(nèi)吹送清潔的不活潑氣體的方法。
另外，由于用于凈化該聚合物顆粒的不活潑氣體含有大量聚合溶劑和聚合單體等，人們一直使用廢氣燃繞煙道(廢氣燃燒裝置)使不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體燃燒，然后將燃燒氣體和不活潑氣體排放到大氣中的方法。
但是，近年來(lái)由于出現(xiàn)了CO2導(dǎo)致全球變暖的問(wèn)題，所以，需要反思這種燃燒聚合溶劑的方法。而出于節(jié)能的考慮，也需要反思氮?dú)獾炔换顫姎怏w的排放。
為此，迄今為止，已經(jīng)提出了多種在從含烴類的不活潑氣體中回收烴類后，向大氣中排放該不活潑氣體的技術(shù)方案。
已提出的方案有，例如，(1)日本特公昭54-8632、特開(kāi)平10-033932號(hào)公報(bào)中所述的使含烴類的不活潑氣體與由有機(jī)液體組成的吸收液接觸而被吸收的液體吸收法；(2)日本特開(kāi)平6-285324、第2840563號(hào)專利公報(bào)中所述的使用氣體分離膜的方法；(3)日本特開(kāi)平4-326901號(hào)公報(bào)中所述的將氣體深冷液化的方法；(4)使用活性炭或合成沸石的吸附方法等。
這些已提出的含烴類的廢氣的處理方法主要是針對(duì)油罐車或油罐等中產(chǎn)生的汽油等常溫下為液體的含揮發(fā)性烴類的廢氣的處理方案。
另外，日本特開(kāi)2000-26319號(hào)公報(bào)所要解決的技術(shù)問(wèn)題也是設(shè)備廢氣處理。但盡管該特開(kāi)2000-26319公報(bào)所提出的方案中有從廢氣中回收烯烴類的方案，卻完全未考慮到廢氣中的主成份的不活潑氣體的回收再利用問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種方法，它從一種或一種以上的α-烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯等，聚合和/或共聚制得的聚合物和/或共聚物制造設(shè)備等聚合物制造設(shè)備排出的不活潑氣體中除去聚合溶劑、聚合單體等雜質(zhì)，使不活潑氣體可被聚合物制造設(shè)備回收利用。
本發(fā)明的目的還有，提供一種能從這類聚合物制造設(shè)備所排放的不活潑氣體中回收聚合溶劑，使該聚合溶劑在聚合物制造設(shè)備中回收利用的方法。
本發(fā)明的目的還有，提供一種在該回收再利用方法中節(jié)能性更好的方法。
本發(fā)明是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，達(dá)到所述目的的發(fā)明。本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用的方法，是為回收利用由聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體的聚合物制造設(shè)備廢氣的回收利用方法，其特征在于，包括使由上述聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體通過(guò)吸附劑層，吸附并除去不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體的吸附除去工序，將上述吸附除去工序中吸附除去了聚合溶劑和聚合單體后達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體，回收利用于上述聚合物制造設(shè)備。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置，是為回收利用由聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體的聚合物制造設(shè)備廢氣的回收利用裝置，其特征在于，包括能使由上述聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體通過(guò)吸附劑層，吸附并除去不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體的吸附除去裝置；使在上述吸附除去裝置中吸附除去聚合溶劑和聚合單體后達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體回流到聚合物制造設(shè)備中，以備上述聚合物制造設(shè)備再利用的回流裝置；和用于從脫吸工序的減壓狀態(tài)加壓至吸附工序的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力狀態(tài)的不活潑氣體儲(chǔ)氣鼓。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，就能通過(guò)吸附劑層，將從一種或一種以上的α-烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯等，聚合和/或共聚制得的聚合物和/或共聚物的制造設(shè)備排放的不活潑氣體吸附除去不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體。并能將吸附除去了不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體后達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體，回收再用于聚合物制造設(shè)備的干燥工序中的聚合粉末的干燥。
因此，由于不存在現(xiàn)有技術(shù)中的使不活潑氣體中所含聚合溶劑和聚合單體等燃燒后，將燃燒氣體和不活潑氣體排放到大氣中的情況，所以能避免由CO2氣體造成的全球氣候變暖。
而且，由于能在聚合物制造設(shè)備中回收利用不活潑氣體，所以，從謀求資源的有效利用、節(jié)能等方面看，本發(fā)明也有很大效果。
在本發(fā)明中，吸附劑為硅膠、合成沸石，或兩者皆有。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不僅能利用硅膠吸附聚合溶劑和部分聚合單體，而且能用合成沸石吸附聚合單體。
在本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備廢氣的回收利用方法中，上述吸附劑層優(yōu)選為由選自硅膠和合成沸石的至少一種吸附劑構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，或多層同類或不同類的上述單層的結(jié)構(gòu)，或上述單層或多層再與除硅膠和合成沸石之外的其它吸附劑構(gòu)成的吸附劑層組合的多層結(jié)構(gòu)。
且上述吸附劑層優(yōu)選采用下述任一種方式構(gòu)成，即(1)單層硅膠或單層合成沸石；(2)上述單層硅膠和單層沸石組合而成的多層，或
(3)多個(gè)上述單層硅膠組合而成的多層。
