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1、弹性体,2010-06-25,20(3):53～57技术交流CHINAELASTOMERICSABS装置中丙烯腈及苯乙烯等废气的治理11111232李公生,白延军,李朝阳,李国锋,孙春福,李静宇,李晓华,管延宾(1.中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021;2.中国石油吉林石化公司化肥厂,吉林吉林132021;3.中国石油吉林石化公司,吉林吉林132022)摘要:ABS树脂生产装置废气治理一直是行业的难题,吉林石化公司合成树脂厂引进ABS装置蓄热一体式焚烧炉,采用催化氧化焚烧工艺,处理凝聚干燥和混炼产生的丙烯腈及苯乙
2、烯尾气。焚烧效果好,废气去除率达95%以上,达到环保排放标准,符合同类装置的废气处理工业化需要。关键词:ABS废气;蓄热式催化氧化(RCO);旋转翼中图分类号:TQ322.4文献标识码:B文章编号:1005-3174(2010)03-0053-05ABS树脂生产装置凝聚单元凝聚过程以及聚尾气,单体浓度较高,气量小;另一部分为混炼挤混炼挤出机模头产生的尾气中含有丙烯腈和苯乙出机模头产生的含有丙烯腈和苯乙烯的尾气,单体烯气相单体,其中丙烯腈含量严重超标,已被列为浓度低,气量大。混合废气参数见表1。凝聚单元限期治理项目。中国石油吉林石
3、化公司合成树脂与混炼单元废气主要成分含量分别见表2、表3。厂在处理效率、经济性、安全性等多方面进行技术表1混合废气参数(9900Nm3/n)比选,对蓄热式催化氧化(RCO)燃烧工艺在装置废气流量/(Nm3·h-1)29,700上取气进行中试,最终成功实现工业化,解决了困压力/Pa-490[1]扰装置多年的环保问题。温度/℃401焚烧基本原理表2凝聚单元废气主要成分含量(9900Nm3/h)相对分子体积分数燃烧热/流量/催化燃烧的基本原理为:在催化剂作用下,丙名称分子式质量/%(kJ·kg-1)(kg·h-1)烯腈和苯乙烯被氧化为
4、无害的水和二氧化碳,本丙烯腈C3H3N53.068.93314732.7装置的所有设备均围绕催化氧化反应的顺利进行苯乙烯C8H8104.26.24203410.9而设置。此反应属于气固相催化氧化反应,由贵表3混炼单元废气主要成分含量(19800Nm3/h)金属Pt、Pd作为催化剂,以堇青石作载体,在催化剂表面发生催化氧化反应。堇青石蜂窝陶瓷具相对分子体积分数燃烧热/流量/名称分子式质量/%(kJ·kg-1)(kg·h-1)有良好的热稳定性和很低的流体阻力,但其表面丙烯腈C3H3N53.061.3331470.3呈化学惰性,比表面
5、积较小,不易负载活性物质,苯乙烯C8H8104.20.9420340.1因此在堇青石表面涂覆了一层以Al2O3为主的第二载体,它既有较大的比表面积,且对活性物质3蓄热式催化氧化中试也有良好的化学亲和力。由于ABS装置废气治理多采用蓄热式直接燃2废气平均组分及污染指标烧法,催化氧化技术应用相对较少,为验证其可靠废气由两大部分组成,一部分为ABS胶乳凝性和对装置的适应性,北京中电联公司根据实际聚过程产生的含有丙烯腈和苯乙烯气相单体的凝ABS装置的情况设计并提供了一套中试装置,与吉林石化公司合成树脂厂共同在ABS装置上进行了收稿日期:
6、2010-04-01作者简介:李公生(1966-),男,吉林柳河人,教授级高级为期2个月左右的连续中试实验。重点考察不同工程师,主要从事ABS树脂的生产管理及科研开发工作。温度不同空速下催化剂净化效率、最佳操作条件下·54·弹性体第20卷催化剂连续运行性能、低聚物热分解性能等。蓄热层加热过程中被热分解,有机组分被氧化为中试实验平台示意图如图1所示。CO2和H2O及小分子有机物,无机组分则作为灰分残留于陶瓷材料表面,在气相中其浓度极小,因此不会对催化剂造成影响。3.2催化剂最佳操作条件实验-1-1-1在空速15000h,20000
7、h,25000h,-130000h下不同温度得到的总烃去除效率曲线如图3所示。图1中试实验平台示意图3.1低聚物分析从现场条件来看,ABS生产工艺流程中混炼单元有低聚物生成,这可能对RCO装置的蓄热系统产生不良影响。本实验利用X射线衍射仪(XRD)对其微观组成进行了分析,如图2所示。温度/℃图3不同空速和温度下的总烃去除效率曲线从图3可看到:在实际工况下,ZECATCC-AN催化剂废气去除效率随温度升高而增加;t=-1350℃,空速=15000h时,去除效率达到99%;-1当空速=20000h的去除效率略低,为98%。这是由于空
8、速提高,停留时间变短所致。而当空-1-1速=25000h和空速=30000h时,去除效率约为96%～97%。根据之前所测挥发性组分2θ/(°)(VOCs)组分中丙烯腈、苯乙烯的浓度,考虑到设图2低聚物XRD图谱计裕量,去除效率达到98%方能满足排放要求。-1混炼
