CN207708838U - 一种pta氧化尾气净化及溴回收装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例示出一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置，在蓄热式催化氧化反应器内对PTA氧化尾气中的挥发性有机物催化氧化，并且蓄热式催化氧化反应器自身可以实现反应后尾气的热量回收。反应后的尾气经过膨胀机做功后，进入废气洗涤塔脱除尾气中的HBr和Br₂。吸附饱和的洗涤液进入溴回收塔，利用氯气或双氧水将溴离子氧化成溴单质，然后再通过萃取法或空吹法分离水中溴素进行溴回收，本申请实施例示出一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置，运行成本低、处理效率高、无二次污染，而且可以同时实现污染物中溴的资源化利用。

Description

一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置

技术领域

本申请涉及化工尾气净化回收技术领域，尤其涉及一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置。

背景技术

精对苯二甲酸(Purified terephthalic acid，简称PTA)是石油化工下游重要的大宗有机产品之一，90％以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate，简称PET)，而PET则是化纤行业的重要原料。PTA目前主要采用对二甲苯(P-Xylene，简称PX)空气氧化法生产，典型的生产工艺主要包括PX氧化单元和粗对苯二甲酸加氢精制单元。原料PX溶于醋酸-水溶剂中，以醋酸钴/醋酸锰/溴化氢为催化剂，PX经空气中的氧气氧化，制得粗对苯二甲酸。然后粗对苯二甲酸加氢精制，去除杂质，再经结晶、分离、干燥，制得PTA成品。

PTA氧化废气是由氧化反应器排放的含多种污染物的有机废气，是PTA装置排放量最大的有害气体。该气体主要成分N₂的体积分数约占94％，O₂的体积分数约为4％，有机物污染物包括乙酸、乙酸甲酯、对二甲苯、溴甲烷等，总质量浓度超过1000mg/m³，其中溴化物的质量浓度约100mg/m³，此外，CO的质量浓度约5000mg/m³，均严重超过国家的排放标准。

目前，已报道了多种PTA氧化尾气净化技术，如吸附法、冷凝法、直接燃烧法等，这些方法会产生二次污染、能耗大、净化效果易受有机废气浓度和温度限制，并且对于热量的回收环节通常使用换热器和催化氧化装置相结合的方式，热量回收率较低。同时PTA氧化废气中的溴甲烷等溴代有机物在催化氧化反应后，溴主要以溴化氢及少量的溴单质存在，然后通过废水形式排放，造成溴产品的极大浪费。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置，该装置运行成本低、无二次污染、尾气处理效率高并且实现溴的资源化利用。

本申请实施例提供一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置，包括风机，自动进气阀，蓄热式催化氧化反应器，膨胀机，尾气洗涤塔，溴回收塔，PTA尾气进气阀和吸附塔；

所述蓄热式催化氧化反应器设置有蓄热式催化氧化反应器进口和蓄热式催化氧化反应器出口；

所述蓄热式催化氧化反应器设置有第一蓄热室，第二蓄热室，热氧化室和自动控制装置；

所述膨胀机设置有膨胀机进口和膨胀机出口；

所述尾气洗涤塔的塔底侧壁设置有尾气洗涤塔进口，所述尾气洗涤塔的塔底设置有尾气洗涤塔出口，所述尾气洗涤塔的塔顶设有净化尾气出口，所述尾气洗涤塔的塔顶侧壁设有碱液入口；

所述溴回收塔设置有溴回收塔进口和溴回收塔出口；

所述吸附塔设置有吸附塔进口和吸附塔出口；

所述风机通过所述自动进气阀与所述蓄热式催化氧化反应器进口连接；

所述PTA尾气进气阀与所述蓄热式催化氧化反应器进口连接；

所述蓄热式催化氧化反应器出口与所述膨胀机进口相连；

所述膨胀机出口与所述尾气洗涤塔进口相连；

所述尾气洗涤塔出口与所述溴回收塔进口相连；

所述净化尾气出口与所述吸附塔进口相连。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器为双床式蓄热式催化氧化反应器。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器中的催化剂采用钌基蜂窝催化剂，铂基蜂窝催化剂或钯基蜂窝催化剂中的一种或几种。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器的自动控制装置采用PLC自动控制装置。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器的数量为两个，两个所述蓄热式催化氧化反应器并联设置。

本申请实施例示出一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置，本申请实施例将PTA氧化尾气中有害的挥发性有机物通过催化氧化反应转化为CO₂、H₂O、HBr等无机小分子化合物，该工艺高效、低能耗、处理过程无NOx生成。本申请实施例采用的蓄热式催化氧化反应器进行热量回收，回收效率高，同时可实现PTA氧化尾气中溴元素的回收，得到NaBr、NH₄Br或Br₂等溴产品，实现污染物的资源化利用，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一优选实施例示出的一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置的结构示意图。