采用這樣的結(jié)構(gòu)就能有效除去廢氣中的雜質(zhì)。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用的方法的特征在于，在上述吸附除去工序中，水分也被除去。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，上述吸附除去裝置的結(jié)構(gòu)，使水分也能被除去。
由于采用該結(jié)構(gòu)能除去不活潑氣體中的水分，所以，在回收不活潑氣體以用于聚合物制造設(shè)備的干燥工序中的聚合粉末的干燥時(shí)，不僅能防止設(shè)備腐蝕和聚合活性降低，且即使在該不活潑氣體與吹掃氣體一起使用或存在親水性吸附劑的情況下，也不會(huì)降低吸附劑的性能。
而且，在本發(fā)明中，吸附劑層優(yōu)選為將至少兩種不同孔徑的吸附劑層沿廢氣流動(dòng)方向依孔徑由大到小的順序?qū)臃e而成。
此時(shí)，在本發(fā)明中優(yōu)選為該孔徑由被吸附物決定。例如，在吸附除去聚合溶劑和共聚單體等C4～C15的烴類和水分時(shí)，適合使用大孔徑硅膠。而在吸附除去C3～C4的烴類時(shí)，適合使用小孔徑硅膠。
在本發(fā)明中，吸附除去C2～C3的烴類時(shí)，優(yōu)選適用合成沸石。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，用大孔徑(例如，孔徑6nm)硅膠層吸附除去分子量較高的聚合溶劑等烴類和水分，然后用小孔徑(例如，孔徑3nm)硅膠層吸附除去大部分分子量較低的聚合單體等，然后再用合成沸石層(例如孔徑0.9～1.0nm)完全吸附除去硅膠層未吸附除凈的聚合單體等，依次通過(guò)這些層，就能有效除去雜質(zhì)。
本發(fā)明中的硅膠可使用一般公知的制品，優(yōu)選為含有吸水性小的疏水性硅膠的制品。
即，硅膠優(yōu)選使用經(jīng)疏水處理的制品，這是因?yàn)樗臒N吸附能力高，且與僅有吸水性高的親水性硅膠的制品相比，能將吸附除去裝置的吸附塔設(shè)計(jì)得更小。
在吸附除去廢氣中的飽和水分時(shí)，用該疏水化處理硅膠能充分吸附/脫吸，無(wú)需特大型吸附塔。且可根據(jù)需要在該疏水性硅膠上游設(shè)置親水性硅膠層。
本發(fā)明的合成沸石優(yōu)選能吸附除去硅膠層不能吸附除凈的聚合單體的制品，例如，為除去乙烯和殘留丙烯，優(yōu)選使用親水性合成沸石。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法的特征在于，包括在減壓狀態(tài)下，將吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去的脫吸工序。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，具有在減壓狀態(tài)下，將吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去的脫吸裝置。
由于根據(jù)該結(jié)構(gòu)能將吸附在吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去，所以，即使當(dāng)吸附操作進(jìn)行一段時(shí)間后，吸附在吸附劑上的物質(zhì)就會(huì)填滿孔隙，結(jié)果形成廢氣未經(jīng)處理通過(guò)吸附層的狀態(tài)，即穿透(breakthrough)狀態(tài)時(shí)，也能消除該穿透狀態(tài)，使裝置重新發(fā)揮吸附除去作用。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用的方法的特征在于，上述脫吸工序，使上述吸附劑層處于更低于上述吸附除去工序的減壓狀態(tài)，使吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，具有減壓裝置，該減壓裝置的上述脫吸裝置的結(jié)構(gòu)為，通過(guò)使上述吸附層處于更低于利用上述吸附除去裝置進(jìn)行吸附除去時(shí)的減壓狀態(tài)，使吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用減壓的作用，就能以很高效率完全脫吸除去吸附在吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用的方法的特征在于，上述脫吸工序，不僅使吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體處于減壓狀態(tài)，而且通過(guò)導(dǎo)入吹掃氣體，使吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，不僅具有上述脫吸裝置，使吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體處于減壓狀態(tài)，而且具有吹掃氣體導(dǎo)入裝置，該吹掃氣體導(dǎo)入裝置通過(guò)向上述吸附劑層導(dǎo)入吹掃氣體，使吸附在上述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因吹掃氣體的作用，而能促進(jìn)吸附在吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑層上脫吸的脫吸作用，提高脫吸效率。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣的回收利用方法的特征在于，將上述吸附除去工序中吸附除去了聚合溶劑和聚合單體并達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體用作上述吹掃氣體。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，上述吹掃氣體導(dǎo)入裝置的結(jié)構(gòu)為，可將利用上述吸附除去裝置吸附除去了聚合溶劑和聚合單體并達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體用作上述吹掃氣體。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于可將部分脫吸除去工序中吸附除去聚合溶劑和聚合單體，并達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體用作吹掃氣體，所以無(wú)需使用新的不活潑氣體源，不僅能提高效率，還能降低成本，并有利于節(jié)約資源。
在本發(fā)明中，上述吹掃氣體優(yōu)選使用純度98.0％以上、且含水量在100容量ppm以下的不活潑氣體，更優(yōu)選使用不活潑氣體純度99.0％以上、且含水量在50容量ppm以下的高純度不活潑氣體。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，上述吹掃氣體導(dǎo)入裝置的結(jié)構(gòu)使得能將高純度不活潑氣體用作吹掃氣體。
