含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及尾气安全处理领域，公开了一种含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法，该方法包括：(1)将尾气进行第一冷却，得到第一冷却气和第一冷却液，所述第一冷却气中的氯丙烯含量为10-30体积％；(2)将第一冷却气与惰性气体混合得到混合气；(3)将所述混合气进行第二冷却，得到第二冷却气和第二冷却液，所述第二冷却气中的氯丙烯含量不大于0.3体积％。所述尾气中含有氯丙烯、氧气、水蒸气以及任选的环氧氯丙烷。本发明专利技术的方法实现了资源循环利用，降低了生产成本，具有零排放、无污染的优点，经济效益更高，适用于大规模工业应用。适用于大规模工业应用。适用于大规模工业应用。

【技术实现步骤摘要】
含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法及其系统


[0001]本专利技术涉及含有氯丙烯和氧气的尾气处理领域，具体涉及一种含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法及其系统。

技术介绍

[0002]目前生产环氧氯丙烷的工艺路线主要包括丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法和甘油法等工艺路线。但上述传统生产过程中会产生大量的有机污染物，对环境不友好。同时随着近几年环保要求逐渐提高，人们对绿色化工的需求逐渐增强，而双氧水作为环境友好型氧化剂在化工领域应用越来越广泛。
[0003]采用双氧水氧化氯丙烯能制得环氧氯丙烷，且反应步骤简单，环境友好。然而，该方法存在一定的缺陷，比如，氧化反应后的尾气中氯丙烯含量较高，在后续冷凝过程中，氯丙烯被冷凝后，尾气中的氧气作为不凝气会逐渐富集，如果在某一时刻，尾气组成进入氯丙烯-氧气的爆炸极限区域的话，后果不堪设想。
[0004]CN109734589A公开一种环氧氯丙烷尾气安全性的提升方法，该方法采用将反应后的尾气直接通入到带压的邻苯二甲酸钠水溶液中，使其与尾气中的氯丙烯发生反应。然而该方法步骤繁琐，需要严格控制反应条件，同时在工业生产中，需要增设反应器和分离设备，存在操作复杂、设备投资较大的问题。
[0005]CN109867585A公开了一种氯丙烯制备环氧氯丙烷反应过程废气处理方法，该方法将废气通入吸收塔中，并预先在塔釜填入环氧氯丙烷，使环氧氯丙烷形成低温循环吸收氯丙烯，并将吸收后得到的混合物送至精馏工段进行蒸馏，同时，在吸收塔的塔顶上部，将经过冷凝后得到的气相通过放空管道排放，并继续采取措施回收废气中氯丙烯。可见，该方法也存在操作步骤复杂，设备投资巨大的问题，在工业应用中经济效益不高。
[0006]因此，为了解决制备环氧氯丙烷工艺尾气处理中的安全隐患，同时克服上述方法存在的环保压力与设备投资之间的矛盾问题，急需要研发一种安全有效、处理方法简单且绿色环保的新工艺。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法及其系统，该方法不仅惰性气体用量少，降低了处理成本，并且实现了资源循环利用，具有零排放、无污染的优点。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法，该方法包括：
[0009](1)将尾气进行第一冷却，得到第一冷却气和第一冷却液，所述第一冷却气中的氯丙烯含量为10-30体积％；
[0010](2)将第一冷却气与惰性气体混合得到混合气；
[0011](3)将所述混合气进行第二冷却，得到第二冷却气和第二冷却液，所述第二冷却气
中的氯丙烯含量不大于0.3体积％；
[0012]所述尾气中含有氯丙烯、氧气、水蒸气以及任选的环氧氯丙烷。
[0013]优选地，所述尾气中氯丙烯的含量为50-80体积％，氧气含量为2-8体积％。
[0014]本专利技术第二方面提供一种含有氯丙烯和氧气的尾气处理系统，该系统包括：
[0015]依次连通的反应器、第一冷却装置、第二冷却装置和气液分离装置，所述反应器的气相出口与所述第一冷却装置的入口连通；
[0016]该系统还包括设置于所述第一冷却装置的气相出口与所述第二冷却装置的连通管线上的惰性气体引入管线，以使得第一冷却装置得到的第一冷却气与惰性气体进行混合。
[0017]通过上述技术方案，本专利技术采用两步控制，一是爆炸上限控制，即通过第一冷却将尾气中氯丙烯含量控制在工况条件下氯丙烯的爆炸上限之上，二是极限氧含量控制，即第一冷却后在尾气中通入惰性气体，使氧气的含量低于爆炸所需量，从而保证了尾气处理过程的安全性。相对于直接将尾气与大量惰性气体混合进行抑爆，本专利技术的方法节省了惰性气体的用量，避免充入大量惰性气体，降低了能耗，减少了环保压力。同时，在优选情况下，将气体分离装置得到液态惰性气体回用、将含有氯丙烯和环氧氯丙烷的冷凝液返回反应器做原料，实现了资源循环利用，具有零排放、无污染的优点，经济效益更高，适用于大规模工业应用。
附图说明
[0018]图1是实施例1中本专利技术提供的尾气处理方法的工艺流程图；
[0019]图2是实施例1中的氯丙烯爆炸极限三元图。
[0020]附图标记说明