图中，1-风机；2-自动进气阀；3-蓄热式催化氧化反应器；4-膨胀机；5-尾气洗涤塔；6-溴回收塔；7-PTA尾气进气阀；8-吸附塔；31-蓄热式催化氧化反应器进口；32-蓄热式催化氧化反应器出口；41-膨胀机进口；42-膨胀机出口；51-尾气洗涤塔进口；52-尾气洗涤塔出口；53-尾气洗涤塔出口；54-碱液入口；61-溴回收塔进口；62-溴回收塔出口；81-吸附塔进口；82-吸附塔出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，本申请实施例示出一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置，包括风机1，自动进气阀2，蓄热式催化氧化反应器3(英文简称RCO)，膨胀机4，尾气洗涤塔5，溴回收塔6，PTA尾气进气阀7和吸附塔8；

所述蓄热式催化氧化反应器3设置有蓄热式催化氧化反应器进口31和蓄热式催化氧化反应器出口32；

所述蓄热式催化氧化反应器3设置有第一蓄热室，第二蓄热室，热氧化室和自动控制装置；

所述膨胀机4设置有膨胀机进口41和膨胀机出口42；

所述尾气洗涤塔5的塔底侧壁设置有尾气洗涤塔进口51，所述尾气洗涤塔5的塔底设置有尾气洗涤塔出口52，所述尾气洗涤塔5的塔顶设有净化尾气出口53，所述尾气洗涤塔5的塔顶侧壁设有碱液入口54；

所述溴回收塔6设置有溴回收塔进口61和溴回收塔出口62；

所述吸附塔8设置有吸附塔进口81和吸附塔出口82；

所述风机1通过所述自动进气阀2与所述蓄热式催化氧化反应器进口31连接；

所述PTA尾气进气阀7与所述蓄热式催化氧化反应器进口31连接；

所述蓄热式催化氧化反应器出口32与所述膨胀机进口41相连；

所述膨胀机出口42与所述尾气洗涤塔进口51相连；

所述尾气洗涤塔出口52与所述溴回收塔进口61相连；

所述净化尾气出口53与所述吸附塔进口81相连。

本装置的具体工作原理为：风机1通过自动进气阀2将新鲜空气输送进蓄热式催化氧化反应器3，输送进的新鲜空气在辅助燃料作用下对蓄热式催化氧化反应器3进行预热，预热可以提高热量利用率，减少PTA氧化尾气的热量损失，相对于传统的催化氧化装置和换热器组合，热回收效率更高，另一方面可以减少气体达到起燃温度的时间。随后蓄热式催化氧化反应器3中的自动控制装置自动切换阀门通入低温PTA氧化尾气，其中PTA尾气进气阀7可控制PTA氧化尾气进入量，PTA氧化尾气经过蓄热式催化氧化反应器3中的第一蓄热室进行预热，然后进入蓄热式催化氧化反应器3中的热氧化室在催化剂的作用下进行催化氧化反应，反应后的高温气体进入蓄热式催化氧化反应器3中第二蓄热室，热量被第二蓄热室吸收，随后排出蓄热式催化氧化反应器3，其中第二蓄热室在吸收热量后温度升高，并且利用自动控制装置自动切换阀门，使进气流向发生逆转，低温待处理PTA氧化尾气进入第二蓄热室进行预热，第二蓄热室温度降低，为下次吸热做准备。催化氧化后的尾气进入膨胀机4做功，随后进入废气洗涤塔5，其中通过碱液入口54向废气洗涤塔5注入碱液，通过碱洗除去尾气中的溴化氢、溴，净化后尾气进入吸附塔8进行吸附干燥处理，干燥处理后的净化尾气一部分进行回用，用于生产装置的风送***，另一部分排入大气，废气洗涤塔5中的洗涤液循环吸附，吸附饱和的洗涤液最后进入溴回收塔6，进行溴回收，通过浓缩、结晶等工序得到NaBr、NH₄Br，或者利用氯气或双氧水氧化，将溴离子氧化成溴单质，然后再通过萃取法或空吹法分离水中溴单质。

其中，蓄热式催化氧化反应器3可将PTA氧化尾气中有害的挥发性有机物通过催化氧化反应转化为CO₂、H₂O、HBr等无机小分子化合物，该工艺高效、低能耗、处理过程无NOx生成。

