[发明专利]一种丙烯腈吸收塔尾气的净化设备和处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯腈吸收塔尾气的净化设备和处理工艺，具体为在石油化工领域中生产纤维、橡胶和塑料所涉及的重要化工原料丙烯腈尾气的净化处理方法。

背景技术

丙烯腈生产过程中的主要尾气是吸收塔排放的尾气，除含有丙烯、丙烷、一氧化碳外，还含有少量丙烯腈等有害组分。目前国内一些企业仍处于自然排放状态；对环境造成一定的污染。随着人们环保意识的增强和环保法规的日趋严格，丙烯腈尾气的治理成为生产企业难以回避的挑战。

目前，尾气的净化处理主要有两种方法：高温焚烧法和催化氧化法。高温焚烧法采用的是直接燃烧，将丙烯腈吸收塔尾气、燃料和空气(或富氧空气)在焚烧炉内通过火焰燃烧，将尾气中的丙烯腈、氰氢酸等烃类以及一氧化碳等有害物质转化成氮氧化物、二氧化碳和水。高温焚烧技术主要有：美国PCC技术和日本BHK技术，在国内的丙烯腈装置中也有应用，但因涉及国外专利技术转让，投资大；生产时需要燃料，操作费用高；占地面积也较大。同时由于采用的是高温直接燃烧，易使空气中的氮气发生高温氧化产生二次污染物NO_X。

催化氧化法是指在较低的温度下(350-600℃)，通过催化反应，在催化剂的作用下，将尾气中的有机物氧化分解。催化氧化是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。借助催化剂使有机物在较低的温度条件下，发生无焰燃烧，同时放出大量热能。催化燃烧最大的特点就是无火焰，起燃温度低(150-400℃)，可以大大抑制空气中氮气和尾气中的含氮化合物在高温下形成NO_X。由于催化燃烧的低温无(或较低)污染性，以及相对于高温焚烧技术投资相对较低，近年来，在石油化工领域有机尾气的处理中已逐步得到了较多的运用。

但在实际应用中发现，采用催化氧化法处理丙烯腈吸收塔尾气时，NO_X的含量出现超标，尤其是当尾气中丙烯腈、氰氢酸含量较高或者已含有较高的氮氧化物时。催化氧化法结合选择性催化还原(SCR)法可以有效地解决这一问题，可以保证处理后尾气中NO_X的排放满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)的要求。

在实际生产中，尾气中有机物含量波动较大。当有机物含量较高时导致两方面的问题，一是燃烧热值较大，床层升温高，存在催化剂被烧结的危险，不能保持催化剂稳定的比表面积和活性；二是床层温度高，尾气中含氮有机物(丙烯腈、HCN)在过氧环境下发生催化氧化反应时，会产生过量的NO_X。降低床层温度的低温燃烧技术对降低NO_X的排放非常有利。但低温燃烧技术同时导致N₂O排放量增加。近年来，燃烧过程中氧化亚氮N₂O的排放问题得到了较大的重视，这是由于N₂O对大气环境的破坏作用为人们所日益了解。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种丙烯腈装置吸收塔尾气的净化设备和处理工艺，以解决现有技术的上述问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种丙烯腈吸收塔尾气的净化设备，包括：

一将丙烯腈吸收塔尾气分离的气液分离器，一将新鲜空气与尾气混合的空气过滤器和补氧风机；一将尾气和空气的混合气体进行热交换的换热器；换热器与催化反应器循环连通，催化氧化反应后的混合气体经过换热器自脱硝(SCR)反应器顶端通入；脱硝(SCR)反应器的底端与回收热量的废热锅炉连通；废热锅炉的排气口设置有排出已净化尾气的烟囱。

为了操作和控制方便，所述的催化反应器分成两段，外置的换热器移出前段催化反应器的反应热使进入后段催化反应器的尾气出口温度降至150℃-300℃。从后段催化反应器出来的处理的尾气经换热后，进入选择性催化还原法(SCR)脱硝反应器，尾气中的NO_X与空气和NH₃混合后通过脱销反应器，在通过催化剂层时，尾气中的NO_X在催化剂的作用下与NH₃反应生成N₂与H₂O，从而达到进一步除去尾气中NO_X的目的。

催化反应器分成两段，其中，最高温度位于催化反应器单位长度的0.75处，等比例分配反应器可满足设计要求。

所述的催化反应器入口温度为150-180℃，出口温度为150-300℃。

所述的空气的加入量为保持反应排放气中氧气过剩0.1-3.0％。