本發(fā)明涉及尾氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種降低尾氣中碳?xì)浜康姆椒?，本系統(tǒng)尤其適用于制備環(huán)氧丙烷的尾氣的處理。

背景技術(shù)：

根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)gb16297-1996》，除鍋爐、工業(yè)爐窯、火電廠、煉焦?fàn)t、水泥廠、惡臭物質(zhì)排放、汽車和摩托車排放外，規(guī)定了其他大氣污染排放的33種大氣污染物的排放限值，其指標(biāo)體系為最高允許排放濃度、最高允許排放速率和無(wú)組織排放監(jiān)控濃度限值，給出了溫度為273k，壓力為101325pa時(shí)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干空氣為基準(zhǔn)的各項(xiàng)污染物的最高限值。其中對(duì)于新污染源大氣污染物的排放做出如下限定：

根據(jù)上述環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，針對(duì)含有烴類(尤其是制備環(huán)氧丙烷尾氣中的丙烯)大氣污染物的氣體排放，經(jīng)過(guò)對(duì)目前的技術(shù)調(diào)研，主要有以下兩種處理方案：1放散點(diǎn)火伴燒方案

對(duì)含有烴類大氣污染物的氣體排放，常采用集中放散點(diǎn)火，在火炬中使碳?xì)浠衔镌诟邷厝紵^(guò)程轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的氣體，從而達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的目的。針對(duì)本項(xiàng)目處理的含有少量丙烯的帶壓尾氣，可直接在放散管口進(jìn)行完全燃燒，使丙烯完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水再排放至大氣中。然而，如此低含量的含丙烯尾氣，主要成分是氮?dú)?，要?duì)其進(jìn)行點(diǎn)火放散一般需要與高熱值的氣體助燃伴燒(通常采用天然氣)，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，保證安全生產(chǎn)。該系統(tǒng)主要包括放散火炬、放散控制柜、點(diǎn)火器保護(hù)箱、放散閥電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、攏火閥、滅火閥、高能點(diǎn)火器、高壓點(diǎn)火槍、點(diǎn)火專用電纜、火焰監(jiān)測(cè)溫度傳感器等。該技術(shù)相對(duì)比較成熟，然而最大的缺點(diǎn)在于，為了轉(zhuǎn)化少量的丙烯，注入了大量的高熱值的伴燒氣體，其能源消耗巨大，經(jīng)濟(jì)性很差；此外，由于丙烯及伴燒氣體轉(zhuǎn)化成大量的二氧化碳排放，在當(dāng)前減碳?jí)毫E增的形勢(shì)下，放散點(diǎn)火伴燒方案顯然急需被其他尾氣處理方案所替代。

2hc吸附器吸附方案

吸附法的關(guān)鍵是吸附劑和吸附工藝設(shè)備配置。該方法是將含碳?xì)涞呐欧盼矚庵械奶細(xì)浞肿游降轿絼┥希缓笤賹⑵鋸奈絼┥厦撾x下來(lái)，收集并處理后即可重新回用于生產(chǎn)或出售。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直以活性炭顆粒作為吸附劑來(lái)吸附這些化學(xué)有機(jī)物廢氣，但是由于活性炭顆粒的表面積較小，為了增大活性炭接觸面積，就須大量填充，使得吸附裝置體積龐大，而且時(shí)間一長(zhǎng)，碳顆粒會(huì)變成粉末，影響吸附量，更有甚者，它需要經(jīng)常更換，在更換時(shí)黑塵四起，嚴(yán)重污染工作場(chǎng)所。黑塵還會(huì)進(jìn)入操作者呼吸道，危害人類健康?；钚蕴坷w維(以下簡(jiǎn)稱acf)是以粘膠基纖維為原料，經(jīng)高溫碳化、活化后制成的纖維狀新型吸附材料，與顆粒狀活性炭相比，acf具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：(一)比表面積大，有效吸附量高。(二)吸附﹑脫附行程短、速度快，脫附、再生耗能低。(三)形狀可變，使用方便。(四)可根據(jù)需要生產(chǎn)出具有特殊性能的專用acf，強(qiáng)度好，不會(huì)造成二次污染。

盡管吸附脫除尾氣中的碳?xì)涑煞钟幸陨蟽?yōu)點(diǎn)，但對(duì)于制備環(huán)氧丙烷尾氣中含少量丙烯的排放廢氣，吸附劑吸附丙烯后，對(duì)其進(jìn)行脫附和收集非常困難，而且由于氣量較大，使得吸附裝置體積龐大，占地大、成本高，且吸附劑壽命較短，形成固體廢棄物后仍然對(duì)環(huán)境存在污染的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，在于提供一種綠色環(huán)保、能源消耗小、并且成本低的降低尾氣中碳?xì)浜康姆椒ā?/p>