因此，由于將高純度不活潑氣體用作吹掃氣體，所以，利用不含雜質(zhì)的吹掃氣體的作用，優(yōu)化了吸附在吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑層脫吸的脫吸作用的促進(jìn)效果，進(jìn)一步提高脫吸效率。
在本發(fā)明中，在從吸附劑層脫吸工序的減壓狀態(tài)加壓至吸附工序的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力狀態(tài)時(shí)，既有使用上游廢氣的情況，也有同時(shí)還/或使用在下游達(dá)到了預(yù)定純度的不活潑氣體的情況。
但由于該操作需在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，所以伴隨著很大的流量改變。而由于在聚合物制造設(shè)備中連續(xù)排放廢氣，連續(xù)回收利用達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體，所以為持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需盡量避免流量改變。
因此，在本發(fā)明中，為從吸附劑層脫吸工序的減壓狀態(tài)加壓至吸附工序的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力狀態(tài)，優(yōu)選使用選自達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體和新的不活潑氣體的一種不活潑氣體填充到不活潑氣體儲(chǔ)氣鼓中的不活潑氣體。
此時(shí)，為縮短加壓時(shí)間，填充到不活潑氣體儲(chǔ)氣鼓的不活潑氣體，優(yōu)選為填充至高于吸附工序的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力的壓力。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用的方法，優(yōu)選在上述脫吸工序中，采用例如冷卻、膜分離等公知回收技術(shù)回收從上述吸附劑層的吸附劑脫吸除去的聚合溶劑，經(jīng)上述聚合物制造設(shè)備聚合溶劑回收利用工序進(jìn)行回收利用。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置，優(yōu)選在上述脫吸裝置中，回收從上述吸附劑層的吸附劑脫吸除去的聚合溶劑，并具有聚合溶劑回收裝置，使脫吸除去的聚合溶劑回流到聚合物制造設(shè)備中，以在上述聚合物制造設(shè)備中回收利用。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于可回收從吸附劑層的吸附劑脫吸除去的聚合溶劑，在聚合物制造設(shè)備中再利用，所以，不僅能提高效率，還能降低成本，并有利于節(jié)約資源。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，上述聚合溶劑回收裝置中，包括將回收聚合溶劑的脫吸氣體燃燒排放的廢氣燃燒裝置。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于從脫吸氣體中回收聚合溶劑后，使脫吸氣體中的聚合單體燃燒后排放到大氣中，所以幾乎不會(huì)產(chǎn)生CO2氣體，也不會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用的方法的特征在于，包括聚合單體回收利用工序，它將利用上述聚合溶劑回收利用工序回收聚合溶劑后的脫吸氣體所含的聚合單體回收利用。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的特征在于，包括聚合單體精制裝置，將利用上述聚合溶劑回收裝置回收聚合溶劑后的脫吸氣體所含的聚合單體進(jìn)行精制，回流到聚合物制造設(shè)備中，以便回收利用。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能將利用上述聚合溶劑回收裝置回收聚合溶劑后的脫吸氣體所含的聚合單體，利用例如乙烯裝置等回收精制分離而回收利用，所以，能將聚合單體在聚合物制造設(shè)備中再次用作聚合用原料，不僅能提高效率，還能降低成本，有利于節(jié)約資源。
本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置，其結(jié)構(gòu)上的特征在于，至少具有兩個(gè)上述吸附除去裝置，在任一個(gè)吸附除去裝置中進(jìn)行吸附除去操作期間，在另一個(gè)吸附除去裝置中進(jìn)行脫吸除去操作。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在任一個(gè)吸附除去裝置中進(jìn)行吸附除去操作期間，在另一個(gè)吸附除去裝置中進(jìn)行脫吸除去操作，所以即使任一個(gè)吸附除去裝置中處于穿透狀態(tài)，也不必停產(chǎn)，而能用另一個(gè)吸附除去裝置連續(xù)進(jìn)行吸附除去操作，而不會(huì)降低操作效率。


圖1是本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的整體示意圖。
符號(hào)說(shuō)明1A閥門(mén)；1B閥門(mén)；1a管線；1b管線；1廢氣導(dǎo)入管；1C第1連接部；1D第1′連接部；2A閥門(mén)；2B閥門(mén)；2a管線；2b管線；2處理氣體回流管線；2C第2連接部；2D第2′連接部；3A閥門(mén)；3B閥門(mén)；3a管線；3b管線；3管線；3C第3連接部；3D第3′連接部；4A閥門(mén)；4B閥門(mén)；4a管線；4b管線；4減壓裝置；5溶劑液化回收裝置；6聚合物制造設(shè)備；7排放管線；8聚合溶劑回流管線；9廢氣燃燒裝置；10支路；11支路；12支路；13管線；14溶劑精制裝置；A吸附塔；B吸附塔。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
(實(shí)施例)。
圖1是本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置的整體示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用裝置(下稱為“回收利用裝置”)以聚合物制造設(shè)備6為對(duì)象。
在本發(fā)明中，“聚合物制造設(shè)備”是指，例如聚烯烴制造設(shè)備等聚合物制造設(shè)備，主要是指包括聚合以及附屬的催化劑、干燥、擠出機(jī)等的聚合物制造設(shè)備。
如圖1所示，在聚合物制造設(shè)備6中，連接著廢氣導(dǎo)入管1，用于將從聚合物制造設(shè)備6排放的例如含氮?dú)獾炔换顫姎怏w的廢氣導(dǎo)入回收利用裝置中。且該廢氣導(dǎo)入管線1在支路10處分出管線1a和1b。
管線1a經(jīng)閥門(mén)1A，再通過(guò)第1連接部1C連接著具有能吸附除去不活潑氣體中所含聚合溶劑、聚合單體等雜質(zhì)的吸附劑層的吸附塔A。而同樣，管線1b經(jīng)閥門(mén)1B，再通過(guò)第1′連接部1D連接著也具有能吸附除去不活潑氣體中所含聚合溶劑、聚合單體等雜質(zhì)的吸附劑層的吸附塔B。
