[发明专利]一种不饱和聚酯废气的资源化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯废气的处理方法，特别是涉及一种不饱和聚酯树脂（UPR）生产过程中缩聚反应阶段产生的聚酯废气的资源化处理方法。

背景技术

不饱和聚酯树脂（UPR）是由二元酸、二元醇经缩聚反应而制得，缩聚反应是一个生成缩合水的可逆反应，因此在反应过程中使生成水不断蒸发出来，从而使反应向生成产品的方向进行。其聚酯废气主要含有乙二醇、丙二醇、乙醛、一缩二乙二醇、低分子聚酯单体、邻苯二甲酸、顺丁烯二酸等反应物料和中间产物，浓度在50～150 g/m³之间。这类不饱和聚酯废气具有水蒸气含量大，有机物浓度高的特点，直接冷凝将形成酸性极强的高浓度有机废水，其生化处理不但投资费用高，而且处理成本也十分昂贵。

早期的聚酯企业多采用热媒炉焚烧的方法处理聚酯废气，但是采用该法处理聚酯废气的成本较高，而且废气中大量的有用资源不能回收利用，造成巨大的资源浪费，不符合清洁生产和循环经济的理念。同时由于系统压力不易平衡，存在严重的安全问题，该方法已不再使用。

催化燃烧法是处理可燃性有机废气的一种有效方法，在催化剂的作用下，一般在400℃以下即可将大部分有机物氧化为CO₂和H₂O，不存在NOx等二次污染的问题。CN02109675.9与CN200610047791.9均提出采用催化燃烧的方法处理聚酯生产过程的废气，但采用催化燃烧法直接将废气中的有机物氧化生成CO₂和H₂O，无法对其分离综合利用。此外，不饱和聚酯废气中含有大量二元酸和二元醇类等难挥发性有机物，部分冷凝聚集后容易形成装置的爆炸隐患。因此，催化燃烧法不能直接用于不饱和聚酯废气处理，上述专利技术中提出的方法也不能有效适用。CN200510015163.8公开了一种聚酯废气的净化方法，聚酯废气经气液分离器除去大部分水分，然后经预热后进行催化燃烧，部分反应尾气直接作为稀释气与聚酯废气混合以回收能量。该方法虽然可以使聚酯废气达标排放，但聚酯废气中的有机物没有得到回收利用，物料损耗大且能耗高，燃烧后产生的大量的温室气体。此外，经气液分离器后，聚酯废气中易溶于水的组分如乙醛、乙二醇会转移到水相中，形成高浓度有机废水，造成二次污染。

发明内容

针对现有技术的不足以及不饱和聚酯废气的特点，本发明提供一种不饱和聚酯废气资源化处理方法。该方法可直接从不饱和聚酯废气中回收高沸点难挥发有机物，回收率大于90wt%，并且不产生高浓度有机废水，具有回收率高、能耗低、流程短、设备简单、操作稳定等特点。

本发明不饱和聚酯废气资源化处理方法包括以下内容：（1）聚酯废气先进入冷凝器进行冷凝，使废气中沸点高于水的有机物从气相转移到液相，回收其中的有机物；（2）未冷凝的废气与空气和/或循环回流的尾气在干燥器中混合干燥，除去夹带的水分，然后进入预热器；（3）预热后废气进入催化燃烧反应器与催化剂接触进行反应，反应尾气直接作稀释气以回收热量。

本发明中，所述的聚酯废气来自不饱和聚酯树脂生产过程中的缩聚反应阶段，有机物浓度高且波动大，主要含有乙二醇、丙二醇、乙醛、一缩二乙二醇、低分子聚酯单体、邻苯二甲酸、顺丁烯二酸等难挥发的有机污染物。

本发明中，冷凝器采用冷凝塔，塔顶设置冷凝盘，塔体采用高效塔板与填料组合的形式，聚酯废气入口以上为组合塔板，理论塔板数为3～15块；聚酯废气入口以下为填料段，填料为不锈钢填料、陶瓷环填料或塑料填料等。冷凝塔入口聚酯废气温度为190～220℃，塔顶温度为105～120℃，以保证水蒸气从塔顶蒸出；塔底温度为140～170℃，可减少冷凝后的液相再次蒸发，通过废气入口流量控制其气/液重量比值为5:1～50:1。冷凝后的液相有机物经填料段回流至塔顶，液相回流比为1～50。聚酯废气中沸点高于水的乙二醇、丙二醇等有机物经过层层冷凝从气相转移到液相，通过上述处理形成的塔底液相中有机物的含量为90wt%～100wt%，更佳值为95wt%～100wt%。聚酯废气经过冷凝处理，有机物得到有效回收利用，冷凝器出口中含有微量的难挥发性有机物，避免催化燃烧反应器的爆炸隐患；而且无高浓度有机废水产生，避免了二次污染。