[发明专利]精对苯二甲酸尾气处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种在工业生产精对苯二甲酸(以下简称PTA)过程中的尾气处理工艺。

背景技术

精对苯二甲酸(PTA)装置尾气的主要成分为氮气、氧气及二氧化碳，同时含有一定量的一氧化碳、乙酸甲酯、对二甲苯、溴甲烷、二溴甲烷和溴化氢等污染环境有害成分。由于PTA装置尾气中有机物浓度低、流量大，采用一般尾气处理工艺不能满足环保要求，

目前PTA装置尾气一般采用烟囱高点直接排放，对环境造成严重污染。

另外也有部分PTA装置采用高压焚烧(HPCCU)或蓄热式热氧化(RTO)工艺来处理PTA尾气。高压焚烧工艺尾气先用蒸气加热，再用甲醇或丙烯等燃料加热到反应温度，过程需消耗大量的燃料，运行成本较高，且焚烧排气量较大；蓄热式热氧化工艺的缺点是燃料消耗量大，不能彻底除去CO，热氧化过程中会有部分氮气被氧化成氮氧化物。

发明内容

针对直接排放、高压焚烧和蓄热式热氧化法的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种工艺简单、系统阻力小、不需补充辅助燃料，运行成本低、无二次污染、尾气处理彻底的PTA装置尾气处理工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种PTA装置尾气处理工艺，利用尾气换热器回收反应气热量并用来预热尾气；过程无需附加燃料。

本发明尾气被预加热后，进入催化氧化反应器中进行催化氧化反应，所述催化氧化反应器中采用贵金属蜂窝催化剂，压力为0～50kPa(G)、入口温度为100～650℃、出口温度为200～750℃，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，将溴代烃氧化为二氧化碳、水、溴和溴化氢，然后在尾气换热器回收部分热量，再进入碱洗塔脱除其中的溴和溴化氢，最后净化尾气排空。

本发明所述催化氧化反应器的入口温度最好为300℃；出口温度最好在500℃以下。

作为本发明的技术方案，本发明的尾气最好经尾气换热器加热到催化剂起燃温度后进入催化氧化反应器。PTA尾气换热器最好为焊接板式换热器或热管换热器或翅片管换热器。

作为本发明的催化氧化机理，催化氧化反应器中主要发生了如下化学反应：

2CO+O₂＝2CO₂

CH₃COOCH₃+3.5O₂＝3CO₂+3H₂O

C₈H₁₀+10.5O₂＝8CO₂+5H₂O

CH₃OH+1.5O₂＝CO₂+2H₂O

2CH₃Br+3.5O₂＝2CO₂+3H₂O+Br₂

CH₃Br+1.5O₂＝CO₂+H₂O+HBr

CH₂Br₂+1.5O₂＝CO₂+H₂O+Br₂

CH₂Br₂+O₂＝CO₂+2HBr

作为本发明的另一优选技术方案，经催化氧化处理的尾气在尾气换热器中回收部分热量后应送入碱洗塔脱除其中的溴及溴化氢，最后排入大气中。

以氢氧化钠溶液作为洗涤液为例，在碱洗过程中主要发生了如下化学反应：

HBr+NaOH＝NaBr+H₂O

Br₂+2NaOH＝NaBr+NaBrO+H₂O

相对于现有技术，本发明的工艺简单，能量利用合理，将PTA装置尾气中有害的挥发性有机物转化为二氧化碳、水和无害的溴化盐，过程不产生氮氧化合物，无二次污染，尾气处理彻底，检测结果完全满足国家标准规定的环保控制要求；另外，本发明具有非常宽广的操作范围，可保证PTA尾气中有机物含量变化时，系统能稳定操作；再有，本发明采用的催化剂，机械强度高、使用寿命长、阻力降低；最后，本发明采用高效热管换热器、焊接板式换热器和翅片管换热器回收反应热以加热进料尾气，正常运行过程中无需附加燃料；高效的碱洗塔可彻底脱除尾气中的溴及溴化氢。