在吸附塔A的第1連接部1C相對(duì)一側(cè)設(shè)有第2連接部2C。同樣，在吸附塔B的第1′連接部1D的相對(duì)一側(cè)設(shè)有第2′連接部2D。
第2連接部2C連接著管線2a，經(jīng)閥門(mén)2A連接到支路11。同樣，第2′連接部2D連接著管線2b，經(jīng)閥門(mén)2B也連接到支路11。
支路11連接著用于使在吸附塔A、B中經(jīng)吸附除去處理的處理氣體返回(回流)至聚合物制造設(shè)備6中的處理氣體回流管線2。
管線2連接著至管線4a、4b的管線4c，該管線4c上設(shè)有流量計(jì)4E和閥門(mén)4C。管線2還連接著至管線4a或4b的管線4d，該管線4d上設(shè)有儲(chǔ)氣鼓4F和閥門(mén)4D。
另外，在吸附塔A的第1連接部1C側(cè)，連接著第3連接部3C，該第3連接部3C經(jīng)管線3a連接至支路12。同樣，在吸附塔B的第1′連接部的1D側(cè)，連接著第3′連接部3D，該第3′連接部3D經(jīng)管線3b連接至支路12。在管線3a的途中設(shè)有閥門(mén)3A，而在管線3b的途中則設(shè)有閥門(mén)3B。
支路12經(jīng)管線3連接著用于使吸附塔A和吸附塔B呈減壓狀態(tài)的減壓裝置4、回收從吸附劑脫吸除去的聚合溶劑的溶劑液化回收裝置5以及將回收了聚合溶劑的脫吸氣體燃燒排放的廢氣燃燒裝置9。
該溶劑液化回收裝置5經(jīng)管線13連接著用于將溶劑液化回收裝置5所回收的聚合溶劑精制的溶劑精制裝置14。由溶劑精制裝置14精制的聚合溶劑經(jīng)聚合溶劑回流管線8返回(回流)到聚合物制造設(shè)備6中，以便回收利用。而由溶劑精制裝置14精制后的雜質(zhì)，經(jīng)適當(dāng)處理后，經(jīng)排放管線7排放。
而溶劑液化回收裝置5經(jīng)管線15連接著用于將溶劑液化回收裝置5回收聚合溶劑后的脫吸氣體中所含的聚合單體精制再利用的聚合單體精制裝置16。由聚合單體精制裝置16精制的聚合單體經(jīng)聚合單體回流管線17返回(回流)到聚合物制造設(shè)備6中，以便回收利用。
下面對(duì)使用該結(jié)構(gòu)的本發(fā)明回收利用裝置回收利用聚合物制造設(shè)備的廢氣的方法進(jìn)行說(shuō)明。
通過(guò)未圖示的控制裝置的控制，打開(kāi)閥門(mén)1A，從聚合物制造設(shè)備6將含有例如氮?dú)獾炔换顫姎怏w的廢氣，經(jīng)廢氣導(dǎo)入管1、支路10、管線1a的閥門(mén)1A導(dǎo)入吸附塔A。
此時(shí)，通往吸附塔B的閥門(mén)1B、通往減壓裝置4等的閥門(mén)3A都被控制在關(guān)閉狀態(tài)，不僅避免廢氣導(dǎo)入吸附塔B，還避免廢氣導(dǎo)入減壓裝置4等中。
在這樣于吸附塔A中進(jìn)行吸附操作的期間，在閥門(mén)2A保持打開(kāi)狀態(tài)的同時(shí)，閥門(mén)4A處于關(guān)閉狀態(tài)。
這樣，通過(guò)吸附塔A時(shí)除去了雜質(zhì)的不活潑氣體由第2連接部2C經(jīng)閥門(mén)2A、管線2a、支路11和處理氣體回流管線2，被再次導(dǎo)入聚合物制造設(shè)備6的例如干燥工序中，進(jìn)行再度利用。
此時(shí)，由于通過(guò)吸附塔A時(shí)除去了雜質(zhì)的不活潑氣體需加壓至能回收利用的程度，所以，在送入吸附塔A之前的氣體需由未圖示的升壓裝置進(jìn)行升壓，或在吸附塔A的出口利用未圖示的升壓裝置升壓。
吸附操作進(jìn)行一段時(shí)間后，吸附在吸附劑上的物質(zhì)會(huì)填滿細(xì)孔，結(jié)果導(dǎo)致廢氣在未經(jīng)處理的狀態(tài)下就通過(guò)吸附層的狀態(tài)，即穿透狀態(tài)。
在此，基于控制裝置的控制，在吸附塔A穿透之前，使閥門(mén)1A轉(zhuǎn)為關(guān)閉狀態(tài)，并打開(kāi)閥門(mén)1B和2B，使供至吸附塔A的廢氣轉(zhuǎn)而導(dǎo)入吸附塔B。
在此狀態(tài)下，閥門(mén)4B和通往減壓裝置4等的閥門(mén)3B都控制在關(guān)閉狀態(tài)，避免廢氣導(dǎo)入減壓裝置4等中。
并且，與吸附塔A一樣，通過(guò)吸附塔B時(shí)除去了雜質(zhì)的不活潑氣體由第2′連接部2D經(jīng)閥門(mén)2B、管線2b、支路11和處理氣體回流管線2，被導(dǎo)入聚合物制造設(shè)備6的例如干燥工序中，進(jìn)行再度利用。
另外，由于使閥門(mén)3A處于打開(kāi)狀態(tài)，所以由減壓裝置4引發(fā)吸附塔A進(jìn)行脫吸工序。
即，通過(guò)使閥門(mén)3A處于打開(kāi)狀態(tài)，由減壓裝置4使吸附塔A內(nèi)部呈減壓狀態(tài)。此時(shí)，通過(guò)打開(kāi)閥門(mén)4A、4C，使得經(jīng)管線2、流量計(jì)4E、閥門(mén)4C、管線4c以及管線4a部分返回到聚合物制造設(shè)備的經(jīng)處理的不活潑氣體作為吹掃氣體由閥門(mén)4A供給吸附塔A，再由閥門(mén)3A經(jīng)管線3a送至減壓裝置4。此時(shí)，用流量計(jì)4E控制從管線2經(jīng)管線4c流入管線4a的吹掃氣體的流量，向吸附塔A定量供給吹掃氣體。
此時(shí)，可使減壓裝置4僅在脫吸操作時(shí)工作，但優(yōu)選使減壓裝置4正常連續(xù)工作。
經(jīng)這些操作使吸附在吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體脫吸，與吹掃氣體一起送至下游管線3。
而吹掃氣體所含聚合溶劑由溶劑液化回收裝置5的冷卻部液化回收。由該溶劑液化回收裝置5回收的聚合溶劑經(jīng)管線13在溶劑精制裝置14中精制，經(jīng)聚合溶劑回流管線8返回(回流)到聚合物制造設(shè)備6中回收利用。而由溶劑精制裝置14精制后的雜質(zhì)，在根據(jù)雜質(zhì)種類進(jìn)行適當(dāng)處理后，經(jīng)排放管線7排放。
由于經(jīng)溶劑液化回收裝置5回收了聚合溶劑的吹掃氣體還含有聚合單體，所以被移送到燃燒排放的廢氣燃燒裝置(廢氣燃燒煙道)9，在燃燒了聚合單體后排放到大氣中。
也可不必如此將經(jīng)溶劑液化回收裝置5回收了聚合溶劑的吹掃氣體送到廢氣燃燒裝置(廢氣燃燒煙道)9，而是將經(jīng)溶劑液化回收裝置5回收了聚合溶劑的吹掃氣體經(jīng)管線15送到聚合單體精制裝置16。
即，聚合單體精制裝置16也可以使，對(duì)例如乙烯設(shè)備等將經(jīng)溶劑液化回收裝置5回收了聚合溶劑后的脫吸氣體中所含的聚合單體精制，經(jīng)聚合單體回流管線17返回(回流)到聚合物制造設(shè)備6中回收利用。而經(jīng)聚合單體精制裝置16精制后的雜質(zhì)，根據(jù)雜質(zhì)種類進(jìn)行適當(dāng)處理后，經(jīng)排放管線18排放。
