精对苯二甲酸中高压尾气处理工艺制造技术

本发明专利技术公开一种精对苯二甲酸（ＰＴＡ）中高压尾气处理工艺，ＰＴＡ尾气处理采用催化氧化工艺，催化氧化反应器中采用贵金属蜂窝催化剂，压力０．６～２．０ＭＰａ（Ｇ），入口温度为１００～６５０℃，出口温度为２００～７５０℃，中高压的ＰＴＡ尾气经尾气换热器加热后进入催化氧化反应器中进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，其中的溴代烃被氧化为二氧化碳、水、溴和溴化氢，从反应器出来的尾气经尾气换热器回收热量并加热进料尾气后进入膨胀机，经膨胀机作功后进入碱洗塔，在碱洗塔中反应气被碱洗脱除尾气中的溴和溴化氢后从碱洗塔顶排空。本发明专利技术正常运行过程中无需任何辅助燃料，具有工艺简单、运行费用低、无二次污染、尾气处理彻底等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在工业生产精对苯二甲酸(以下简称PTA)过程中中高压 尾气的处理工艺。
技术介绍
从PTA生产装置高压洗涤塔出来的尾气具有较高的压力，其主要成分为氮 气、氧气及二氧&碳，同时含有一定量一氧化碳、乙酸甲酯、对二甲苯、溴甲烷、 二溴甲烷和溴化氢等污染环境的有害成分。由于PTA装置尾气中有机物浓度低、 流量大、具有较高的压力，采用一般尾气处理工艺不能满足环保要求。目前PTA装置尾气一般采用烟囱高点直接排放，对环境造成严重污染。 另外也有部分PTA装置采用高压焚烧(HPCCU)或蓄热式热氧化(RTO)工 艺来处理PTA尾气。高压焚烧工艺尾气先用蒸气加热，再用甲醇或丙烯等燃料加 热到反应温度，过程需消耗大量的燃料，运行成本较高，且焚烧排气量较大；蓄 热式热氧化工艺的缺点是补加燃料消耗量大，不能彻底除去CO，热氧化过程中 会有部分氮气被氧化成氮氧化物。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提出一种工艺简单、系统組力小、不需补充辅 助燃料，运行成本低、无二次污染、尾气处理彻底的PTA中高压尾气处理工艺。为了达到上述目的，采用的技术方案是本专利技术提出的一种PTA中高压尾气 处理工艺，利用尾气换热器回收反应后尾气的热量用来预热待处理尾气，过程无 需补加燃料。本专利技术催化氧化反应器中采用贵金属蜂窝催化剂，尾气经加热后， 在压力0.6 2.0MPa(G)、入口温度为100 65(TC，出口温度为200 75(TC的催化氧 化反应器中进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，将 溴代烃氧化为二氧化碳、水、溴和溴化氢。所述催化氧化反应器的入口温度最好为30(TC;出口温度最好在72(TC以下。作为本专利技术的优选技术方案，本专利技术的尾气最好经尾气换热器加热到催化剂起燃温度后进入催化氧化反应器。PTA尾气换热器最好为焊接板式换热器或热管换热器或翅片管换热器或管壳式换热器。作为本专利技术的催化氧化机理，催化氧化反应器中主要发生了如下化学反应2CO+02 = 2C02CH3COOCH3+3.502 = 3C02+3H20 C8H10+10.5O2 = 8C02+5H20 CH3OH+1.502 = C02+2H20 2CH3Br+3.502 = 2C02+3H20+Br2 CH3Brfl.502 = C02+H20+HBr CH2Br2+l .502 = C02+H20+Br2 CH2Br2+02 = C02+2HBr作为本专利技术的另一优选技术方案，PTA尾气进行催化氧化反应后，最好进入 尾气换热器回收部分热量。经催化氧化处理的尾气在尾气换热器中回收部分热量 后，应送入膨胀机作功。然后应送入碱洗塔脱除其中的溴及溴化氢，最后排入大气中。以氢氧化钠溶液作为洗涤液为例，在碱洗过程中主要发生了如下化学反应HBr+NaOH = NaBr+H20 Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H20相对于现有技术，本专利技术的工艺简单，能量利用合理，将PTA装置尾气中 有害的挥发性有机物转化为二氧化碳、水和无害的溴化盐，过程不产生氮氧化合 物，无二次污染，尾气处理彻底，检测结果完全满足国家标准规定的环保控制要 求；另外，本专利技术具有非常宽广的操作范围，可保证PTA尾气中有机物含量变 化时，系统能稳定操作；再有，本专利技术采用的催化剂，机械强度高、使用寿命长、 阻力降低；最后，本专利技术采用高效热管换热器或焊接板式换热器或翅片管换热器 或管壳式换热器回收反应热以加热进料尾气，正常运行过程中无需附加燃料；高 效的碱洗塔可彻底脱除尾气中的溴及溴化氢。 附图说明图1为本专利技术PTA中高压尾气的处理工艺流程图。其中1为催化氧化反应器；2为尾气换热器；3为加热器；4为膨胀机； 5为碱洗塔。