一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法及系统，所述方法包括以下步骤：将原料气进行压缩冷凝，增压至0.7MPaG

【技术实现步骤摘要】
一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种化工分离
，具体涉及一种从草甘膦生产工艺尾气中回收氯甲烷的方法及系统。

技术介绍

[0002]草甘膦是一种广谱灭生性除草剂，其生产过程会产生大量含有氯甲烷的尾气，直接排放会污染大气环境；同时氯甲烷也是一种化工溶剂和甲基化剂，是制备有机硅聚合物和其他氯代烃的主要原料。因此，从草甘膦尾气中回收氯甲烷具有重要的经济和社会环境效益。
[0003]烷基酯法合成草甘膦副产尾气中，除大量氯甲烷外，还含有甲缩醛、甲醇、氯化氢、水分及空气等。目前，主要回收工艺是将尾气经洗涤、干燥后，通过压缩、冷凝(一般采用三级冷凝，其中三级冷凝温度
‑
35℃)回收液态氯甲烷。该过程回收率一般为85％
‑
95％，不凝气中仍含有7V％～10V％左右的氯甲烷，无法满足直接排放要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对以上问题的提出，而研究设计一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法及系统。本专利技术采用的技术手段如下：
[0005]一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，包括以下步骤：
[0006]S1：将原料气进行压缩冷凝，增压至0.7MPaG
‑
1.0MPaG，冷凝至不凝气中氯甲烷的浓度高于爆炸上限，进行气液分离，得到液态氯甲烷产品和不凝气；
[0007]S2：不凝气进入膜分离过程，控制膜分离过程的截留侧氯甲烷浓度低于爆炸下限，膜分离过程的渗透侧气体返回至压缩冷凝过程；
[0008]S3：膜分离过程的截留侧气体进入变压吸附过程，控制变压吸附过程的解吸气中氯甲烷的浓度高于爆炸上限。
[0009]进一步地，步骤S1中，冷凝至不凝气中氯甲烷的浓度为19V％以上；步骤S2中，控制膜分离过程的截留侧氯甲烷浓度为5V％以下；步骤S3中，变压吸附过程控制解吸气中氯甲烷的浓度为19V％以上。
[0010]进一步地，步骤S1中，冷凝至不低于
‑
8℃。
[0011]进一步地，步骤S2中，截留侧氯甲烷浓度控制通过控制膜的切割率实现，步骤S3中，使用分离系数为6以上的吸附剂。
[0012]进一步地，冷凝过程包括一级冷凝过程、复热过程和二级冷凝过程，气液分离过程的不凝气与一级冷凝过程的输出气在复热过程中进行热量交换，对不凝气进行复热，复热的不凝气进入膜分离过程。
[0013]一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收系统，用于实现本专利技术所述的草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，按物流方向依次包括压缩机、冷凝装置、气液分离器、膜分离器和变压吸附器，所述气液分离器的不凝气出口与膜分离器的入口相连，所述膜分离器的渗透侧出口与
压缩机的入口相连，所述膜分离器的截留侧出口与变压吸附器的入口相连，所述变压吸附器的解吸气出口与压缩机的入口相连，所述膜分离器包括对氯甲烷具有优先透过性能的分离膜。
[0014]进一步地，所述冷凝装置按物流方向依次包括一级冷凝器、复热器和二级冷凝器，所述气液分离器的不凝气出口与复热器的冷介质入口相连，所述复热器的冷介质出口与膜分离器的入口相连。
[0015]进一步地，所述一级冷凝器的介质为循环水，所述二级冷凝器的介质为
‑
15℃盐水。
[0016]进一步地，所述变压吸附器至少包括两个吸附塔，所述吸附塔交替进行吸附和解吸，所述吸附塔内设有分离系数为6以上的吸附剂。
[0017]与现有技术比较，本专利技术所述的一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法及系统具有以下优点：
[0018]1、回收过程安全性高，本专利技术中气体是在膜分离过程中经历氯甲烷气体的爆炸范围，将处于爆炸上限的气体分离成一股高于爆炸上限的渗透气，和一股低于爆炸下限的截留气。由于焦耳
‑
汤姆逊降温效应，气体温度降低，无额外的能量输入，分离过程本质安全可靠。其它分离过程，氯甲烷气体都处于爆炸范围以外，整个集成回收工艺安全可靠；
[0019]2、集成压缩冷凝、膜分离和变压吸附技术，高效实现氯甲烷回收率可达99.99％以上，净化气中氯甲烷含量低于20mg/m3，满足达标排放要求；
[0020]3、与现有压缩+三级冷凝(三级冷凝温度
‑
