高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑回收的節(jié)能方法
【專利摘要】本發(fā)明是對(duì)高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑回收的一種節(jié)能方法，屬于節(jié)能、環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明是對(duì)專利CN02137836.3的改進(jìn)。根據(jù)高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑十氫萘回收應(yīng)用過程中有兩股混合氣體中揮發(fā)性有機(jī)化合物十氫萘濃度不同，分離要求不同，采取兩種工藝流程。將“氮?dú)庋h(huán)”分成兩個(gè)回路，分別采用不同的方法來(lái)“回收溶劑”，達(dá)到節(jié)能目的，使混合氣體中十氫萘回收率保持在99%以上，而回收能耗降低30%以上，回收裝置投資降低20%。
【專利說明】高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑回收的節(jié)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是對(duì)高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑回收的一種節(jié)能方法，屬于節(jié)能、環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利CN02137836.3 —“混合氣體中揮發(fā)性有機(jī)物的回收技術(shù)”中，我們提出了 “壓縮、冷凝分離回收” 一 “膜級(jí)聯(lián)膜分離回收” 一 “吸附劑吸附分離回收”的綜合回收工藝技術(shù)，工業(yè)實(shí)施過程表明可使混合氣體中揮發(fā)性有機(jī)物的99%以上得以回收；但是“壓縮、冷凝”耗能比較高。
[0003]在高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑十氫萘回收應(yīng)用過程中，由于循環(huán)氮?dú)夥殖蓛陕罚宦方?jīng)過紡絲箱體的氮?dú)?，十氫萘濃度從幾百ppm增加至幾千甚至上萬(wàn)ppm ;而另一路經(jīng)過纖維固化甬道的氮?dú)?，十氫萘濃度從約20ppm增加至幾百ppm ;這樣就可以考慮將“氮?dú)庋h(huán)”分成兩個(gè)回路，分別采用不同的方法來(lái)“回收溶劑”，達(dá)到節(jié)能目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是根據(jù)高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑十氫萘回收應(yīng)用過程中，有兩股混合氣體中揮發(fā)性有機(jī)化合物十氫萘濃度不同、分離要求不同，可采取兩種工藝流程，使混合氣體中十氫萘回收率保持在99%以上，而回收能耗大幅度降低，回收裝置投資也減少。本發(fā)明是對(duì)專利CN02137836.3的改進(jìn)。
[0005]高性能聚乙烯纖維干法紡絲采用昂貴的紡絲溶劑十氫萘，在氮?dú)饷芊庋h(huán)系統(tǒng)中回收十氫萘的蒸氣。回收效率不僅影響纖維的成本；由于溶劑易燃易爆、有毒，也將影響生產(chǎn)安全和周圍環(huán)境。按照專 利CN02137836.3可以回收循環(huán)氮?dú)庵?9%以上的溶劑十氫萘。為了進(jìn)一步降低回收能耗，本發(fā)明提出將“氮?dú)庋h(huán)”分成兩個(gè)回路，分別采用不同的方法來(lái)“回收溶劑”，達(dá)到節(jié)能目的。
[0006]本發(fā)明總得技術(shù)方案是:將一個(gè)總的氮?dú)饷芊庋h(huán)系統(tǒng)成兩個(gè)回路，其中一路送入紡絲箱體的氮混合氣，回收處理后十氫萘濃度只要求控制在50(Tl000ppm，因此采用簡(jiǎn)單的冷凝分離，通過風(fēng)機(jī)增壓，再經(jīng)過加熱器達(dá)到要求的溫度，即可送紡絲系統(tǒng)(該循環(huán)氣路稱為回路一，該混合氣在圖中為物流C)。另外的一路，仍然采用“壓縮、冷凝分離回收”一“膜級(jí)聯(lián)膜分離回收” 一 “吸附劑吸附分離回收”綜合回收工藝，使氮混合氣中十氫萘濃度低于25ppm (該氣路稱為回路二，該混合氣在圖中為物流B)，低濃度氮混合氣不僅有利于纖維質(zhì)量，如需少量排放該氮?dú)庖策_(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0007]一般地，本發(fā)明所述回路一冷凝溫度為-1(T10°C，風(fēng)機(jī)增壓到0.05~0.12MPa。