在利用吸附塔B的吸附除去處理進(jìn)行一段時(shí)間后，與吸附塔A一樣，利用控制裝置的控制，在吸附塔B呈穿透狀態(tài)之前，關(guān)閉閥門(mén)1B，同時(shí)打開(kāi)閥門(mén)1A和2A，使供至吸附塔B的廢氣轉(zhuǎn)而導(dǎo)入吸附塔A。
此時(shí)，吸附塔A需要在脫吸操作結(jié)束后(在吸附操作即將開(kāi)始前)，使吸附塔回升至原壓力(均壓工序)。為此，關(guān)閉閥門(mén)4C，打開(kāi)閥門(mén)4D，經(jīng)管線4d和管線4a，將部分返回到聚合物制造設(shè)備的經(jīng)處理的不活潑氣體導(dǎo)入吸附塔A的上部，進(jìn)行均壓工序。圖中的4F為儲(chǔ)氣鼓，其設(shè)置是用于避免進(jìn)行該均壓工序時(shí)的管線1和2中的壓力波動(dòng)。
使閥門(mén)3B處于打開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)，由減壓裝置4引發(fā)吸附塔B進(jìn)行與吸附塔A同樣的脫吸工序。
即，使閥門(mén)3B處于打開(kāi)狀態(tài)，由減壓裝置4使吸附塔B內(nèi)呈減壓狀態(tài)。此時(shí)，通過(guò)打開(kāi)閥門(mén)4B和4C，使得經(jīng)管線2、流量計(jì)4E、閥門(mén)4C、管線4c和管線4b部分返回到聚合物制造設(shè)備的經(jīng)處理的不活潑氣體作為吹掃氣體由閥門(mén)4B供給吸附塔B，再由閥門(mén)3B經(jīng)管線3b送至減壓裝置4。此時(shí)，用流量計(jì)4E控制從管線2a經(jīng)管線4c流入管線4b的吹掃氣體的流量，向吸附塔B定量供給吹掃氣體。
通過(guò)這些操作，使吸附在吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體脫吸，與吹掃氣體一起送至下游管線3。然后，與吸附塔A的脫吸工序一樣，由溶劑液化回收裝置5進(jìn)行聚合溶劑的液化回收，由溶劑精制裝置14進(jìn)行精制，再回流到聚合物制造設(shè)備中進(jìn)行回收利用，而且精制后的雜質(zhì)經(jīng)排放管線7排放，并由廢氣燃燒裝置(廢氣燃繞煙道)9燃燒聚合單體后排放，或由聚合單體精制裝置16進(jìn)行聚合單體精制后再利用。
該循環(huán)根據(jù)未圖示的檢測(cè)傳感器等檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，由未圖示的控制裝置控制，自動(dòng)進(jìn)行。
本發(fā)明的聚合物可舉出例如聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚異丁烯、聚1-戊烯、聚甲基-1-戊烯等聚α-烯烴；丙烯含量小于75重量％的乙烯/丙烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、丙烯含量小于75重量％的丙烯/1-丁烯共聚物等乙烯或α-烯烴/α-烯烴共聚物；丙烯含量小于75重量％的乙烯/丙烯/5-亞乙基-2-降冰片烯共聚物等乙烯或α-烯烴/α-烯烴/二烯單體的共聚物；乙烯/氯乙烯共聚物、乙烯/偏氯乙烯共聚物、乙烯/丙烯腈共聚物、乙烯/甲基丙烯腈共聚物、乙烯/乙酸乙烯共聚物、乙烯/丙烯酰胺共聚物、乙烯/甲基丙烯酰胺共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/馬來(lái)酸共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/馬來(lái)酸酐共聚物、乙烯/丙烯酸金屬鹽共聚物、乙烯/甲基丙烯酸金屬鹽共聚物、乙烯/苯乙烯共聚物、乙烯/甲基苯乙烯共聚物、乙烯/二乙烯基苯共聚物等乙烯或α-烯烴/乙烯基單體的共聚物；聚異丁烯、聚丁二烯、聚異戊二烯等聚二烯烴共聚物；苯乙烯/丁二烯無(wú)規(guī)共聚物等乙烯基單體/二烯單體無(wú)規(guī)共聚物；苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物等乙烯基單體/二烯單體/乙烯基單體嵌段共聚物；苯乙烯/丁二烯無(wú)規(guī)共聚物的氫化物等乙烯基單體/二烯單體無(wú)規(guī)共聚物的氫化物；苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物的氫化物等乙烯基單體/二烯單體/乙烯基單體的嵌段共聚物的氫化物；丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物等乙烯基單體/二烯單體/乙烯基單體的接枝共聚物；聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯等乙烯基聚合物；氯乙烯/丙烯腈共聚物、氯乙烯/乙酸乙烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物等乙烯基共聚物。
在本發(fā)明中，這些聚合物中可優(yōu)選用于聚乙烯、聚丙烯等一種或兩種以上的α-烯烴聚合和/或共聚的聚合物和/或共聚物等聚烯烴聚合物制造設(shè)備。
上述α-烯烴具體可以舉出乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯等C2～C20的α-烯烴。
其中，優(yōu)選乙烯和C4～C10的α-烯烴，或丙烯與C2～C10的α-烯烴的組合，更優(yōu)選乙烯和C4～C8的α-烯烴，或丙烯與C2～C8的α-烯烴的共聚。
本發(fā)明的聚烯烴也可用于乙烯或丙烯和兩種或兩種以上的α-烯烴共聚的共聚物制造設(shè)備。
本發(fā)明尤其可用于2-戊烯、2-己烯、2-庚烯、2-辛烯等β-烯烴和二烯等的共聚物，或不同β-烯烴之間的共聚物制造設(shè)備。
此時(shí)，在聚乙烯制造設(shè)備中，在聚合釜中加入催化劑和乙烯氣體，根據(jù)需要加入作為共聚單體的丙烯或1-丁烯等，再根據(jù)需要加入聚合溶劑，就生成聚乙烯。從聚合釜中排出的所生成的聚合粉末吸附著大量的乙烯、丙烯、1-丁烯等聚合單體和聚合溶劑。
而在聚丙烯制造設(shè)備中，在聚合釜中加入催化劑和丙烯氣體，根據(jù)需要加入作為共聚單體的乙烯或1-丁烯等，再根據(jù)需要加入聚合溶劑，就生成聚丙烯。從聚合釜中排出的所生成的聚合粉末吸附著大量的丙烯、乙烯、1-丁烯等聚合單體和聚合溶劑。
本發(fā)明中的聚合溶劑是聚合物、尤其聚烯烴聚合時(shí)所用的或用于供給催化劑的溶劑，可以舉出例如丙烷、正丁烷、丙烯、正庚烷、異庚烷、正己烷、異己烷、正辛烷、異辛烷、正癸烷、異癸烷等。
本發(fā)明所用不活潑氣體可以舉出氮?dú)狻鍤?、氦氣等?br> 為此，在聚烯烴制造設(shè)備中，在聚合工序后，需要緊接干燥工序，以便從聚合粉末中除去聚合單體、聚合溶劑等雜質(zhì)。
即，為除去這些雜質(zhì)，通常優(yōu)選將經(jīng)加熱的不活潑氣體通入優(yōu)選充滿聚合粉末的料倉(cāng)一定時(shí)間，或逆向通入不活潑氣體與聚合粉末形成對(duì)流。