35℃)相比，采用普通的不低于
‑
15℃冷冻盐水/制冷剂作为冷源即可，无需
‑
35℃冷源，设备和管路采用普通的碳钢材料即可，显著降低设备、管路投资和能量消耗。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例所述的草甘膦尾气中氯甲烷的回收系统的示意图。
[0022]图2是不凝气中氯甲烷浓度达到19V％时，冷凝温度随压力的变化曲线图。
具体实施方式
[0023]一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，依次包括压缩冷凝过程、膜分离过程和变压吸附过程，包括以下步骤：压缩冷凝过程中，将所述草甘膦生产工艺尾气进行压缩冷凝，增压至0.7MPaG
‑
1.0MPaG，冷凝至不凝气中氯甲烷的浓度高于爆炸上限，进行气液分离，得到液态氯甲烷产品和不凝气；不凝气进入膜分离过程，控制膜分离过程的截留侧氯甲烷浓度低于爆炸下限，膜分离过程的渗透侧气体返回至压缩冷凝过程；膜分离过程的截留侧气体进入变压吸附过程，控制变压吸附过程的解吸气中氯甲烷的浓度高于爆炸上限。
[0024]氯甲烷是一种易燃易爆气体(爆炸极限为8.1V％～17.4V％)，控制氯甲烷浓度高于爆炸上限或低于爆炸下限，使整个集成回收工艺安全可靠。优选地，控制压缩冷凝过程冷凝至不凝气中氯甲烷的浓度为19V％以上。控制膜分离过程的截留侧氯甲烷浓度为5V％以下，变压吸附过程控制解吸气的浓度为19V％以上。压缩冷凝过程中，冷凝至不低于
‑
8℃。膜分离过程的截留侧氯甲烷浓度控制通过控制膜的切割率实现，变压吸附过程使用分离系数为6以上的吸附剂，通过控制富集浓度，使解吸气中的氯甲烷浓度高于爆炸上限。
[0025]在一优选实施例中，冷凝过程包括一级冷凝过程、复热过程和二级冷凝过程，气液分离过程的不凝气与一级冷凝过程的输出气在复热过程中进行热量交换，对不凝气进行复热，复热的不凝气进入膜分离过程，其中二级冷凝过程的冷凝温度不低于
‑
8℃。尾气经压缩机增压，再经由一级冷凝器、复热器、二级冷凝器将温度逐步降至二级冷凝温度后，进入气液分离器进行气液分离，得到液态氯甲烷产品，以及氯甲烷浓度高于爆炸上限的不凝气；不凝气与一级冷凝器输出气在复热器中进行热量交换，得到复热的不凝气，进入膜分离过程。
[0026]压缩冷凝过程中，二级冷凝温度越低，液化率越高，不凝气中氯甲烷浓度就越低。本专利技术中，可通过控制二级冷凝温度，使不凝气中的氯甲烷浓度高于爆炸上限。图2显示为不凝气中氯甲烷浓度达到19V％(高于爆炸上限)时，冷凝温度随压力的变化曲线。可见，在冷凝压力0.7MPaG～1.0MPaG范围内，只要冷凝温度不低于
‑
8℃，即可确保不凝气中氯甲烷浓度高于爆炸上限。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将原料气进行压缩冷凝，增压至0.7MPaG
‑
1.0MPaG，冷凝至不凝气中氯甲烷的浓度高于爆炸上限，进行气液分离，得到液态氯甲烷产品和不凝气；S2：不凝气进入膜分离过程，控制膜分离过程的截留侧氯甲烷浓度低于爆炸下限，膜分离过程的渗透侧气体返回至压缩冷凝过程；S3：膜分离过程的截留侧气体进入变压吸附过程，控制变压吸附过程的解吸气中氯甲烷的浓度高于爆炸上限。2.根据权利要求1所述的草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，其特征在于，步骤S1中，冷凝至不凝气中氯甲烷的浓度为19V％以上；步骤S2中，控制膜分离过程的截留侧氯甲烷浓度为5V％以下；步骤S3中，变压吸附过程控制解吸气中氯甲烷的浓度为19V％以上。3.根据权利要求2所述的草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，其特征在于，步骤S1中，冷凝至不低于
‑
8℃。4.根据权利要求3所述的草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，其特征在于，步骤S2中，截留侧氯甲烷浓度控制通过控制膜的切割率实现，步骤S3中使用分离系数为6以上的吸附剂。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的草甘膦尾气中氯甲烷的回收方法，其特征在于，冷凝过程包括一级冷凝过程、复热过程和二级冷凝过程，气液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璠，王颖，姜鹏，杨晓，邢巍巍，吴磊，周静，魏艳娟，刘宇，孟兆伟，杜国栋，
申请(专利权)人：大连欧科膜技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：