[0008]所述回路二壓縮機(jī)增壓到0.2^0.6 Mpa,冷凝溫度為_20°C~0°C。
[0009]所述回路二膜分離器在操作壓力0.2^0.5Mpa，操作溫度_20°C下，進(jìn)一步回收其中的有機(jī)化合物。
[0010]所述回路二吸附器，在操作壓力0.2^0.4 Mpa，操作溫度_20°C~20°C下，吸附殘余的有機(jī)物，使混合氣體中有機(jī)物的濃度降低到排放標(biāo)準(zhǔn)，氣體循環(huán)使用，也可以部分放空。
[0011]所述的節(jié)能方法，其特征是回路二吸附器與脫附器定時(shí)交換，脫附出含十氫萘的混合氣體返回壓縮機(jī)入口，循環(huán)回收，密封運(yùn)行。
[0012]本發(fā)明所述的紡絲系統(tǒng)主要由紡絲箱體和纖維固化甬道組成。所述的物流C進(jìn)入紡絲箱體，所述的物流B進(jìn)入纖維固化甬道。
[0013]本發(fā)明適用于混合氣含有不同濃度和分離要求的VOCs回收系統(tǒng)，其中VOCs可以是各種可以通過壓縮一冷凝實(shí)現(xiàn)液化回收的有機(jī)化合物(例如十氫萘等)；兩個(gè)回路混合氣體分流率由生產(chǎn)需要決定。
[0014]采用本發(fā)明回收技術(shù)，可使回路一從原來(lái)壓縮機(jī)增壓到0.3^0.6 Mpa降低到由風(fēng)機(jī)增壓到0.05~0.12MPa，使電耗降低30%以上同時(shí)設(shè)備投資降低20%,由于整個(gè)氮?dú)庋h(huán)系統(tǒng)是密封的，溶劑回收率保持在99%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1為本發(fā)明回收系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖。
[0016]附圖2為紡絲系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
[0017]附圖1中，I 一冷卻器；2 —分離器；3 —風(fēng)機(jī)；4 一壓縮機(jī)；5 —冷卻器；6 —分離器—膜分離器；8 —吸附器；9 一脫附器；10_紡絲箱體；11_纖維固化甬道；12_閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)描述。
[0019]回路一:先將從紡絲系統(tǒng)出來(lái)的含十氫萘的混合氣體(即物流A)送入冷卻器I進(jìn)行冷凝，控制冷凝溫度使大部分十氫萘液化，在分離器2中分離回收，混合氣中殘留的十氫萘濃度達(dá)到回路一指標(biāo)50(Tl000ppm，將一部分混合氣(即物流C)通過風(fēng)機(jī)3增壓至可以克服系統(tǒng)阻力后，送入紡絲箱體10。
[0020]回路二:余下的混合氣體則進(jìn)入壓縮機(jī)4壓縮，再經(jīng)過冷凝器5、分離器6，然后送入膜分離器7進(jìn)一步分離，透余氣回壓縮機(jī)進(jìn)口循環(huán)回收，透過氣則進(jìn)入吸附一脫附器8進(jìn)行吸附，吸附后的混合氣(即物流B)必須滿足十氫萘濃度低于25ppm的環(huán)保指標(biāo)，再送入紡絲系統(tǒng)中的纖維固化甬道。吸附器8與脫附器9定時(shí)交換，脫附出含十氫萘的混合氣體返回壓縮機(jī)入口，循環(huán)回收，密封運(yùn)行。由于本系統(tǒng)不斷的補(bǔ)充新鮮氮?dú)?，因此為了保持系統(tǒng)在合適的壓力范圍內(nèi)，可以根據(jù)需要將部分吸附后的混合氣體通過閥門12進(jìn)行排放。
[0021]實(shí)施例1.某高性能聚乙烯纖維干法紡絲裝置，1660Nm3/h含有十氫萘濃度為8000ppm的混合氮?dú)?，進(jìn)入本專利回收系統(tǒng)，在0°C條件下冷凝器冷卻后，經(jīng)氣液分離器分離回收十氫萘，回收率為混合氣體中十氫萘總量的90 %，分離后的混合氣體中十氫萘濃度< 800ppm。將分離后的800Nm3/h混合氮?dú)馑腿腼L(fēng)機(jī)增壓至0.09Mpa,直接送高性能聚乙烯纖維干法紡絲箱體使用。余下的860Nm3/h混合氮?dú)鈩t送壓縮機(jī)壓至0.3MPa，冷凝溫度控制在_5°C，經(jīng)過壓縮冷凝一膜分離一吸附脫附處理，混合氮?dú)庵惺畾漭翝舛刃∮?0ppm，十氫萘總回收率達(dá)到99.6%。由于壓縮氣量從1660Nm3/h降低到860Nm3/h，壓縮機(jī)負(fù)荷降低了 48%，壓縮電耗減少30%以上。[0022]實(shí)施例2.某高性能聚乙烯纖維干法紡絲裝置，1660Nm3/h含有十氫萘濃度為6000ppm的混合氮?dú)?