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種降低尾氣中碳?xì)浜康姆椒?，包括如下步驟：

(1)對(duì)含有c2-c5烯烴的尾氣采用換熱器進(jìn)行換熱降溫，換熱降溫后的氣體經(jīng)第一氣液分離器進(jìn)行氣液分離；

(2)分離后得到的氣體進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹至低壓；

(3)膨脹后的氣體經(jīng)第二氣液分離器進(jìn)行氣液分離，從第二氣液分離器排出的氣體與換熱器中含有c2-c5烯烴的尾氣進(jìn)行換熱后達(dá)標(biāo)排放；第一氣液分離器、第二氣液分離器排出的液體烯烴均回收利用。

優(yōu)選的，所述含有c2-c5烯烴的尾氣為含有丙烯的尾氣。

為了進(jìn)一步降低尾氣中的丙烯含量，使尾氣中的丙烯含量轉(zhuǎn)化為液體烴類；優(yōu)選的，所述降低尾氣中碳?xì)浜康姆椒?，包括如下步驟：

(1)含有丙烯的尾氣采用一級(jí)換熱器進(jìn)行換熱、換熱后的氣體進(jìn)入第三氣液分離器進(jìn)行氣液分離、在第三氣液分離器中尾氣的高沸點(diǎn)組分被冷凝分離出來(lái)，經(jīng)液體出口排出，分離后得到的氣體采用二級(jí)換熱器進(jìn)行換熱、換熱后的氣體再用三級(jí)換熱器進(jìn)行換熱、三級(jí)換熱器換熱后的氣體經(jīng)第一氣液分離器進(jìn)行氣液分離；

(2)分離后得到的氣體進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹至低壓；

(3)膨脹后的氣體經(jīng)第二氣液分離器進(jìn)行氣液分離，從第二氣液分離器排出的氣體依次與三級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器、一級(jí)換熱器中含有丙烯的尾氣進(jìn)行換熱后達(dá)標(biāo)排放；第一氣液分離器、第二氣液分離器排出的液體烯烴均回收利用。

優(yōu)選的，所述降低尾氣中碳?xì)浜康姆椒?，包括如下步驟：

(1)含有丙烯的尾氣采用一級(jí)換熱器換熱至0～5℃、換熱后的氣體進(jìn)入第三氣液分離器進(jìn)行氣液分離、在第三氣液分離器中尾氣的高沸點(diǎn)組分被冷凝分離出來(lái)，經(jīng)液體出口排出，分離后得到的氣體采用二級(jí)換熱器進(jìn)行換熱、換熱后的氣體再用三級(jí)換熱器換熱至-97.15～-91.15℃、三級(jí)換熱器換熱后的氣體經(jīng)第一氣液分離器進(jìn)行氣液分離；

(2)分離后得到的氣體進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹至0.3～0.6mpa。

優(yōu)選的，步驟(3)中，膨脹后的氣體先經(jīng)四級(jí)換熱器換熱，換熱后的氣體進(jìn)入第一節(jié)流閥，從第一節(jié)流閥流出的氣體經(jīng)第二氣液分離器進(jìn)行氣液分離，從第二氣液分離器排出的氣體依次與四級(jí)換熱器、三級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器、一級(jí)換熱器中含有丙烯的尾氣進(jìn)行換熱、然后達(dá)標(biāo)排放；第一氣液分離器、第二氣液分離器排出的液體烯烴均回收利用。膨脹機(jī)后串連一節(jié)流閥，使得膨脹機(jī)的膨脹壓比小于3；可以保證系統(tǒng)的可靠性和的經(jīng)濟(jì)性，降低成本。

為保證尾氣中丙烯的分離效果，優(yōu)選的，步驟(3)中，膨脹后的氣體先經(jīng)過(guò)四級(jí)換熱器換熱至-157.15～-145.15℃，換熱后的氣體進(jìn)入第一節(jié)流閥、調(diào)節(jié)壓力至0.2～0.26mpa，從第一節(jié)流閥流出的氣體經(jīng)第二氣液分離器進(jìn)行氣液分離，從第二氣液分離器排出的氣體依次與四級(jí)換熱器、三級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器、一級(jí)換熱器中含有丙烯的尾氣進(jìn)行換熱、然后達(dá)標(biāo)排放；第一氣液分離器、第二氣液分離器排出的液體烯烴均回收利用。本發(fā)明中第一節(jié)流閥用于氣體節(jié)流從而產(chǎn)生制冷效應(yīng)。

為了充分利用資源，提高一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器的換熱效率；優(yōu)選的，所述第一氣液分離器與第二氣液分離器排出的液體烯烴均進(jìn)入液體分流器，從液體分流器流出的液體烴類依次與二級(jí)換熱器、一級(jí)換熱器中含有丙烯的尾氣進(jìn)行換熱，然后對(duì)液體烴類進(jìn)行回收利用。

