本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢氣的回收凈化技術(shù)，尤其涉及一種利用膜分離技術(shù)回收凈化pta生產(chǎn)中產(chǎn)生的尾氣的技術(shù)。
背景技術(shù)：
pta(精對(duì)苯二甲酸)是生產(chǎn)pet(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚酯)的生產(chǎn)原料。在pta生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)后氧化反應(yīng)器出來(lái)的氣體(主要為氮?dú)?中含有不少有機(jī)物。從有機(jī)蒸汽含量來(lái)看，有機(jī)蒸汽主要為醋酸甲酯和醋酸蒸汽，脫除醋酸甲酯和醋酸有機(jī)蒸汽的方法可以選擇吸附法、催化燃燒法、膜分離法。但是吸附法還需脫附裝置和吸收劑的再生，成本高。催化燃燒法是一種破壞性方法，通過(guò)把有機(jī)氣體燒掉的方式進(jìn)行脫除，由于采用貴金屬鉑，操作費(fèi)用高。膜分離法通過(guò)氣體在膜中的擴(kuò)散系數(shù)和溶解度系數(shù)不同(對(duì)于有機(jī)氣體的分離，是利用它們的溶解度不同)進(jìn)行分離，不存在相變過(guò)程，而且可以利用物料本身的壓力，不需要額外的加壓，能耗低。膜分離法安裝方便，占地面積小，操作彈性大，工藝過(guò)程屬于“綠色”工藝，不存在污染。因此相比較而言，膜分離法具有很大的優(yōu)勢(shì)。
上述pta尾氣通過(guò)膜分離法回收其中的醋酸甲酯和醋酸蒸汽后，氮?dú)饪梢匝h(huán)利用，不僅可以變廢為寶，節(jié)能降耗；而且還可以環(huán)境保護(hù)，減少污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)精對(duì)苯二甲酸（pta）生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣中含有微量醋酸甲酯和醋酸蒸汽的特點(diǎn)，提出一種能夠有效、環(huán)保地脫除尾氣中微量的醋酸甲酯和醋酸蒸汽并能夠回收氮?dú)獾膬艋厥占夹g(shù)。
一種膜分離技術(shù)在pta生產(chǎn)中尾氣的凈化回收技術(shù)，主要由原料氣供給、膜分離和色譜在線分析三部分構(gòu)成。所述的膜分離器是自制的膜組件，主要通過(guò)控制自制膜組件的分離效果和膜組件兩側(cè)的壓力進(jìn)行分離，膜組件的制備過(guò)程步驟如下：
第一步，將挑選完好的中空纖維絲浸于去離子水中2～3天，取出用去離子水沖洗干凈，以除去灰塵和甘油等雜質(zhì)，自然風(fēng)干。把中空纖維絲置于干燥箱中，80~120℃熱處理10~30分鐘。按二甲基硅橡膠（pdms）∶正硅酸乙酯∶二丁基二月桂酸錫＝6∶3∶1的質(zhì)量比例溶于正己烷中配好制膜液，聚二甲基硅氧烷（pdms）的濃度范圍為2wt%~14wt%，將表面濕潤(rùn)的中空纖維絲浸入制膜液中涂膜，3分鐘后取出自然風(fēng)干，然后再將中空纖維絲浸入制膜液中3~5分鐘，再取出自然風(fēng)干，如此共涂膜2~6次。將涂好膜的中空纖維絲置于空氣中自然風(fēng)干、交聯(lián)2～3天。
第二步，將交聯(lián)好的中空纖維絲放入特制的不銹鋼管中，鋼管兩端用環(huán)氧樹(shù)脂封嚴(yán)，當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂固化后把長(zhǎng)出的中空纖維絲削掉，便制成膜組件。
所述自制的膜組件的分離膜材料優(yōu)選聚二甲基硅氧烷(pdms)，中空纖維絲（支撐材料）為聚偏氟乙烯（pvdf）或聚乙烯亞胺(pei)，進(jìn)一步優(yōu)選聚偏氟乙烯（pvdf）。
所述自制的膜組件的制備過(guò)程中的關(guān)鍵步驟是熱處理溫度和時(shí)間，制膜液的濃度，涂膜的次數(shù)。
所述自制的膜組件使用環(huán)氧樹(shù)脂封嚴(yán)，使得醋酸甲酯和醋酸蒸汽只能從制得的中空纖維復(fù)合膜的膜孔通過(guò)。
