【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及尾气净化领域，具体涉及一种铜酞菁合成尾气治理方法及系统
技术介绍
1、铜酞菁是一种用途广泛的有机材料中间体。由于酞菁铜分子具有大的共轭结构，使其具有优异的耐热性、耐候性、耐酸碱性、耐化学品和有机溶剂等性能，目前大量用于有机颜料酞菁蓝、酞菁绿以及酞菁染料的生产。同时由于酞菁铜具有导电性、光电导性、气敏性、电致发光性、光存储性、催化活性和仿生性等特性，目前正发展成为一种多功能材料，在工业和日常生活中将得到更加广泛的应用。
2、由于原材料的易得性和成本优势，目前酞菁铜生产的主流方法为：以苯酐、尿素、氯化亚铜、钼酸铵为原料，在烷基苯溶剂中反应，得到β型铜酞菁。铜酞菁合成过程中会产生大量二氧化碳和氨气从反应系统排出，同时会夹带部分有机溶剂，尾气必须进行有效治理才能符合挥发性有机物(vocs)排放要求，以及达到资源的有效回收利用的目的。
3、由于原材料的易得性和成本优势，目前铜酞菁生产的主流方法为：以苯酐、尿素、氯化亚铜、钼酸铵为原料，在烷基苯溶剂中反应，得到β型铜酞菁。反应机理如下：
4、首先，尿素在催化剂作用下生成异氰酸和氨气：
5、h2nconh2———nh＝c＝o+nh3↑
6、接着，苯酐与氨气反应生成邻苯二甲酰亚胺：
7、c8h4o3+nh3———c8h5no2+h2o
8、邻苯二甲酰亚胺进一步与异氰酸反应生成酞菁素
9、c8h5no2+2hn＝c＝o———c8h7n3+2co2↑
10、四个酞菁素在催化剂作用
11、4c8h7n3+cucl(nh4)2moo4 c32h16cun8+4nh3↑
12、总方程式：
13、4c8h4o3+8h2nconh2+cucl(nh4)2moo4 c32h16cun8+8co2↑+8nh3↑+4h2o
14、根据上述反应机理可知，铜酞菁合成过程中会产生大量二氧化碳和氨气从反应系统排出，同时会夹带部分有机溶剂，尾气必须进行有效治理才能符合挥发性有机物(vocs)排放要求，以及达到资源的有效回收利用的目的。现有的铜酞菁合成尾气治理方法主要有两种，方法一为利用硫酸溶液作为吸收剂，经多级吸收，最终尾气中的氨气转化为硫酸铵进入水相形成硫酸铵溶液，溶剂同时进入水相，经静置分层回收上层溶剂，下层硫酸铵溶液进行mvr浓缩干燥得到硫酸铵固体，作为氮肥加以利用，尾气中的二氧化碳气体排入大气。方法二为以铜酞菁颜料化过程中产生的废硫酸溶液为吸收剂进行多级吸收，尾气中的氨气转化为硫酸铵进入水相形成硫酸铵溶液，绝大部分溶剂同时进入水相。尾气进一步经树脂吸附回收微量溶剂，最终二氧化碳气体全部排入大气。水相经油水分离回收上层溶剂，下层硫酸铵溶液经生石灰乳调节ph值，过滤后得到氢氧化钙和硫酸钙混合物，该混合物再用于中和废硫酸后得到硫酸钙潮品。向滤液中添加碳酸钠，利用碳酸钙比硫酸钙在水中的溶解度更小的特点脱钙，再次进行固液分离，所得碳酸钙固体用于中和废硫酸，滤液进入汽提塔，汽提脱出的氨气经低温水循环吸收后得到质量百分比浓度20％左右的氨水副产品，该副产品可用于电厂、水泥厂烟气脱硝。
15、目前，两种方法存在的不足为：第一，二氧化碳直接排入大气，造成资源浪费。在第二种治理方法中还需要利用碳酸钠的碳酸根离子去除水中的钙离子，避免后续工序处理过程中结垢带来处理能力下降和因结垢带来受热不均引起安全风险。但脱钙得到的碳酸钙再用于废酸中和，碳酸根又被转化为二氧化碳排入大气。第二，能源消耗大。第一种方法路线需要消耗大量能源用于硫酸铵溶液的蒸馏浓缩来得到硫酸铵固体，第二种方法需要消耗大量能源来汽提得到质量百分比浓度20％左右的氨水，两种方法能耗大；第三，第二种方法所产生的的硫酸钙渣存在品质问题，只能作为水泥添加剂使用，这样就会存在销售半径的问题，工厂附近又有水泥厂就近消化，否则第二种方法无法实施。
技术实现思路
1、目前现有铜酞菁合成尾气治理方法中存在的问题为二氧化碳和挥发性有机物(vocs)直接排入大气，造成资源浪费，治理方法能源消耗大，并且治理方法所产生的硫酸钙渣存在品质问题，只能作为水泥添加剂使用，存在销售半径问题。
2、针对以上问题，本专利技术提出了一种铜酞菁合成尾气治理方法及系统，确保尾气和挥发性有机化合物(vocs)达到近零排放的目标，具体来说，本专利技术提出了如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种铜酞菁合成尾气治理方法，该方法包括以下步骤：
4、s1，铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水；
5、s2，将s1中分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入二氧化碳吸收塔，二氧化碳与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从二氧化碳吸收塔顶部排出；
6、s3，将s2中的排出的氨气和挥发性有机溶剂通入树脂吸附系统，挥发性有机溶剂被树脂吸附系统截留，氨气从树脂吸附系统排出；
7、s4，将排出的氨气通入氨气吸收塔，得到氨水。
8、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s1中，分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
9、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s2中，喷入塔内的石灰乳质量百分比浓度为10～20％。
10、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s2中，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
11、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s3中，所用树脂的孔径为优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g，可选的，所用树脂的比表面积大于1200m2/g。
12、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s3中，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力为0.04-0.1mpa，更优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
13、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
14、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s4中，氨水的质量百分比浓度为15-25％。
15、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，通过溶剂回收，可使吨产品有机溶剂消耗降低52-68％。
16、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s2中反应生成的碳酸钙进一步制备轻钙或纳米碳酸钙。
17、第二方面，本专利技术提供了一种铜酞菁合成尾气治理系统，包括依次连接的多级旋风分离器、二氧化碳吸收塔、树脂吸附系统和氨气吸收塔。
18、优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述的多级旋风分离器将铜本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜酞菁合成尾气治理方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S1中，分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