蓄热式催化氧化反应器3设置有第一蓄热室，第二蓄热室，热氧化室和自动控制装置，其中自动控制装置可控制阀门的自动切换，转换PTA氧化尾气的流向，使PTA氧化尾气的流向在第一蓄热室和第二蓄热室之间相互转换，通过采用流向变换操作，实现未处理烟气的加热以及处理烟气的热量回收。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器3为双床式蓄热式催化氧化反应器。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器3中的催化剂采用钌基蜂窝催化剂，铂基蜂窝催化剂或钯基蜂窝催化剂中的一种或几种。上述催化剂机械强度高、催化性能好、使用寿命长。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器3的自动控制装置采用PLC自动控制装置。通过PLC自动控制装置，自动控制通入PTA氧化尾气的流向变换。

可选地，所述蓄热式催化氧化反应器3的数量为两个，两个所述蓄热式催化氧化反应器3并联设置。

两个所述蓄热式催化氧化反应器3并联设置，当其中一个蓄热式催化氧化反应器3故障时，蓄热式催化氧化反应器3的自动控制装置自动切换阀门，使PTA氧化尾气进入另一个蓄热式催化氧化反应器3进行催化氧化处理，确保装置正常运行，避免装置的事故停车。

本申请实施例示出的一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置包括风机，自动进气阀，蓄热式催化氧化反应器，膨胀机，尾气洗涤塔，溴回收塔，PTA尾进气阀和吸附塔；其中PTA氧化尾气经过蓄热式催化氧化反应器中的第一蓄热室进行预热，然后进入热氧化室在催化剂的作用下进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物、CO转化为二氧化碳、水、溴化氢、溴等无机小分子化合物，随后进入第二蓄热室回收能量，其中第二蓄热室在吸收热量后温度升高，并且进气流向发生逆转，低温待处理PTA氧化尾气进入第二蓄热室进行预热，第二蓄热室温度降低，为下次吸热做准备。催化氧化后的尾气然后进入膨胀机做功，随后进入废气洗涤塔，通过碱洗除去其中的溴化氢、溴，然后净化尾气进入吸附塔进行吸附干燥处理，干燥处理后的净化尾气一部分进行回用，用于生产装置的风送***，另一部分排入大气，吸附饱和的洗涤液最后进入溴回收塔，利用氯气或双氧水将溴离子氧化成溴单质，然后再通过萃取法或空吹法分离水中溴素进行溴回收。本申请实施例采用的蓄热式催化氧化反应器进行热量回收，回收效率高，同时可实现PTA氧化尾气中溴元素的回收，得到NaBr、NH₄Br或Br₂等溴产品，实现污染物的资源化利用，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种PTA氧化尾气净化及溴回收装置，其特征在于，包括风机(1)，自动进气阀(2)，蓄热式催化氧化反应器(3)，膨胀机(4)，尾气洗涤塔(5)，溴回收塔(6)，PTA尾气进气阀(7)，和吸附塔(8)；

所述蓄热式催化氧化反应器(3)设置有蓄热式催化氧化反应器进口(31)和蓄热式催化氧化反应器出口(32)；

所述蓄热式催化氧化反应器(3)设置有第一蓄热室，第二蓄热室，热氧化室和自动控制装置；

所述膨胀机(4)设置有膨胀机进口(41)和膨胀机出口(42)；

所述尾气洗涤塔(5)的塔底侧壁设置有尾气洗涤塔进口(51)，所述尾气洗涤塔(5)的塔底设置有尾气洗涤塔出口(52)，所述尾气洗涤塔(5)的塔顶设有净化尾气出口(53)，所述尾气洗涤塔(5)的塔顶侧壁设有碱液入口(54)；

所述溴回收塔(6)设置有溴回收塔进口(61)和溴回收塔出口(62)；

所述吸附塔(8)设置有吸附塔进口(81)和吸附塔出口(82)；

所述风机(1)通过所述自动进气阀(2)与所述蓄热式催化氧化反应器进口(31)连接；

所述PTA尾气进气阀(7)与所述蓄热式催化氧化反应器进口(31)连接；

所述蓄热式催化氧化反应器出口(32)与所述膨胀机进口(41)相连；

所述膨胀机出口(42)与所述尾气洗涤塔进口(51)相连；

所述尾气洗涤塔出口(52)与所述溴回收塔进口(61)相连；

所述净化尾气出口(53)与所述吸附塔进口(81)相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄热式催化氧化反应器(3)为双床式蓄热式催化氧化反应器。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述蓄热式催化氧化反应器(3)中的催化剂采用钌基蜂窝催化剂，铂基蜂窝催化剂或钯基蜂窝催化剂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄热式催化氧化反应器(3)的自动控制装置采用PLC自动控制装置。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄热式催化氧化反应器(3)的数量为两个，两个所述蓄热式催化氧化反应器(3)并联设置。