所述的自制膜組件兩側(cè)的壓力由于醋酸甲酯和醋酸在常溫下不是氣態(tài)需是負(fù)壓，該壓力可通過(guò)滲透?jìng)?cè)常壓、滲透?jìng)?cè)吹掃和滲透?jìng)?cè)抽真空三種方式進(jìn)行控制。進(jìn)一步優(yōu)選的方式是滲透?jìng)?cè)抽真空。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明主要通過(guò)膜分離技術(shù)脫除精對(duì)苯二甲酸（pta）生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣中含有的微量醋酸甲酯和醋酸蒸汽并回收氮?dú)?，該技術(shù)具有分離效果高、操作方便、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。將含有摩爾百分率0.80%醋酸甲酯和0.20%醋酸的氮?dú)饨?jīng)過(guò)自制的pdms/pvdf中空纖維復(fù)合膜組件的分離，原料氣中醋酸甲酯和醋酸蒸汽的脫除率分別為90%和95%以上，氮?dú)鈫纬袒厥章?0%以上，處理后的尾氣中醋酸甲酯和醋酸蒸汽含量分別為0.08%和0%，切割率為0.1，單位膜面積處理量為5.8nm3/(m2.h)。因此，可以大大地減少工業(yè)中有機(jī)蒸汽的排放，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明有機(jī)蒸汽分離工藝流程圖；
圖中：1-氮?dú)怃撈浚?-氮?dú)鉁p壓閥；3、7、16-質(zhì)量流量控制計(jì)；4、5、17、19、22、23、25-控制閥門(mén)；6、8-單向閥；9-壓力表；10-醋酸蒸汽發(fā)生罐；11-d08-3d/zm型流量顯示儀；12-混合罐；13、14-汽液分離器；15-醋酸甲酯蒸汽發(fā)生罐；18-膜組件；20-緩沖瓶；21-真空泵；24-氣相色譜儀。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步公開(kāi)而不是限制本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明所涉及的工藝流程：
1）來(lái)自鋼瓶1的氮?dú)饨?jīng)過(guò)減壓閥2、質(zhì)量流量計(jì)3和7分別進(jìn)入醋酸蒸汽發(fā)生罐10、15；
2）攜帶了有機(jī)蒸汽（醋酸或醋酸甲酯蒸汽）的氮?dú)饨?jīng)過(guò)汽液分離器13、14分離出液滴后和另一股來(lái)自鋼瓶1的氮?dú)膺M(jìn)入混合罐12混合均勻形成原料氣；
3）原料氣經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量計(jì)16進(jìn)入膜組件18進(jìn)行分離；
4）膜的滲透?jìng)?cè)采用真空泵21抽真空，保持所需的真空度。
本發(fā)明的工藝條件為，原料汽中醋酸甲酯的摩爾百分率為0.80%，醋酸的摩爾百分率為0.20%，操作溫度為293.15~323.15℃，自制的pdms/pvdf中空纖維復(fù)合膜組件兩側(cè)的壓差通過(guò)滲透?jìng)?cè)抽真空得到，壓差為0.005~0.02mpa；
實(shí)施例1
原料氣處理量為200ml/min，操作溫度為313.15k，原料氣壓力100kpa，滲透?jìng)?cè)壓力5kpa，逆流操作的條件下，此時(shí)廢氣中醋酸甲酯和醋酸蒸汽的脫除率分別為98.8%和99.6%，尾氣醋酸甲酯和醋酸蒸汽含量分別為0.005%和0%，切割率為0.28。該自制的pdms/pvdf中空纖維復(fù)合膜組件的醋酸甲酯/氮?dú)夥蛛x系數(shù)為7.2，醋酸/氮?dú)夥蛛x系數(shù)為7.0。
實(shí)施例2
原料氣流量為420ml/min，操作溫度為313.15k，原料氣壓力100kpa，滲透?jìng)?cè)壓力5kpa，逆流操作的條件下，此時(shí)廢氣中醋酸甲酯和醋酸蒸汽的脫除率分別為97.6%和97.2%，尾氣醋酸甲酯和醋酸蒸汽含量分別為0.075%和0%，切割率為0.14。該自制的pdms/pvdf中空纖維復(fù)合膜組件的醋酸甲酯/氮?dú)夥蛛x系數(shù)為14.0，醋酸/氮?dú)夥蛛x系數(shù)為15.4。
實(shí)施例3
原料氣流量為530ml/min，操作溫度為313.15k，原料氣壓力100kpa，滲透?jìng)?cè)壓力5kpa，逆流操作的條件下，此時(shí)廢氣中醋酸甲酯和醋酸蒸汽的脫除率分別為96.4%和86.6%，尾氣醋酸甲酯和醋酸蒸汽含量分別為0.135%和0%，切割率為0.10。該自制的pdms/pvdf中空纖維復(fù)合膜組件的醋酸甲酯/氮?dú)夥蛛x系數(shù)為16.2，醋酸/氮?dú)夥蛛x系數(shù)為19.4。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。