雙氧水尾氣重芳烴回收技術淺析

＊李大為

（中國天辰工程有限公司 天津 300400）

雙氧水尾氣重芳烴回收技術淺析

＊李大為

（中國天辰工程有限公司 天津 300400）

隨著節能環保要求的提高，在雙氧水生產工藝中，雙氧水尾氣重芳烴回收技術越來越得到關注，本文對幾種雙氧水尾氣回收技術進行了介紹和分析，指出了不同類型回收技術具有的優點和不足。

雙氧水；重芳烴回收；活性碳纖維；膨脹機

1.概述

近幾年來，雙氧水擴大了在化學制品行業中的應用，如環氧丙烷、己內酰胺等，此外雙氧水衍生物產品的興起，均促使雙氧水企業逐漸擴大產能和提高負荷，其中采用蒽醌鈀催化劑工藝的雙氧水生產企業占有很大比例。

目前，隨著全國雙氧水生產能力的不斷增長，市場的競爭逐漸激烈，各廠家在考慮提高裝置產能的同時，也都在考慮怎樣有效地降低各種原材料的消耗，而芳烴作為雙氧水生產的一種主要化工原材料，其消耗在雙氧水生產成本中占有很大的比重，而芳烴的市場價格也在不斷地上升，如何有效地降低芳烴消耗是擺在雙氧水生產廠家面前的共同課題，并且，芳烴作為一種揮發性較強的有毒、有害物質，減少其揮發量也是國家環保政策的需要。

2.各種氧化尾氣回收的方法介紹

目前國內普遍采用的芳烴回收裝置主要有低溫水也叫冰機法；活性炭纖維吸附法；渦輪膨脹機法。

(1)冰機法

冰機法是直接利用冰機產生的冷量制造低溫水，然后利用低溫水在氧化尾氣冷卻器中與尾氣換熱，對尾氣進行降溫以回收其中的芳烴，冰機在運轉過程中需要消耗一定量的電量，該方法是最早的尾氣芳烴處理方法，其運行成本較高。

(2)活性炭纖維吸附法

活性炭纖維吸附裝置是利用活性炭纖維對芳烴的吸附作用及蒸氣的脫吸作用來回收芳烴，其回收率較高，但需要耗費一定量的蒸氣，且活性炭纖維需定期更換，同時進入該裝置的尾氣溫度越低對吸附越有利。

工藝技術特點：該技術是利用活性炭纖維（ACF）比表面積大，吸附效率高，解析速度快的特點，通過反復吸附、解吸，實現對有機物廢氣的全自動連續凈化處理，回收廢氣中的有機溶劑，并使回收后的有機溶劑再利用，來自氧化塔的尾氣進入冷干機組，經常溫冷卻、預冷、冷凝、分離等單元，在所控制的壓力、溫度下進行冷凝分離芳烴，之后的尾氣進入活性炭吸附塔，芳烴被活性炭吸附，而凈化后的尾氣經管道高空排放出活性炭塔的廢熱蒸汽經冷凝漂析器進行冷卻、冷凝分離，分離后的冷凝水去污水站處理，而芳烴集中回收再投入系統使用。

(3)渦輪膨脹機法

渦輪膨脹機法是利用尾氣自身膨脹制冷，然后利用此冷量回收尾氣中的芳烴，此方法的優點是基本不消耗其他的能量。

工藝技術優勢

①冷量強，自循環降溫

進膨脹機的尾氣溫度如果為20～15℃，則出膨脹機的氣體可降到0℃～10℃，這部分低溫氣體在分離罐內分離除去被冷凝下來的芳烴后，不凝的冷氣就作為冷源去給隨后而來的尾氣降溫，可理解為是尾氣自循環降溫過程。

②能耗低

耗能低，幾乎不需要用電設備，設備全自動運行，無需看護。有經驗表明，如果運行條件正常，近幾年內幾乎無維修費用發生。

③回收芳烴的效果平穩持續，無波動

由于該法使用的是尾氣膨脹產生的冷量，所以只要雙氧水裝置運行平穩，氧化尾氣量穩定，膨脹機就會正常運行，回收效果就呈穩定的狀態，無波動，也不會有象吸附法那樣隨時使用時間的延續而效果下降的現象。