[0021]1、反应器
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4、液态惰性气体储罐
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5、换热器
[0022]7、气体分离装置
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11、膜分离装置
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13、14均为冷却器
[0023]2、3、6、8、9、10、12均为管线
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025]在本专利技术中，所述爆炸极限是指，在测试条件下，可燃物与气态氧化剂在一定的浓度范围内均匀混合，形成均相混合物，遇着火源会发生爆炸，该浓度范围称为爆炸极限。所述爆炸上限指的是在测试条件下能够使火焰在可燃物和气态氧化剂的均相混合物中传播的最大可燃物浓度，爆炸下限指的是在测试条件下能够使火焰在可燃物和气态氧化剂的均相混合物中传播的最小可燃物浓度。
[0026]在本专利技术中，所述极限氧含量是指在测试条件下，可燃物在含氧气的混合气中进行有焰燃烧所需的最低氧含量。
[0027]除特殊说明，本专利技术中的压力均指绝压。本专利技术中的常压表示一个大气压。
[0028]本专利技术第一方面提供一种含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法，该方法包括：
[0029](1)将尾气进行第一冷却，得到第一冷却气和第一冷却液，所述第一冷却气中的氯丙烯含量为10-30体积％；
[0030](2)将第一冷却气与惰性气体混合得到混合气；
[0031](3)将所述混合气进行第二冷却，得到第二冷却气和第二冷却液，所述第二冷却气中的氯丙烯含量不大于0.3体积％；
[0032]所述尾气中含有氯丙烯、氧气、水蒸气以及任选的环氧氯丙烷。
[0033]本专利技术通过严格控制步骤(1)的氯丙烯含量，不但实现了安全操作，同时实现了节能降耗。
[0034]在本专利技术中，所述任选的环氧氯丙烷是指所述尾气中可以含有环氧氯丙烷，也可以不含有环氧氯丙烷。本专利技术的方法适用于处理含有氯丙烯和氧气的尾气，包括但不限于采用氯丙烯制备环氧氯丙烷工艺产生的尾气。当处理的尾气来自于氯丙烯制备环氧氯丙烷工艺时，通常情况下，所述尾气中还含有环氧氯丙烷。
[0035]根据本专利技术，所述尾气中氯丙烯和氧气的含量选择范围较宽，优选地，所述尾气中氯丙烯的含量为50-80体积％，氧气含量为2-8体积％。
[0036]当所述尾气为氯丙烯制备环氧氯丙烷工艺产生的尾气时，优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有氯丙烯和氧气的尾气处理方法，该方法包括：(1)将尾气进行第一冷却，得到第一冷却气和第一冷却液，所述第一冷却气中的氯丙烯含量为10-30体积％；(2)将第一冷却气与惰性气体混合得到混合气；(3)将所述混合气进行第二冷却，得到第二冷却气和第二冷却液，所述第二冷却气中的氯丙烯含量不大于0.3体积％。所述尾气中含有氯丙烯、氧气、水蒸气以及任选的环氧氯丙烷。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述尾气中氯丙烯的含量为50-80体积％，氧气含量为2-8体积％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一冷却气中氯丙烯的含量为10-20体积％。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述第一冷却气的温度为3-30℃，优选为5-20℃；优选地，所述第一冷却为串联的两级冷却或多级冷却。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气和氩气中的至少一种，优选为氮气；优选地，步骤(2)中，所述混合气中氧气的含量不大于10体积％，优选为4-10体积％。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述第二冷却气中氯丙烯的含量为不大于0.1体积％；优选地，所述第二冷却气中氧气的含量为不大于10体积％，优选为5-10体积％；优选地，所述第二冷却为串联的两级冷却或多级冷却。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述第一冷却和第二冷却中的冷源各自独立地选自液态惰性气体和/或冷冻盐水，优选为冷冻盐水。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：将所述第二冷却气依次进行膜分离和气体分离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振刚，徐伟，费轶，贾学五，钱亚男，刘静如，张帆，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：