[发明专利]一种PVC装置尾气组分分离与回收的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于PVC装置尾气组分分离与回收的装置及方法。该装置包括：预处理机构，其用于接收原料气和吹扫气，将气体混合并压缩除杂后输送至深冷机构；深冷机构，其用于接收来自所述预处理机构的混合气，并分离回收其中的氯乙烯和乙炔，并排出富含氮气和氢气的混合气体；变温变压吸附机构，其用于接收来自所述深冷机构的混合气体，将氯乙烯和乙炔吸附，并将吹扫气返回预处理机构以提高进深冷机构的氯乙烯和乙炔浓度。本发明的装置通过预处理机构、深冷机构和变温变压吸附机构的协调配合工作，不仅能够高效回收尾气中乙炔、氯乙烯组分，解决了PVC生产过程中精馏尾气超标排放的环境污染问题，而且实现了在低能耗回收的情况下获得高回收率。

技术领域

本发明涉及PVC生产领域，具体涉及PVC生产中尾气回收的方法和装置。

背景技术

电石法生产PVC(聚氯乙烯)工业在我国已经历了半个世纪的发展，生产规模不断扩大。在电石法生产PVC的过程中，合成的氯乙烯气体经过精馏由低沸塔排出，精馏尾气中含有氮气、氢气等不凝性气体，必须放空，于是部分氯乙烯及未反应完的乙炔会随不凝性气体排空。若精馏塔尾气不回收.按照10万t/a PVC的产能，每年排放掉的氯乙烯单体1000t，排放掉的标态乙炔气120000m³。既严重污染环境，又造成了巨大的浪费。为了确保排放的尾气达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)中规定的氯乙烯排放量小于36mg/m³和乙炔排放量小于120mg/m³的国家排放标准，并充分回收物料降低生产成本，回收精馏尾气的中的氯乙烯和乙炔是主要措施。

目前国内氯乙烯精馏尾气的处理主要是变压吸附工艺、膜分离工艺和活性炭吸附工艺等。

变压吸附技术是在外压情况下，把含有氯乙烯和乙炔气的尾气通入含有特殊吸附介质的吸附器，其中的强吸附组分(氯乙烯和乙炔)被吸附剂选择吸附，弱吸附组分(氮气和氢气等)从吸附体的另一端流出排空。吸附剂床层吸附饱和后，采用降压抽真空的方法使氯乙烯和乙炔解吸回收，同时，吸附剂获得再生。在实际生产中，采用变压吸附技术对氯乙烯精馏尾气进行处理需要反复升降压，能量消耗较大。

膜分离技术可以通过气体中各组分在高分子膜表面上吸附能力不同以及在膜内溶解-扩散能力的差异实现气体分离。由于其流程简单、分离效率高、连续工作周期长，目前已在石油化工、环境保护等领域得到了广泛应用。有机蒸汽膜分离技术可以对PVC装置尾气中的氯乙烯和乙炔进行分离回收。但是有机蒸气膜的选择性不高，为了获得达到分离要求，往往需要将膜分离与其他气体分离技术结合或将膜分离工艺获得的气体重复压缩，而这两种方式都会显著地增加投资和能耗。

活性炭吸附工艺是利用活性炭对精馏尾气中的氯乙烯和乙炔的高选择性进行吸附分离。当活性炭吸附氯乙烯和乙炔达到饱和后，通入高温蒸汽进行解吸，从而回收氯乙烯和乙炔。由于活性炭吸附存在回收不彻底，排放尾气不能达标以及能源消耗大等问题，不适合大规模生产。

由此可见，现有PVC装置尾气回收工艺存在回收效率不高、尾气排放不达标、设备投资大、能耗高等不足，因此，发明一种有效回收PVC装置尾气中氯乙烯和乙炔，防止大气污染并降低尾气回收过程能量消耗的方法及装置具有重大的环境利益、经济利益和现实意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种PVC装置尾气组分分离与回收的装置。其包括预处理机构、深冷机构和变温变压吸附机构。本发明的装置通过预处理机构、深冷机构和变温变压吸附机构的协同配合工作，实现了在低能耗情况下获得高回收率的氯乙烯和乙炔，同时降低排放气中氯乙烯和乙炔的量使之达到排放标准。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述PVC装置尾气组分分离与回收装置回收分离尾气的方法，其包括预处理步骤、深冷分离步骤和变温变压吸附分离步骤。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种PVC装置尾气组分分离与回收的装置，所述装置包括：