[发明专利]使用吸附冷凝法的溶剂回收系统

说明书

本发明涉及气态混合物中高沸点气态化合物例如常态为液态的汽化的化合物的回收，尤其涉及溶剂—惰性载气混合物中通过将气体混合物中的溶剂冷凝而实现的汽化溶剂的回收。

许多工艺及生产过程会导致生成一种产品气流或副产品气流，该气流含有一种汽化的常态为液态的化合物，即在正常状态下呈液态的化合物。例如，在使涂覆在如汽车、家用器具等类似物品的表面及物体上的溶于有机溶剂中的树脂涂层固化时，通常要在炉中烘烤树脂涂层，由此使涂料混合物中的溶剂蒸发，并使无溶剂的树脂涂料固化。在烘干的过程中，汽化的溶剂一般借助于一种对溶剂惰性的载气离开干燥炉，以防止易爆易燃气体混合物的形成或将其形成的可能性降至最低。

通常需要从上述气体混合物中回收高沸点的气体成分。例如在有些情况下这种高沸点的气体可能具有经济价值以致使其回收变得相当重要。在另一些情况下，这种高沸点的气体可能对环境危险或有害因而不能排放到大气中。不同的方法已被用来实现从气体混合物中回收高沸点的气体成分。典型的方法包括冷凝法，吸附法及薄膜分离法。冷凝法由于其简便易行及效率高而被优先采用。

冷凝分离包括将载有高沸点气体的气流冷却至远低于其露点的温度，使高沸点蒸汽冷凝成液态。然后将所述液化气体从系统中排出。美国专利US4122684,4188793,4237700,4444016和4545134公开了冷凝处于蒸汽状态的高沸点气体的各种工艺方法。

冷凝法适用于回收高沸点气态化合物。包含这些化合物的气体混合物可被冷却到一个足够低的温度，由此从气流中除去足够多的高沸点气体，使废气流在符合为排放至大气的气体而规定的严格的环境标准的同时，高沸点气体化合物不会冻结在气体混合物在其中冷却的冷凝器的表面。然而，当气流中含有其凝固温度等于或高于热交换器所必须的操作温度的杂质例如水蒸汽和/或二氧化碳时，就难以成功地用单个冷凝器来冷凝高沸点气体，这是因为冷凝器将最终被冻结的杂质所堵塞，必须停止工作直至冻结的杂质从冷凝器中被去除。

美国授予沃森等人的专利US4188793公开了一种从气体混合物中去除例如水和二氧化碳杂质的方法(也需在气体混合物中将氯乙烯分离出来)，该方法借助于使进气混合物经过热交换器而使其中的杂质被冷冻。可使用交替工作的若干个逆向热交换器，这样当杂质在其中一个热交换器中正被冻结时，另一热交换器中已冻结的杂质正在被融化。该专利同时公开了使用液氮作为冷冻剂，通过冷凝从干燥的蒸汽中去除氯乙烯的方法。在冷凝过程中被汽化并加温的氮气随后用于融化冻结的杂质。

在将气流输入溶剂冷凝器前，先使它通过吸附剂以去除其中的潮气及其它可冷凝杂质，此方法也已为人们所共知。所用吸附剂可采用常规方法将由外源获得的加热气体例如干燥的氮气或空气通入吸附器而再生。从冷凝器中流出的去除了溶剂的废气通常被循环到气流源中作为一种惰性载气再次使用。当由于泄漏或化学反应而导致气流中含有进入系统的不可凝杂质例如氧气或一氧化碳时，在气流中就可能积累这些不合乎需要的组分。因此将冷凝器废气再次作为载气使用并不都是可行的，而必须使用新鲜的惰性载气。这就降低了回收系统的工作效率。

人们一直在寻找一种用来从气流中回收高沸点气体的改进的系统，所述气流中还附加含有不能容许在系统中积累的不可凝气态杂质。更确切地说，需要改进现有设备，使它能更加经济有效且费用低廉地进行操作。本发明提供了具备这些优点的改进系统。

根据本发明的一个目的，提供了一种从含有混合物的气体源中回收一种或多种可凝蒸汽的改进方法，所述混合物由可凝蒸汽，一种惰性载气，一种或多种易冻结的气态杂质，例如水蒸汽和二氧化碳，及一种或多种不可凝气态杂质所组成。首先采用变温吸附法(TSA)将易冻结的杂质从气流中去除，然后分一步或几步冷却已去除了易冻结杂质的气流，从而使气流中所有的可凝蒸汽都基本上冷凝出来。现在离开冷凝器的惰性气流实际上是由惰性载气和一种或多种不可凝气态杂质所组成，它被用来从吸附区中清除被吸附的易冻结杂质。作为冲洗气体离开了系统的含有杂质的惰性气体被基本上纯净的惰性气体所取代，因而实质上使气体源的压力维持为恒定值。液化的可凝蒸汽在整个过程中连续从冷凝器中被排出。