，進(jìn)入本專利回收系統(tǒng)，在0°C條件下冷凝器冷卻后，經(jīng)氣液分離器分離回收十氫萘，回收率為混合氣體中十氫萘總量的90 %，分離后的混合氣體中十氫萘濃度< 600ppm。將分離后的800Nm3/h混合氮?dú)馑腿腼L(fēng)機(jī)增壓至0.09Mpa,直接送高性能聚乙烯纖維干法紡絲箱體使用。余下的860Nm3/h混合氮?dú)鈩t送壓縮機(jī)壓至0.3MPa，冷凝溫度控制在_5°C，經(jīng)過壓縮冷凝一膜分離一吸附脫附處理，混合氮?dú)庵惺畾漭翝舛刃∮?0ppm，十氫萘總回收率達(dá)到99.5%。由于壓縮氣量從1660Nm3/h降低到860Nm3/h，壓縮機(jī)負(fù)荷降低了 48%，壓縮電耗減少30%以上。
[0023]實(shí)施例3.某高性能聚乙烯纖維干法紡絲裝置，1660Nm3/h含有十氫萘濃度為IOOOOppm的混合氮?dú)?，進(jìn)入本專利回收系統(tǒng)在_2°C條件下冷凝器冷卻后，經(jīng)氣液分離器分離回收十氫萘，回收率為混合氣體中十氫萘總量的92 %，分離后的混合氣體中十氫萘濃度< 500ppm。將分離后的800Nm3/h混合氮?dú)馑腿腼L(fēng)機(jī)增壓至0.09Mpa,直接送高性能聚乙烯纖維干法紡絲箱體使用。余下的860Nm3/h混合氮?dú)鈩t送壓縮機(jī)壓至0.3MPa，冷凝溫度控制在_7°C，經(jīng)過壓縮冷凝一膜分離一吸附脫附處理，混合氮?dú)庵惺畾漭翝舛刃∮?0ppm，十氫萘總回收率達(dá)到99.7%。由于壓縮氣量從1660Nm3/h降低到860Nm3/h，壓縮機(jī)負(fù)荷降低了 48%，壓縮電耗減少30%以上。
【權(quán)利要求】
1.高性能聚乙烯纖維干法紡絲溶劑回收的節(jié)能方法，其特征在于從紡絲系統(tǒng)出來(lái)的物流，經(jīng)過冷凝器和分離器后，分為回路一和回路二兩路兩路物流，其中回路一的物流直接送入紡絲系統(tǒng)，回路二的物流經(jīng)過回收系統(tǒng)，處理后送入紡絲系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能方法，其特征是所述的紡絲系統(tǒng)主要由紡絲箱體和纖維固化甬道組成，所述的回路一的物流進(jìn)入紡絲箱體，所述的回路二的物流進(jìn)入纖維固化甬道。
3.如權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能方法，其特征是回路一的物流控制其中十氫萘濃度50(Tl000ppm，回路二的物流控制其中十氫萘濃度低于25ppm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能方法，其特征是所述的回收系統(tǒng)采用“壓縮、冷凝分離回收” 一 “膜分離回收” 一 “吸附分離回收”綜合回收工藝。
5.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能方法，其特征是回路一冷凝溫度為-1(T10°C，風(fēng)機(jī)增壓到0.05 ~0.12MPa。
6.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能方法，其特征是回路二壓縮機(jī)增壓到0.2^0.6 Mpa,冷凝溫度為_20°C~(TC的溫度。
7.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能方法，其特征是回路二膜分離器，在操作壓力0.2^0.5Mpa，操作溫度-20°C下，進(jìn)一步回收其中的有機(jī)化合物。
8.如權(quán)利要求1所 述的節(jié)能方法，其特征是回路二吸附器，在操作壓力0.2^0.4 Mpa,操作溫度_20°C~20°C下，吸附殘余的有機(jī)物，使混合氣體中有機(jī)物的濃度降低到排放標(biāo)準(zhǔn)，氣體循環(huán)使用或部分放空。
9.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能方法，其特征是回路二吸附器與脫附器定時(shí)交換，脫附出含十氫萘的混合氣體返回壓縮機(jī)入口，循環(huán)回收，密封運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】B01D53/22GK103801104SQ201210441822
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】王祥云, 孔凡敏, 景強(qiáng), 薛守標(biāo) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 南化集團(tuán)研究院