用于該干燥工序的排出的不活潑氣體中含聚合單體和聚合溶劑等。
因此，在本發(fā)明中，通過(guò)對(duì)排放的不活潑氣體進(jìn)行吸附除去處理，除去這些聚合單體和聚合溶劑。該吸附除去處理利用通過(guò)吸附劑填充在吸附塔中形成的吸附層進(jìn)行。
在本發(fā)明中的吸附劑是指硅膠、氧化鋁、蒙脫土、活性炭、合成沸石等直徑0.5～100nm的小孔占具有0.1cc/g以上的粉末或顆粒。
這些吸附劑中可優(yōu)選使用合成沸石和硅膠。硅膠孔徑為1～20nm，優(yōu)選為3～6nm，合成沸石的孔徑為0.3～5nm，優(yōu)選為0.5～1.5nm。也可以將這些吸附劑組合使用。
此時(shí)，吸附劑優(yōu)選使用未經(jīng)烴類預(yù)涂操作的吸附劑，例如未用戊烷、苯、己烷等C3以上烴類或廢氣或污染氣體進(jìn)行預(yù)涂操作的吸附劑。
即，通過(guò)使用未經(jīng)烴類預(yù)涂的吸附劑，無(wú)需預(yù)先在吸附劑上吸附烴類至穿透狀態(tài)，故吸附劑的可操作性好，適于長(zhǎng)期的聚合物制造設(shè)備等大型制造設(shè)備或24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。且由于吸附性能無(wú)下降，所以無(wú)需為對(duì)預(yù)涂烴類減壓脫吸而附加加熱脫吸裝置或操作，經(jīng)濟(jì)效益好。
在本發(fā)明中，吸附塔A內(nèi)的吸附層，優(yōu)選沿廢氣流過(guò)方向孔徑由大至小順序?qū)臃e例如至少兩種不同孔徑的吸附劑層。
此時(shí)，該孔徑優(yōu)選由所吸附的物質(zhì)決定。例如，為吸附除去聚合溶劑、共聚單體等C4～C15的烴類和水分，適用孔徑大(例如孔徑6nm)的硅膠。
而為吸附除去C3～C4的烴類等聚合單體，適用孔徑小(例如孔徑3nm)的硅膠。
而為吸附除去C2～C3的烴類等聚合單體，優(yōu)選適用合成沸石。
此時(shí)，上述吸附劑層優(yōu)選由選自硅膠和合成沸石的至少一種吸附劑的單層構(gòu)成，或由同類或不同類的這些單層的多層形成，或由在這些單層或多層上再組合硅膠和合成沸石之外的其它吸附劑組成的吸附劑層的多層形成，或更優(yōu)選為上述吸附劑層以下述任一種結(jié)構(gòu)形成，(1)硅膠或合成沸石的單層；(2)上述單層硅膠和單層沸石組成的多層，或(3)多層上述單層硅膠組成的多層。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)就能有效除去廢氣中的雜質(zhì)。
此時(shí)，硅膠的大孔徑為3～10nm，優(yōu)選為4～8nm，硅膠的小孔徑為1～5nm，優(yōu)選為2～4nm。
此時(shí)，在適用于小孔徑硅膠的情況下，為延長(zhǎng)吸附劑的壽命和提高其性能，優(yōu)選為C4～C15的烴類濃度和含水量需分別在500容量ppm以下，優(yōu)選在200容量ppm以下。
在處理C4～C15的烴類濃度和含水量超過(guò)上述允許量的廢氣時(shí)，優(yōu)選在上述小孔徑硅膠層的上游設(shè)置大孔徑硅膠層，直至達(dá)到允許濃度。
本發(fā)明中的硅膠可含親水性硅膠或疏水性硅膠，或兩者皆有。
但經(jīng)疏水化處理的硅膠提高了吸附烴類的能力，與只用親水性硅膠相比，能使吸附除去裝置的吸附塔設(shè)計(jì)得更小，故為優(yōu)選。這種疏水化處理可為，例如將硅膠表面的羥基進(jìn)行烷基化處理。
在吸附除去廢氣中的飽和水分時(shí)，經(jīng)上述疏水化處理的硅膠能充分吸附/脫吸，所以無(wú)需將吸附塔設(shè)計(jì)為特大型塔。且根據(jù)需要，也可在該疏水性硅膠的上游設(shè)置親水性硅膠層。
而在親水性硅膠和疏水性硅膠兩者皆有的情況下，考慮到經(jīng)濟(jì)性和所需吸附性，可通過(guò)計(jì)算決定各吸附劑的最優(yōu)填充量。
本發(fā)明中的合成沸石，可使用親水性、疏水性、或兩者皆用，優(yōu)選為親水性合成沸石。
即，合成沸石優(yōu)選為親水性合成沸石，以除去用硅膠層未能吸附除盡的聚合單體，例如乙烯和殘留的丙烯。
在適用于合成沸石的情況下，為延長(zhǎng)吸附劑的壽命和提高其性能，優(yōu)選C4～C15的烴類濃度和含水量需分別在300容量ppm以下，更優(yōu)選在150容量ppm以下。
C3烴類濃度需在5000容量ppm以下，優(yōu)選在2000容量ppm以下。
當(dāng)處理C3～C15的烴類濃度和含水量超過(guò)上述允許量的廢氣時(shí)，優(yōu)選在合成沸石層的上游層積硅膠層，直至達(dá)到允許濃度。
而在親水性合成沸石和疏水性合成沸石兩者皆有的情況下，考慮到經(jīng)濟(jì)性和所需吸附性，可通過(guò)計(jì)算決定各吸附劑的最優(yōu)填充量。
此時(shí)，本發(fā)明的疏水性硅膠可以舉出例如富士Silysia(株)制商品名CARIACT Q-6等的疏水化處理過(guò)的硅膠。本發(fā)明的疏水化硅膠，可以舉出例如富士Silysia(株)制商品名CARIACT Q-3等疏水化處理過(guò)的硅膠。
本發(fā)明所用合成沸石，可以舉出例如日本東曹(株)的X型沸石，商品名Zeolum F9，或減少了A1成份的合成沸石高氧化硅沸石Y型(HSZ-360)等。
在吸附塔A、B中，優(yōu)選按照層狀依次設(shè)置上述不同吸附劑層。也可將兩個(gè)以上的吸附塔串連，分別用上述吸附劑填充各吸附塔。
如圖1所示，吸附塔采用A、B兩吸附塔并列設(shè)置方式，也可3個(gè)以上的吸附塔并列，只要在任一吸附塔中進(jìn)行吸附除去操作期間，在另外的吸附塔中可進(jìn)行脫吸除去的操作，則在任一吸附塔處于穿透狀態(tài)下，也不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停車，而可由另外的吸附塔連續(xù)進(jìn)行吸附除去操作，所以不會(huì)降低操作效率。
為盡量減小對(duì)下游吸附劑層的影響，各吸附層的厚度應(yīng)使由上游吸附劑流出的廢氣的純度在允許濃度以下。各吸附層的填充量與廢氣的通過(guò)速度有關(guān)，但主要由氣體組成和與吸附劑的接觸時(shí)間決定，吸附/脫吸可能容量(吸附物質(zhì)/吸附劑的重量比)優(yōu)選為0.05～10重量％，特別優(yōu)選為0.1～5重量％，在該范圍內(nèi)能減少壓力損失，且能延長(zhǎng)吸附時(shí)間，有利于工業(yè)應(yīng)用。
廢氣在吸附塔內(nèi)的通過(guò)速度通常為3～20cm/秒，優(yōu)選為5～15m/秒，這樣能平穩(wěn)進(jìn)行吸附處理，且壓力損失小。
通過(guò)流經(jīng)上述吸附層，可使不活潑氣體的純度達(dá)到98％以上，甚至99％以上。這樣的除去了雜質(zhì)的氣體能返回到例如聚合物制造設(shè)備的干燥工序中，在干燥聚合粉末時(shí)再次使用。
利用脫吸操作使吸附在吸附劑上的雜質(zhì)脫吸。從吸附劑上脫吸的操作優(yōu)選為，使吸附劑處于減壓狀態(tài)，同時(shí)使吹掃氣體流過(guò)吸附劑層。真空度優(yōu)選在13.3kPa以下，特別優(yōu)選在6.6kPa以下。