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术的工艺作进一步的阐述。 本专利技术提供的一种PTA中高压尾气处理工艺流程如图1所示，尾气来源 于某公司PTA装置，设计工况如表l所示。表l某公司PTA装置中高压尾气组成<table>table see original document page 5</column></row><table>PTA中高压尾气处理工艺，包括加热器3开工升温预加热，其特征在于精 对苯二甲酸中高压尾气经加热器3预加热后，进入催化氧化反应器1进行催化氧化 反应，所述催化氧化反应器l中采用贵金属蜂窝催化剂，压力0.6 2.0MPa (G)， 入口温度为100 65(TC，出口温度为200 750。C，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，将溴代烃氧化为二氧化碳、水、溴和溴化氢，催化氧化反应后尾 气在尾气换热器2中回收部分热量后送出本系统。进料尾气经尾气换热器2加热到催化剂起燃温度后进入所述催化氧化反应器l 。所述催化氧化反应器l中采用的贵金属催化剂中贵金属为铂、钯中任意一种或两种贵金属的组合。催化氧化反应器1的入口温度优选为300'C，出口温度为优 选720。C以下。所述尾气换热器2为焊接板式换热器或热管换热器或翅片管换热器或管壳式 换热器。进行系统开工升温预加热的加热器3是蒸汽加热器、电加热器、燃油燃烧器、 或燃气燃烧器。经所述催化氧化反应器1催化氧化处理后的尾气，在尾气换热器2中回收部分 热量再经膨胀机4作功后应送入碱洗塔5脱除其中的溴和溴化氢。所述碱洗塔5采用板式塔或填料塔，采用的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳 酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾的任意一种或两种及两种以上化合物的水溶 液。在所述催化氧化反应器l入口处有一调节催化氧化反应器l入口温度的旁路 阀门。 实施例1开工阶段部分尾气经过电加热器3加热到300'C后，进入催化氧化反应器l进 行催化氧化反应。逐渐将全部尾气切入催化氧化反应器l，蜂窝铂、钯金属组合 催化剂固定在催化剂固定床层上，此时催化氧化反应器l内压力约为0.9MPa(G)， 出口温度约为380'C，上述尾气在催化氧化反应器l中进行催化氧化反应，将有害 的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，溴代烃氧化为二氧化碳、水和溴，并释放 出大量的热，催化反应后的尾气在尾气换热器2回收热量后送入膨胀机4，膨胀作 功后的尾气送入氢氧化钠溶液碱洗塔5，碱洗后的尾气直接排往大气中。对处理 后的排放气取样后送入实验室进行检测，经检测，净化尾气中二甲苯和非甲垸总 烃等有害的挥发性有机物含量如表2所示。表2某省环境监测中心站监测数据和控制指标<table>table see original document page 6</column></row><table>注排放浓度为多次采样的平均值。实施例2催化氧化反应器1采用蜂窝铂金属催化剂，催化氧化反应器1内压力约 为0.7MPa(G)、入口温度约为15(TC、出口温度约为220'C，碱洗塔5所用碱 液为氢氧化钾溶液，其余同实施例l。经检测，净化尾气中二甲苯和非甲烷总 烃的浓度分别为31、 98mg/m3，达到国家大气污染物综合排放标准。 实施例3催化氧化反应器1采用蜂窝钯金属催化剂，催化氧化反应器1内压力约 为0.8MPa(G)、入口温度约为250'C、出口温度约为310'C，碱洗塔5所用碱 液为碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
精对苯二甲酸中高压尾气处理工艺，包括加热器（３）开工预加热，其特征在于：精对苯二甲酸中高压尾气经加热器（３）预加热后，进入催化氧化反应器（１）进行催化氧化反应，所述催化氧化反应器（１）中采用贵金属蜂窝催化剂，压力０．６～２．０ＭＰａ（Ｇ），入口温度为１００～６５０℃，出口温度为２００～７５０℃，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，将溴代烃氧化为二氧化碳、水、溴和溴化氢，催化氧化反应后尾气在尾气换热器（２）中回收部分热量后送出本系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小平，吴利军，张颖，崔德磊，佟飞，
申请(专利权)人：上海东化环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]