(4)環保

首先，膨脹制冷法處理尾氣的工藝本身無有害物排放，不使用污染物。回收的芳烴等物料無需蒸餾處理而可直接使用，因而不產生二次污染；如果生產平穩，系統搭配適當，尾氣經該法處理后大氣排放基本可達到標準，是理想的有利于環境保護的裝置。

(5)安裝方便

該工藝所有設備基本上無需土建基礎，就地平放即可。無需配設蒸汽、循環水等管道。機組運行平穩，無振動感，無需地腳螺栓固定。機組體積小，單套膨脹機組制冷回收的工藝占地不超過20m2。經濟效益突出。

(6)自動化監控

渦輪膨脹機上帶有轉速現場顯示表和油溫表，還設有轉速和兩個軸承溫度傳感器，可引入儀表間DCS系統進行遠程監護。同時還能實現轉速和軸溫、油溫異常自動連鎖保護（該連鎖聯接由甲方在DCS中設置）。

3.氧化尾氣回收的方案選擇

由于冰機法是直接利用冰機產生的冷量制造低溫水，然后利用低溫水在氧化尾氣冷卻器中與尾氣換熱，對尾氣進行降溫以回收其中的芳烴，冰機在運轉過程中需要消耗一定量的電量，該方法是最早的尾氣芳烴處理方法，其運行成本較高。因此現在已無雙氧水廠家直接利用該工藝進行氧化尾氣回收。

活性炭纖維吸附法由于利用活性炭纖維的強吸附能力特性，回收率較高，因此在現在的雙氧水廠家氧化尾氣回收工藝中采用的相對比較多，并且使用效果較好。我院在山東博匯燒堿雙氧水工程、山東海能4．5萬噸/年雙氧水及燒堿二期工程、山東桓臺博匯社會福利化工廠己內酰胺項目雙氧水裝置上都已采用了該工藝，同時在已投產的項目中，該工藝操作簡單穩定，芳烴回收率高，有良好的經濟效益。

下圖為我院設計的山東海能4．5萬噸/年雙氧水及燒堿二期工程采用的該機組外形圖。

渦輪膨脹機法是近期出現的一種新型氧化尾氣回收方法，其實質也是低溫冷凝法，但工藝利用尾氣的余壓驅動蝸輪作功產生低溫介質，不要額外的動力，因此與活性炭纖維吸附法相比動力消耗較小，也沒有蒸汽消耗，因此在節能降耗方面有一定的優越性，該工藝氧化尾氣芳烴回收率雖然效果較好，但工藝是利用低溫冷凝回收芳烴與活性炭纖維利用吸附特性回收重芳烴相比，回收還有一定差距。

因此，為了更好的利用上述兩種工藝的特性，現有廠家（滄州大化集團）將活性炭纖維吸附法和渦輪膨脹機法配合使用，并且根據相關報道已取得良好的效果。

4.結語

雙氧水作為一種綠色化工產品，其市場需求日益擴大。由于我院已有雙氧水設計工藝，因此也將更廣泛的參與雙氧水工程的設計。本文對雙氧水尾氣重芳烴回收現有工藝情況的優缺點和使用情況作了一個簡要的分析和闡述。在我們現在設計過程中使用了活性炭纖維吸附工藝，但在將來的雙氧水設計過程中，我們也要與時俱進，采用更加先進和成熟的氧化尾氣回收工藝，為業主取得更大收益。

[1]從蒽醌法生產過氧化氫尾氣中回收芳烴[J]．化肥工業,2004年3月,第3期．

[2]辛強．蒽醌法生產雙氧水氧化尾氣的節能處理[J]．化工技術經濟,2004年第22期．

[3]孫忠義．雙氧水生產中芳烴回收方法[J]．河北化工,2007年第9期．

(責任編輯：孔凡念)

Analysis of Heavy Aromatics Recycle Technology for Hydrogen Peroxide Tail Gas

Li Dawei

（China Tianchen Engineering co., ltd, Tianjin, 300400）

With the increase of energy conservation and environment protection requirement, for the technology of hydrogen peroxide production, the hydrogen peroxide heavy aromatics recycle technology has attracted more and more attention. In this paper, it has taken introduction and analysis of several hydrogen peroxide tail gas recycle technologies and put forward the advantages and disadvantages of different types of recycle technologies.

hydrogen peroxide；heavy aromatics recycle；activated carbon fber；expansion machine

T < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

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李大為（1977～)，男，中國天辰工程有限公司；研究方向：工藝設計。