可使例如吸附操作在高壓下進(jìn)行，脫吸操作在常壓下進(jìn)行。
而且，脫吸操作還可在更低于吸附操作的減壓狀態(tài)下進(jìn)行，該真空度優(yōu)選為達(dá)到使吸附壓力(Pa)和脫吸壓力(Pd)之間的關(guān)系呈脫吸壓力真空度為Pa/Pd＝10～35、優(yōu)選為25～35的減壓狀態(tài)。
吹掃氣體優(yōu)選使用由上述聚合物制造設(shè)備排出的不活潑氣體經(jīng)吸附除去處理后的部分氣體或高純度不活潑氣體，或兩者皆用。
此時(shí)，當(dāng)使用部分經(jīng)吸附除去處理的氣體時(shí)，優(yōu)選將全部吸附除去處理氣體的1～10容量％、特別優(yōu)選2～8容量％用作吹掃氣體。
另外，從脫吸的主要由聚合溶劑、聚合單體和水構(gòu)成的雜質(zhì)中，利用冷卻液化回收聚合溶劑。冷卻液化回收的聚合溶劑經(jīng)蒸餾工序，可作為聚合溶劑回收利用。
上面說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不受限于此，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，當(dāng)然還可有各種變形例。
實(shí)施例實(shí)施例1如圖1所示，將從聚丙烯聚合物制造設(shè)備的干燥工序排放的含3.5容量％丙烯、0.2容量％乙烯、3.5容量％聚合溶劑的正己烷和0.8容量％水分的氮?dú)?，?0L/min的流量送入內(nèi)徑Φ200mm、高700mm的吸附塔。
吸附塔中填充有35cm高的疏水性硅膠(富士Silysia制，商品名Q-6，球狀#5～#10孔)層、15cm高的親水性硅膠(富士Silysia制，商品名A，球狀#5～#10孔)層和20cm高的合成沸石(日本東曹制，商品名F9)層等3層構(gòu)成吸附劑。
每隔5分鐘切換一次吸附/脫吸循環(huán)。吸附塔出口處經(jīng)處理的管線2的氮?dú)饨M成為丙烯16容量ppm、乙烯5容量ppm、正己烷1容量ppm和水分10容量ppm以下。
將4容量％的處理氣體用作吹掃氣體供給脫吸工序。同時(shí)利用真空泵使吸附塔處于減壓狀態(tài)。吸附塔真空度為3.3kPa。脫吸氣體組成為丙烯46容量％、乙烯2容量％、正己烷46容量％、水分0.2容量％和氮?dú)?容量％。
用溶劑液化回收裝置5將該吹掃氣體冷卻至15℃，使正己烷液化。管線8中的氣體組成為氮?dú)?3容量％、丙烯76容量％、正己烷9容量％和水分0.2容量％。
實(shí)施例2在直徑20cm的吸附塔中，根據(jù)表1和廢氣流過(guò)順序填充由下述3層組成的吸附劑疏水性硅膠(日本富士Silysia制，商品名Q-6，球狀#10～#20孔)層；疏水性硅膠(日本富士Silysia制，商品名Q-3，球狀#5～#10孔)層；合成沸石(日本東曹制，商品名F9)。
每隔10分鐘切換一次吸附/脫吸循環(huán)。在常溫和5kPaG壓力下輸送廢氣，分析各吸附劑層出口處的烴類和水分的濃度。在3.3kPaA下將氮?dú)?純度99.99％，水分10ppm以下)用作脫吸的不活潑吹掃氣體。
吸附劑壽命是在考慮到吸附劑性能老化的基礎(chǔ)上，以使保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下的最終吸附劑(F9)出口處氮純度達(dá)到聚烯烴制造設(shè)備所允許的純度(99.5％以上)為目標(biāo)。
通過(guò)不進(jìn)行疏水性硅膠(Q-6、Q-3)和合成沸石(F-9)的預(yù)涂，并將Q-6、Q-3出口的烴類濃度控制在較低水平，就能使氮純度連續(xù)365天以上被控制在允許的水平。
表1實(shí)施例2的吸附劑組成和性能

實(shí)施例3在直徑1.6m的吸附塔中，根據(jù)廢氣流過(guò)順序填充由1200Kg疏水性硅膠(富士Silysia制，商品名Q-6，球狀#10～#20孔)層、2500kg疏水性硅膠(富士Silysia制，商品名Q-3，球狀#5～#10孔)層和600kg合成沸石(東曹制，商品名F9)層的3層組成的吸附劑。
每隔11分鐘切換一次吸附/脫吸循環(huán)。在25～30℃和20kPaG壓力下輸送平均組成為乙烯0.2％、丙烯3.0％、己烷2.8％、水分1.0％、氮?dú)?3.0％、流量600～700Nm3/h的廢氣。脫吸的不活潑吹掃氣體使用35Nm3/h的除去污染物質(zhì)的氮?dú)?，?.3kPaA的壓力下進(jìn)行脫吸。
為能在30秒內(nèi)從脫吸工序的減壓狀態(tài)加壓至吸附工序的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力狀態(tài)，設(shè)有不活潑氣體儲(chǔ)氣鼓。還設(shè)有用于回收己烷的溶劑液化回收裝置(冷凝器)。
F-9出口的不活潑氣體純度即使經(jīng)365天，氮?dú)饧兌纫材苓_(dá)到99.8％以上，水分10ppm以下。
通過(guò)設(shè)置不活潑氣體儲(chǔ)氣鼓，將進(jìn)出吸附塔的流量控制在0～20Nm3/h的很小變化幅度內(nèi)。且脫吸氣體冷卻至5℃時(shí)，己烷回收率也能達(dá)到80％以上。
比較例1在實(shí)施例3中，不使用不活潑氣體儲(chǔ)氣鼓運(yùn)轉(zhuǎn)，即為本例。此時(shí)，進(jìn)出吸附塔的流量有0～700Nm3/h的大幅度變化，廢氣供給裝置和不活潑氣體升壓裝置會(huì)發(fā)生緊急停車。
根據(jù)上述結(jié)果可知本發(fā)明的效果。
產(chǎn)業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使由例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴聚合物制造設(shè)備等聚合物制造設(shè)備排出的不活潑氣體通過(guò)吸附劑層，就能吸附除去不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體。且能將吸附除去了聚合溶劑和聚合單體，并達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體回收利用于聚合物制造設(shè)備。
由于與現(xiàn)有技術(shù)的使不活潑氣體中所含聚合溶劑和聚合單體等燃燒后，將燃燒氣體和不活潑氣體排放到大氣中不同，所以能避免因CO2氣體造成的全球氣候變暖。
而且，由于能在聚合物制造設(shè)備中回收利用不活潑氣體，所以從謀求資源的有效利用、節(jié)能等方面看，本發(fā)明也有很大效果。
且根據(jù)本發(fā)明，在未經(jīng)烴類預(yù)涂操作而使用吸附劑的情況下，無(wú)需預(yù)先在吸附劑上吸附烴類至穿透狀態(tài)，故吸附劑的可操作性好，適于長(zhǎng)期的聚合物制造設(shè)備等大型制造設(shè)備或24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。且由于吸附性能無(wú)下降，所以無(wú)需為對(duì)預(yù)涂烴類減壓脫吸而附加加熱脫吸裝置或操作，經(jīng)濟(jì)效益好。
