抗氧剂3114生产过程中废气的产生及治理分析
2014-12-11张绍卫河北冀都环保科技有限公司河北石家庄050021
张绍卫(河北冀都环保科技有限公司 河北 石家庄 050021)
王池(石家庄焦化集团有限责任公司 河北 石家庄 050031)
抗氧剂能阻碍塑料的氧化,降低塑料材料氧化速度,延缓老化现象,使塑料制品的寿命延长。三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯,俗称抗氧剂3114,属于氮杂环多酚抗氧剂,熔点达220℃,是国内熔点最高的抗氧剂产品,同时还具有一定的光稳定性。其在生产过程中会产生大量的有机废气,如不采取有效的治理措施,将会对环境造成污染。本文通过对抗氧剂3114的生产工艺进行分析找出了生产过程中的废气产生点,并针对废气产生情况提出相应的治理措施。
一、抗氧剂3114生产工艺
用氮气置换反应釜中的空气后,将原料氰尿酸、多聚甲醛,催化剂二丁胺和溶剂甲醇准确计量后加入反应釜,夹套内通入蒸汽升温至50℃,保温50℃常压下反应1小时。反应釜降温,加入2,6-二叔丁基苯酚,继续反应1小时。
反应完成后然后降温至30℃,用氮气将反应釜内物料压入结晶釜,降温到25℃由结晶釜放料至离心机进行离心分离,再加入甲醇进行洗涤后送入双锥干燥器真空干燥,烘干后得到成品包装入库。
离心母液送甲醇精馏塔进行精馏回收甲醇,可得到98%的甲醇,回收得到的甲醇可作为溶剂循环使用,塔底可得到副产品低值抗氧剂。
二、废气产生点位分析
1.反应釜
抗氧剂3114的合成在合成反应釜内进行,反应过程中需要加入易挥发的甲醇作为溶剂,由于反应釜温度较高,甲醇溶剂挥发,为保持釜内压力稳定,需将挥发的甲醇引出冷凝后返回反应釜内。在冷凝过程中产生含甲醇的废气。
2.结晶釜
抗氧剂3114合成后使用氮气将其压入结晶釜,结晶后放料至离心机,在放气和放料过程中有甲醇挥发出来。
3.离心机
抗氧剂3114在离心机的高速旋转下液固分离,若离心机为开口式,会有大量甲醇挥发,若为密闭式,在进出料时有少量甲醇挥发。
4.双锥干燥器
抗氧剂3114在双锥干燥器内进行干燥,溶剂甲醇会随温度的升高逸出。
5.甲醇精馏塔
离心母液送甲醇精馏塔进行精馏回收甲醇,经塔顶冷凝器冷凝后得到98%的甲醇,冷凝过程中产生甲醇废气。
三、废气治理措施分析
由于生产车间内甲醇废气产生点较分散,提出将各产生点产生的甲醇废气使用管道收集,集中处理的方式进行治理。
甲醇废气常用的治理措施有燃烧法、催化燃烧法、吸附法、吸收法、冷凝法等,对于不同的废气产生情况采用不同的废气治理方法,具体见表1。
表1 甲醇废气治理方法
根据甲醇与水互溶的特性,提出使用吸收法对甲醇废气进行治理。
采用水喷淋吸收塔处理甲醇废气,含甲醇废气通过风机从喷淋吸收塔底部吹入,塔顶由分配母管和喷嘴组成的网状系统向下喷出雾状水,使废气中的甲醇与雾状水充分接触,达到吸收甲醇的目的,喷淋水可循环使用。吸收甲醇后的喷淋水送甲醇精馏塔进行精馏回收甲醇。
采取上述措施有效去除废气中的甲醇,废气排放达到相关排放标准。
结论
通过对抗氧剂3114生产过程中废气的产生情况进行分析,提出了相应的治理措施,经治理后可有效降低甲醇的排放,减轻对环境的污染。
[1]开小明,王长明,邱晓生,郑学根,徐志兵。《抗氧剂3114合成反应热力学和动力学的研究》,《安徽化工》2003年06期.
[2]尹振晏,李艳云。《常压法合成三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯(抗氧剂3114)》,《化学世界》2010年03期.