為了保證分離效果，優(yōu)選的，所述第一氣液分離器與液體分流器之間設(shè)有第二節(jié)流閥，第二節(jié)流閥將第一氣液分離器排出的液體壓力調(diào)節(jié)至與第二氣液分離器排出的液體壓力相同。

本發(fā)明尤其適用于制備環(huán)氧丙烷的尾氣的處理，尾氣中的碳?xì)涑煞譃楸?，采用本發(fā)明分離提取其中的丙烯成分，使尾氣中碳?xì)浜康陀趪?guó)家限定的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明不需要額外消耗其它形式的能源，亦可達(dá)到環(huán)境排放的要求，更不會(huì)對(duì)環(huán)境排放大量的二氧化碳?xì)怏w；另外通過(guò)膨脹機(jī)械可將尾氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，用于驅(qū)動(dòng)其它耗功機(jī)械，比如空壓機(jī)、低溫液體泵等；最后回收的丙烯將以較高純度的液體形式收集，可以以原料形式再次進(jìn)入化工流程參與生產(chǎn)，具有可觀的經(jīng)濟(jì)性。因此本發(fā)明具有綠色環(huán)保、能源消耗小和經(jīng)濟(jì)三重優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明采用的換熱器、氣液分離器、節(jié)流閥、膨脹機(jī)、液體分流器等都是現(xiàn)有的；所以不在詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

所述含有c2-c5烯烴的尾氣為含有丙烯的尾氣，該尾氣為制備環(huán)氧丙烷產(chǎn)生的尾氣。

含有丙烯的尾氣組分：氮?dú)?92mol％)、氧氣(4mol％)、丙烯(4mol％)；

尾氣溫度：313k(40℃)；

尾氣壓力：1.8mpa(pabs)；

尾氣流量：11723kg/h(3.256kg/s,219500nm³/h)。

參見圖1，圖1中的箭頭方向代表本發(fā)明中氣體或液體流向；一種降低尾氣中碳?xì)浜康姆椒?，包括如下步驟：

(1)含有丙烯的尾氣1a進(jìn)入一級(jí)換熱器hx1進(jìn)行換熱、換熱至0～5℃、換熱后的氣體1進(jìn)入第三氣液分離器sep-1進(jìn)行氣液分離、在第三氣液分離器sep-1中尾氣的高沸點(diǎn)組分liq-1被冷凝分離出來(lái)，經(jīng)液體出口排出，分離后得到的氣體2采用二級(jí)換熱器hx2進(jìn)行換熱、換熱后的氣體3再用三級(jí)換熱器hx3進(jìn)行換熱至-97.15～-91.15℃、三級(jí)換熱器hx3換熱后的氣體4經(jīng)第一氣液分離器sep-2進(jìn)行氣液分離。liq-1主要為高沸點(diǎn)烯烴液體，可回收利用，但其含量較少，此處分離的目的在于防止其在低溫下凍結(jié)，影響丙烯的分離效果。

(2)分離后得到的氣體5進(jìn)入膨脹機(jī)e膨脹至0.3～0.6mpa。

(3)膨脹后的氣體6經(jīng)第二氣液分離器sep-3進(jìn)行氣液分離，從第二氣液分離器sep-3排出的氣體7與氣體3在三級(jí)換熱器hx3中進(jìn)行換熱、換熱后得到的氣體8與氣體2在二級(jí)換熱器hx2中進(jìn)行換熱、換熱后得到的氣體9與氣體1a在一級(jí)換熱器hx1中進(jìn)行換熱，從一級(jí)換熱器hx1中出來(lái)的氣體14達(dá)標(biāo)排放；

第一氣液分離器sep-2排出的液體liq-2先進(jìn)入節(jié)流閥v-1，從節(jié)流閥v-1流出的液體10進(jìn)入液體分流器m；第二氣液分離器sep-3排出的液體liq-3進(jìn)入液體分流器m，從液體分流器m流出的液體烴類11與氣體2在二級(jí)換熱器hx2中進(jìn)行換熱、換熱后得到的液體烴類12與氣體1a在一級(jí)換熱器hx1中進(jìn)行換熱，從一級(jí)換熱器hx1中出來(lái)的液體烴類13進(jìn)行回收利用。節(jié)流閥v-1將第一氣液分離器排出的液體liq-2的壓力調(diào)節(jié)至與第二氣液分離器sep-3排出的液體liq-3壓力相同。

本發(fā)明所述一級(jí)換熱器hx1、二級(jí)換熱器hx2均包含兩個(gè)冷流體通道。

實(shí)施例1的主要性能參數(shù)如下表所示：

表1實(shí)施例1的基本參數(shù)