由于根據(jù)本發(fā)明能從吸附劑中脫吸除去吸附在吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體，所以，即使在吸附操作進(jìn)行一段時(shí)間后，吸附在吸附劑上的物質(zhì)就會(huì)充滿孔隙，結(jié)果形成廢氣未經(jīng)處理通過(guò)吸附層的狀態(tài)，即穿透狀態(tài)時(shí)，也能消除該穿透狀態(tài)，重新發(fā)揮吸附除去作用。
由于根據(jù)本發(fā)明能將部分由吸附除去工序吸附除去了聚合溶劑和聚合單體，達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體用作吹掃氣體，所以無(wú)需使用新的不活潑氣體源，不僅提高效率，還能降低成本，有利于節(jié)約資源。
由于根據(jù)本發(fā)明能將從吸附劑層的吸附劑中脫吸除去的聚合溶劑在聚合物制造設(shè)備中回收利用，所以不僅能提高效率，還能降低成本，有利于節(jié)約資源。
由于根據(jù)本發(fā)明在從脫吸氣體中回收聚合溶劑后，將脫吸氣體中的聚合單體燃燒后排放到大氣中，所以幾乎不會(huì)產(chǎn)生CO2氣體，不會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖。
特別是由于根據(jù)本發(fā)明在由任一吸附除去裝置進(jìn)行吸附除去操作期間，在另一吸附除去裝置中進(jìn)行脫吸除去操作，所以，即使任一吸附除去裝置處于穿透狀態(tài)，設(shè)備也無(wú)需停車，而能在另一吸附除去裝置連續(xù)進(jìn)行吸附除去操作，發(fā)揮了不會(huì)導(dǎo)致操作效率降低等許多顯著的特定的優(yōu)異作用效果的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，用于回收利用由聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體，其特征在于，包括使得由所述聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體通過(guò)吸附劑層，吸附并除去不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體的吸附除去工序，將所述吸附除去工序中吸附除去了聚合溶劑和聚合單體后達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體，回收利用于所述聚合物制造設(shè)備中。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，所述聚合物制造設(shè)備的聚合物為烯烴類聚合物。
3.如權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，所述吸附劑層由選自硅膠和合成沸石的至少一種吸附劑的單層組成，或多層同類或不同類的所述單層的多層組成，或由所述單層或多層再與除硅膠和合成沸石之外的其它吸附劑構(gòu)成的吸附劑層組合而成的多層組成。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，所述吸附劑層采用下述任一種方式構(gòu)成(1)單層硅膠或單層合成沸石；(2)所述單層硅膠和單層沸石組合而成的多層；或(3)多個(gè)所述單層硅膠組合而成的多層。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，所述吸附劑層是將至少兩種不同孔徑的吸附劑層沿廢氣流經(jīng)方向，依孔徑由大至小的順序?qū)臃e而成。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，在所述吸附除去工序中還除去了水分。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，包括在減壓狀態(tài)下，將吸附在所述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體從吸附劑上脫吸除去的脫吸工序。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，包括脫吸工序，所述脫吸工序使吸附在所述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體處于減壓狀態(tài)，并導(dǎo)入吹掃氣體，以脫吸除去吸附在所述吸附劑層的吸附劑上的聚合溶劑和聚合單體。
9.如權(quán)利要求7或8任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，將在所述吸附除去工序中除去了聚合溶劑和聚合單體而達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體用作所述吹掃氣體。
10.如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，為回收再用于所述聚合物制造設(shè)備，使由所述吸附劑層吸附除去了不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體并達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體回流至聚合物制造設(shè)備。
11.如權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，用不活潑氣體儲(chǔ)氣鼓進(jìn)行加壓，使所述吸附劑層由脫吸工序的減壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換至吸附工序的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求1～11任一項(xiàng)所述的聚合物制造設(shè)備的廢氣回收利用方法，其特征在于，所述吸附劑層所用的吸附劑中的至少一種是未經(jīng)烴類預(yù)涂的吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及從聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體中除去聚合溶劑和聚合單體等雜質(zhì)，將該不活潑氣體回收利用于聚合物制造設(shè)備的方法。它包括使由聚合物制造設(shè)備排放的不活潑氣體通過(guò)吸附劑層，吸附并除去不活潑氣體中所含的聚合溶劑和聚合單體的吸附除去工序，然后將在吸附除去工序中吸附除去了聚合溶劑和聚合單體后達(dá)到預(yù)定純度的不活潑氣體，回收利用于聚合物制造設(shè)備。
文檔編號(hào)C08F2/01GK1642990SQ0380725
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者西田伯人, 坪原健太, 岡本悅郎, 出口義昭 申請(qǐng)人:三井化學(xué)株式會(huì)社