一种从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法与流程

专利检索2025-07-15  5


本发明属于分离纯化,具体涉及一种一种从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法。


背景技术:

1、异丙醇为无色透明液体,易燃,有似乙醇和丙配混合物的气味,溶于水、酶、醚、苯、氯们等多数有机溶剂。异丙醇具有特殊的香气,是含在水果、蔬菜、乳制品和酒类等食品中的天然成分之一,主要用于油墨、农药、合成树脂,也可作为电子工业清洗剂、汽车防冻液、消毒剂、洗涤用品等。除此之外,异丙醇还是一种重要的有机合成原材料,广泛应用于化妆品、油漆等领域中。异丙醇作为一种广泛应用于医药、化工等行业的有机化合物,在生产和使用异丙醇的过程中接触高浓度异丙醇蒸汽会对人体产生刺激性,口服和吸入可致恶心、呕吐、昏迷甚至死亡,并且会造成环境污染。在我国现在越来越重视生态环境的状况下,已然成为了环境检测中的一项重要指标,因此,将异丙醇处理到300ppm(百万分之一摩尔,下同)以下再将废气排出,更有利于环境保护。

2、目前工业上处理废气中的异丙醇主要有喷淋+生物吸收法等。生物吸收法是将排放的废气先进行喷淋处理再流经填料,被表面的微生物(活性污泥)所吸收。其优点在于生化处理的模式更加环保无污染,对于环境更加友好。生物吸收法的缺点是沉淀池的处理量低,不适合大气体通量的处理。而超重力吸收法通过超重力旋转床进行吸收,其优点是能够强化气液两相传质过程、减小设备体积、提高单元过程效率等。缺点是超重力吸收法的能耗高,难以实现工业化发展,且助溶剂种类单一,吸收效果只有一定的提高。现在主流的溶剂吸收法可以采用三甘醇进行干燥,其优点在于三甘醇采购价格便宜,工艺流程十分成熟。该流程缺点主要由于三甘醇在高于204℃时就会发生分解,所以溶剂回收塔的塔釜温度需要进行严格控制,这增大了塔的操作难度,且在生产过程中三甘醇由于挥发性损失很多,不仅增加溶剂成本,还会对环境造成污染。

3、为了克服上述问题,本发明提供了一种使用低共熔溶剂捕集废气中的异丙醇同时脱水的新工艺,能有效减低净化气中异丙醇和水分的含量,并实现异丙醇的回收再利用。


技术实现思路

1、基于上述目的,本发明提供了一种使用低共熔溶剂从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,包括以下步骤:

2、(1)富含异丙醇和水的工业废气以1070-1500kg/h的流量从吸收塔塔底进入,温度为15-25℃的吸收剂从吸收塔塔顶以500-1000kg/h进入,工业废气与循环吸收剂逆流接触,异丙醇和水被吸收剂吸收,净化气从塔顶排出;吸收塔内压力为1bar;

3、(2)富含异丙醇的吸收剂从吸收塔塔底排出,吸收塔塔底温度为30-50℃;将富含异丙醇的吸收剂加热至100-120℃后进入闪蒸罐,闪蒸罐内温度为80~100℃,闪蒸罐内压力为0.1~0.5kpa,异丙醇和少量水分被闪蒸分离后从罐顶采出;吸收剂从罐底排出,经降温后循环至吸收塔塔顶;

4、所述吸收剂由季铵盐和氢键供体化合物组成,所述氢键供体化合物为酰胺、羧酸和多元醇中的一种或两种。

5、优选地,所述季铵盐为四乙基氯化铵,所述多元醇为三乙二醇。

6、优选地,所述季铵盐和氢键供体化合物的摩尔比为1:2。

7、优选地,所述理论塔板数为4-6块。

8、优选地,所述工业废气中异丙醇的质量分数为4.0%-8.0%,水的质量分数为1.0%-2.0%。

9、优选地,步骤(2)中,吸收塔塔底排出的富含异丙醇的吸收剂先经过系统物流间换热器加热,再经过加热器加热至100-120℃后进入闪蒸罐。

10、优选地,步骤(2)中,从闪蒸罐罐底排出的吸收剂经系统物流间换热器冷却,再经过冷却器冷却至15-25℃后循环至吸收塔塔顶。

11、优选地,进入吸收塔塔顶的吸收剂的温度为25℃,流量为500kg/h。

12、优选地,进入吸收塔塔底的工业废气的流量为1070kg/h。

13、优选地,步骤(2)中,富含异丙醇的吸收剂加热至100℃后进入闪蒸罐,闪蒸罐内温度为80℃,闪蒸罐内压力为0.1kpa。

14、与现有技术相比,本发明具有以下优点:

15、(1)本发明采用季铵盐和氢键供体化合物组成低共熔溶剂,其凝固点显著低于各个组分纯物质的熔点,流程中使用的低共熔溶剂几乎不挥发,成本低,易合成,吸收效果好,环境友好无污染,实现了异丙醇的捕集并同时脱水,同时具备经济效益和环境效益,更加的经济适用,更能工业化应用。

16、(2)通过本发明提供的方法可以有效降低净化气中异丙醇的含量,异丙醇的含量低至低于300ppm,同时随后富含异丙醇和水的吸收剂经由闪蒸罐脱除异丙醇和水等杂质然后进入系统物流间换热器,冷却器,进一步降低异丙醇的回收温度,期间溶剂损失和能耗与其他处理废气中的异丙醇工艺相比大幅度降低。

17、(3)当采用四乙基氯化铵和三乙二醇成低共熔溶剂时,与普通有机物吸收剂相比,该吸收剂不挥发,无污染,符合绿色化学的原则;与离子液体吸收剂相比,该溶剂合成成本低、可以大幅度节省原料成本;与氯化胆碱和丙三醇、氯化胆碱和尿素等其他低共熔溶剂相比,该溶剂常温下的熔点和粘度都要低得多,并通过热力学模型的计算,发现对异丙醇和水同时具有良好的吸收效果;。



技术特征:

1.一种从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,所述季铵盐为四乙基氯化铵,所述多元醇为三乙二醇。

3.根据权利要求3所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,所述季铵盐和氢键供体化合物的摩尔比为1:2。

4.根据权利要求1所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,所述理论塔板数为4-6块。

5.根据权利要求1所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,所述工业废气中异丙醇的质量分数为4.0%-8.0%,水的质量分数为1.0%-2.0%。

6.根据权利要求1-5任一所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,步骤(2)中,吸收塔塔底排出的富含异丙醇的吸收剂先经过系统物流间换热器加热,再经过加热器加热至100-120℃后进入闪蒸罐。

7.根据权利要求6所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,步骤(2)中,从闪蒸罐罐底排出的吸收剂经系统物流间换热器冷却,再经过冷却器冷却至15-25℃后循环至吸收塔塔顶。

8.根据权利要求7所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,进入吸收塔塔顶的吸收剂的温度为25℃,流量为500kg/h。

9.根据权利要求7所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,进入吸收塔塔底的工业废气的流量为1070kg/h。

10.根据权利要求7所述的从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,其特征在于,步骤(2)中,富含异丙醇的吸收剂加热至100℃后进入闪蒸罐,闪蒸罐内温度为80℃,闪蒸罐内压力为0.1kpa。


技术总结
本发明共公开了一种从工业废气中捕集异丙醇并脱水的方法,属于分离纯化技术领域,包括以下步骤:富含异丙醇和水的工业废气以1070‑1500kg/h的流量从吸收塔塔底进入,温度为15‑25℃的吸收剂从吸收塔塔顶以500‑1000kg/h的流量进入,工业废气与循环吸收剂逆流接触,异丙醇和水被吸收剂吸收,净化气从塔顶排出;吸收塔内压力为1bar;富含异丙醇的吸收剂从吸收塔塔底排出,吸收塔塔底温度为30‑50℃;将排出的富含异丙醇的吸收剂加热至100‑120℃后进入闪蒸罐,闪蒸罐内温度为80~100℃,闪蒸罐内压力为0.1~0.5KPa,异丙醇和少量水分被闪蒸分离后从罐顶采出;吸收剂从罐底排出,经降温后循环至吸收塔塔顶;所述吸收剂由季铵盐和氢键供体化合物组成,所述氢键供体化合物为酰胺、羧酸和多元醇中的一种或两种。

技术研发人员:宋彦磊,刘淑晴,卢文娟,宋明昊,张凯瑞,王汉潇,徐宜彬,雷志刚,杨益谦
受保护的技术使用者:滨州裕能电子材料股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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