萘法苯酐装置尾气治理工程示范

2020-07-18李俊华苗伟涛

河南化工 2020年6期

姚宁 , 李俊华 , 苗伟涛 , 王聪

(河南庆安化工高科技股份有限公司，河南郑州 451150)

邻苯二甲酸酐，简称苯酐，是一种重要的有机化工原料。广泛用于化工、医药、涂料、农业、电子、精细化工等领域，主要用于制造塑料增塑剂、醇酸树脂、不饱和树脂、染料及某些医药和农药[1]。苯酐生产工艺分为工业萘法和邻二甲苯法。近年由于邻二甲苯与工业萘有较大的价格差价，使得工业萘法制苯酐的竞争力大大提升，尤其是以固定床工业萘法制苯酐占主导地位。萘法制苯酐尾气成分复杂，含有少量苯酐、顺酐、萘醌和微量未转化的萘等有机化合物和CO，如直接排放将对环境造成严重破坏[2]。在新标准的要求下，急需治理达标排放，萘法制苯酐尾气处理也越来越受到重视[3]。我公司与天津市华邦科技发展有限公司签订技术协议，针对工业萘法制苯酐，建设一套苯酐尾气催化氧化处理装置。能除去有害有味的物质，使排放尾气达到大气排放标准。

1 苯酐尾气治理工艺介绍

苯酐尾气治理工艺主要采用洗涤吸收法、蓄热焚烧法和催化氧化法三种方法，本文采用催化氧化法。

20世纪40年代末国外已出现催化氧化法处理有机废气，一经投入使用便受到企业的好评。随着催化氧化技术的持续研究及发展，系统中使用的催化剂已从处理单组分发展到同时处理多组分，涵盖不同行业的有机物[4]。随着国内环保标准要求的不断提升，有机尾气处理领域的竞争日趋激烈，使苯酐尾气催化氧化技术产生了新的生机[5]。

催化氧化法治理萘法苯酐尾气，系统运作正常时不需要消耗任何燃料[6]。尾气进入预热器，经换热器换热后进入催化氧化反应器，净化后的尾气经换热器降温后进行达标排放。催化氧化工艺流程简图如图1所示。催化氧化法具有蓄热焚烧法的优点外，还具有系统无须频繁切换操作、稳定性高、降低尾气反应温度等。缺点是工艺安全措施低、催化剂成本高。总之，从环保优势看，现阶段催化氧化成为成熟可靠的尾气处理技术。

图1 催化氧化工艺流程简图

2 工业萘法苯酐尾气催化氧化技术方案

2.1 设计工况

表1 设计要求

表2 催化剂技术要求

2.2 工艺流程

工艺主流程图见图2。

图2 萘法苯酐尾气催化处理主流程图

热熔箱出来的75～80 ℃苯酐尾气首先进入尾气预热器，该预热器在低负荷时通过0.6 MPa低压蒸汽对尾气进行预热。负荷达到65 g/Nm3后仅需通入0.2 t/h蒸汽对尾气系统进行保温，然后经热交换器与催化处理后的高温尾气进行热交换，温度提升至300 ℃进入反应器，在催化剂的作用下，苯酐尾气中的有机物进行充分反应，转化为CO2和H2O等物质，反应器出口温度上升到420 ℃左右，此高温气体经热交换器与预热后的尾气进行热交换，降温至220 ℃后经四通到气体分布器进入尾气洗涤塔进行排放。

装置在开车时，为保证反应器进口温度达到反应要求，需启用电加热器和预热器。刚开车时，电加热器用来加热开工风机送入反应器的空气，加热后的空气进入催化氧化反应器来提高催化剂温度，当进口温度超过300 ℃逐步加大尾气量，关空气。当尾气进入系统时，投用预热器，使用0.6 MPa饱和蒸汽对尾气进行加热。通过预热器和电加热器的加热，保持催化剂床层进口气体温度在所需的温度范围内。当进料浓度达到一定值，满足热量需求后，可停用尾气预热器和电加热器。

萘法苯酐尾气催化氧化处理系统，采用特殊设计的四通道气体分布器，操作时不会造成苯酐氧化系统压力和风量的波动，能够确保氧化装置的安全生产，避免氧化装置停车；在氧化装置正常稳定运行状态下，尾气全部进催化氧化装置；满足苯酐装置各种生产负荷要求，能够完全处理生产过程中的尾气，并将尾气中98%以上的VOC转化为CO2和H2O。