實(shí)施例2

所述含有c2-c5烯烴的尾氣為含有丙烯的尾氣，該尾氣為制備環(huán)氧丙烷產(chǎn)生的尾氣。

含有丙烯的尾氣組分：氮?dú)?92mol％)、氧氣(4mol％)、丙烯(4mol％)；

尾氣溫度：313k(40℃)；

尾氣壓力：1.8mpa(pabs)；

尾氣流量：11723kg/h(3.256kg/s,219500nm³/h)。

參見圖2，圖2中的箭頭方向代表本發(fā)明中氣體或液體流向；一種降低尾氣中碳?xì)浜康姆椒?，包括如下步驟：

(1)含有丙烯的尾氣1a進(jìn)入一級(jí)換熱器hx1進(jìn)行換熱、換熱至0～5℃、換熱后的氣體1進(jìn)入第三氣液分離器sep-1進(jìn)行氣液分離、在第三氣液分離器中尾氣的高沸點(diǎn)組分liq-1被冷凝分離出來(lái)，經(jīng)液體出口排出，分離后得到的氣體2采用二級(jí)換熱器hx2進(jìn)行換熱、換熱后的氣體3再用三級(jí)換熱器hx3進(jìn)行換熱至-97.15～-91.15℃、三級(jí)換熱器hx3換熱后的氣體4經(jīng)第一氣液分離器sep-2進(jìn)行氣液分離。liq-1主要為高沸點(diǎn)烯烴液體，可回收利用，但其含量較少，此處分離的目的在于防止其在低溫下凍結(jié)，影響丙烯的分離效果。

(2)分離后得到的氣體5進(jìn)入膨脹機(jī)e膨脹至0.3～0.6mpa；

(3)膨脹后的氣體6先經(jīng)過(guò)四級(jí)換熱器hx4換熱至-157.15～-145.15℃，換熱后的氣體7a進(jìn)入節(jié)流閥v-2調(diào)節(jié)壓力至0.2～0.26mpampa，從節(jié)流閥v-2流出的氣體7b經(jīng)第二氣液分離器sep-3進(jìn)行氣液分離，從第二氣液分離器排出的氣體7c與氣體6在四級(jí)換熱器hx4中進(jìn)行換熱，換熱后得到的氣體7與氣體3在三級(jí)換熱器hx3中進(jìn)行換熱、換熱后得到的氣體8與氣體2在二級(jí)換熱器hx2中進(jìn)行換熱、換熱后得到的氣體9與氣體1a在一級(jí)換熱器hx1中進(jìn)行換熱，從一級(jí)換熱器hx1中出來(lái)的氣體14達(dá)標(biāo)排放；

第一氣液分離器sep-2排出的液體liq-2先進(jìn)入節(jié)流閥v-1，從節(jié)流閥v-1流出的液體10進(jìn)入液體分流器m；第二氣液分離器sep-3排出的液體liq-3進(jìn)入液體分流器m，從液體分流器m流出的液體烴類11與氣體2在二級(jí)換熱器hx2中進(jìn)行換熱、換熱后得到的液體烴類12與氣體1a在一級(jí)換熱器hx1中進(jìn)行換熱，從一級(jí)換熱器hx1中出來(lái)的液體烴類13進(jìn)行回收利用。節(jié)流閥v-1將第一氣液分離器排出的液體liq-2的壓力調(diào)節(jié)至與第二氣液分離器sep-3排出的液體liq-3壓力相同。

本發(fā)明所述一級(jí)換熱器hx1、二級(jí)換熱器hx2均包含兩個(gè)冷流體通道。

實(shí)施例2的主要性能參數(shù)如下表所示：

表2實(shí)施例2的基本參數(shù)

本發(fā)明尤其適用于制備環(huán)氧丙烷的尾氣的處理，尾氣中的碳?xì)涑煞譃楸?，采用本發(fā)明分離提取其中的丙烯成分，使尾氣中碳?xì)浜康陀趪?guó)家限定的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明不需要額外消耗其它形式的能源，亦可達(dá)到環(huán)境排放的要求，更不會(huì)對(duì)環(huán)境排放大量的二氧化碳?xì)怏w；另外通過(guò)膨脹機(jī)械可將尾氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，用于驅(qū)動(dòng)其它耗功機(jī)械，比如空壓機(jī)、低溫液體泵等；最后回收的丙烯將以較高純度的液體形式收集，可以以原料形式再次進(jìn)入化工流程參與生產(chǎn)，具有可觀的經(jīng)濟(jì)性。因此本發(fā)明具有綠色環(huán)保、能源消耗小和經(jīng)濟(jì)三重優(yōu)勢(shì)。