3.根据权利要求1或2所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中，喷入塔内的石灰乳质量百分比浓度为10～20％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S3中，所用树脂的孔径为优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。
6.根据权利要求1-5任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S3中，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力0.04-0.1Mpa，进一步优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
7.根据权利要求6所述的铜酞菁合成尾气治理方法，解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相
8.根据权利要求1-7任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S4中，氨水的质量百分比浓度为15～25％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，通过溶剂回收，可使有机溶剂排放浓度小于8-10mg/m3；优选的，可使吨产品有机溶剂消耗降低52-68％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中反应生成的碳酸钙进一步制备轻钙或纳米碳酸钙。
11.一种铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，包括依次连接的多级旋风分离器、二氧化碳吸收塔、树脂吸附系统和氨气吸收塔。
12.根据权利要求11所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述的多级旋风分离器将铜酞菁合成过程中产生的尾气分离为液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水。
13.根据权利要求12所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收塔使分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从二氧化碳吸收塔顶部排出，优选的，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
14.根据权利要求13所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述树脂吸附系统使二氧化碳吸收塔排出的挥发性有机溶剂被截留，氨气从树脂吸附系统排出，优选的，所用树脂的孔径为进一步优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。
15.根据权利要求14所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述的氨气吸收塔将树脂吸附系统排出的氨气合成为氨水，优选的，氨水的质量百分比浓度为15～25％。
16.根据权利要求14所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力0.04-0.1Mpa，进一步优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
17.根据权利要求11所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述多级旋风分离器同时与油水分离器连接，多级旋风分离器分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
18.根据权利要求11所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述树脂吸附系统同时与油水分离器连接，树脂吸附饱和后的解析液通入油水分离器接，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
19.一种权利要求11-18任一项所述的铜酞菁合成尾气治理系统在铜酞菁合成尾气治理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种铜酞菁合成尾气治理方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s1中，分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
3.根据权利要求1或2所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s2中，喷入塔内的石灰乳质量百分比浓度为10～20％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s2中，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s3中，所用树脂的孔径为优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。
6.根据权利要求1-5任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s3中，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力0.04-0.1mpa，进一步优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
7.根据权利要求6所述的铜酞菁合成尾气治理方法，解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
8.根据权利要求1-7任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s4中，氨水的质量百分比浓度为15～25％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，通过溶剂回收，可使有机溶剂排放浓度小于8-10mg/m3；优选的，可使吨产品有机溶剂消耗降低52-68％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，s2中反应生成的碳酸钙进一步制备轻钙或纳米碳酸钙。
11.一种铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，包括依次连接的多级旋风分离器、二氧化碳吸收塔、树脂吸附系统和氨气吸收塔。
12.根据权利要求11所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷守华，汪国建，刘邦坤，孙露，后其云，
申请(专利权)人：安徽申兰华色材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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