[发明专利]一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及到一种综合回收丁基橡胶工厂尾气中氯甲烷的方法，特别涉及到丁基橡胶生产工厂复杂工况尾气中压缩冷凝、膜分离和吸附方法耦合回收氯甲烷的工艺。 

背景技术

丁基橡胶是世界上第四大合成橡胶胶种，广泛应用于内胎、水胎、减震材料等方面。在丁基橡胶合成过程中，氯甲烷是重要的溶剂和稀释剂，用量巨大。生产过程中一般采用多种技术，如精馏、压缩冷凝等方法对氯甲烷进行回收以降低氯甲烷的物耗并使氯甲烷得到重复利用。虽然这些回收、纯化过程已发展成熟，但其处理过程会排放多种组成不定、压力各异的尾气，这些尾气难以采用原有设备处理回收，其中大量氯甲烷组分无法被有效利用只能直接排放，增加了氯甲烷物耗。 

丁基橡胶生产过程存在多种氯甲烷排放源，在精馏回收过程中，精馏塔和回流罐等都会持续排放不凝气，其中氯甲烷组分浓度在5mol%以上，有些甚至达到15~20mol%。由于精馏塔等排放的不凝气分压较高难以液化，其中的氯甲烷组分难以进行回收。为满足丁基橡胶反应过程对氯甲烷水分含量的严格要求，氯甲烷需经过干燥塔处理，干燥吸附剂吸水饱和后需加热进行再生，排放的再生尾气内含有浓度为5~20mol%的氯甲烷；干燥塔的吸附剂需要定期进行更换，新吸附剂需要进行钝化后才可使用，钝化过程持续20天，期间将排放大量氯甲烷、二甲醚混合气体，其中氯甲烷含量为75~90mol%，这部分气体组成、压力变化范围变化极大，通常进行放空处理；其他如安全阀泄漏尾气等多种存在于丁基橡胶生产过程中的尾气都具有组成和压力不确定的特点，这些尾气中大量 的氯甲烷不但造成污染和浪费，而且其较低的氯甲烷含量或不稳定的排放周期也使回收氯甲烷的经济性不能得到保证。 

发明内容

为解决丁基橡胶工厂生产中氯甲烷尾气压力和组成变化范围大、排放周期不定、生产过程中氯甲烷物耗较大的问题，本发明提供一种减少丁基橡胶生产过程中氯甲烷物耗的方法，该方法的特点是对丁基橡胶工厂内多股氯甲烷尾气进行分类梯级处理，通过压缩冷凝、膜分离和吸附方法的综合集成应用，将复杂工况下压力、组成变化范围大的尾气中的氯甲烷组分连续有效地回收，该方法操作弹性大，装置紧凑，产品质量稳定，氯甲烷回收率高，经济效益显著。 

本发明所采用的技术方案是： 

首先，对丁基橡胶工厂中多股气体根据组成和压力的不同，进行分类： 

1）压力范围在0.1~0.5 MPa的尾气为低压氯甲烷尾气（A），由压缩机（1）增压至0.5～1.0MPa后，进入压缩机（2）二级压缩至1.5～3.0MPa。 

2）压力范围在1.0～1.5MPa，且氯甲烷含量高于15%的尾气为高压氯甲烷富气（B），压缩机（1）出口气体合股后进入压缩机（2）增压至1.5～3.0MPa，经过冷凝器3冷凝至-10~ -55℃后进入分液罐4；分液罐4顶部排出的气体为不凝气D，底部为氯甲烷液体C。 

3）高压氯甲烷贫气(D)压力范围在1.5～3.0MPa，且氯甲烷含量低于15%的尾气，与不凝气D合股后，经过过滤器5除去液滴和杂质，并由膜前预热器6预热至10~60℃，使气体温度高于露点10℃以上以保证气体无冷凝液滴，再进入膜分离组件7。膜分离组件7将气体中氯甲烷在渗透气F中富集，使渗透气F露点高于进膜气体；渗透气F返回压缩机1入口重新循环处理。膜分离产生的尾气渗余气G进入吸附装置8回收其中少量氯甲烷，吸附尾气H中氯 甲烷浓度低于36mg/m³；吸附装置8的解吸气I返回压缩机1入口进行循环，保证氯甲烷的充分回收利用。 

本发明技术方案中压缩机1的主要作用是将压力范围在0.1～0.5MPa的低压氯甲烷尾气A、渗透气F和解吸气I增压至0.5～1.0MPa；压缩机2的主要作用是将压力范围在1.0～1.5MPa的高压氯甲烷富气B和压缩机1出口混合气增压至1.5～3.0MPa。 

本发明技术方案中压缩冷凝方法主要利用高压氯甲烷尾气露点较高的特点除去易凝的氯甲烷组分，实现氯甲烷的高效回收；膜分离方法的主要作用是对不凝气D和高压氯甲烷贫气E中氯甲烷组分进行富集，从而提高气体露点使其更易冷凝；吸附装置的作用是深度脱除尾气中的氯甲烷，保证氯甲烷的低物耗，同时使排放气达到国家排放标准。