苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺.pdf

本发明公开一种苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，苯酚丙酮尾气与空气混合经电加热器或蒸汽加热器加热后，进入催化氧化反应器中进行催化氧化反应，采用贵金属蜂窝催化剂，在压力0～30kPa(G)，入口温度为100～650℃，出口温度为200～750℃条件下，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，最后进入尾气换热器回收热量后排入大气。本发明的积极效果是：具有工艺简单，将苯酚丙酮装置尾气中有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，无二次污染，尾气处理彻底，检测结果完全满足国家标准规定的环保控制要求；采用尾气换热器回收反应热加热进料尾气，正常运行过程中无需附加燃料系统阻力小、不需加辅助燃料、运行成本低。

1、  苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其特征在于：苯酚丙酮尾气与空气混合经加热器(4)预加热后，进入催化氧化反应器(2)进行催化氧化反应，所述催化氧化反应器(2)的催化剂固定床层(10)中置有贵金属蜂窝催化剂，在压力0～30kPa(G)，入口温度为100～650℃，出口温度为200～750℃，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，最后进入尾气换热器(3)回收热量后排入大气。

2、  根据权利要求1所述苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其特征在于：催化氧化反应器(2)入口温度优选为300℃，出口温度优选为500℃以下。

3、  根据权利要求1所述苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其特征在于：苯酚丙酮尾气与空气混合后，经尾气换热器(3)加热到催化剂起燃温度后进入催化氧化反应器(2)。

4、  根据权利要求1所述苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其特征在于：所述贵金属蜂窝催化剂中的贵金属为铂、钯中任意一种或两种贵金属的组合。

5、  根据权利要求1所述苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其特征在于：所述尾气换热器(3)为焊接板式换热器、或热管换热器、或翅片管换热器。

6、  根据权利要求1所述苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其特征在于：所述进行系统升温开工的加热器(4)为蒸汽加热器、或电加热器、或燃油燃烧器、或燃气燃烧器。

7、  根据权利要求1所述的苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其特征在于：在所述催化氧化反应器(2)的入口处有一调节反应器入口温度的旁路阀门。

苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺
技术领域
本发明涉及一种在工业生产苯酚丙酮过程中尾气的催化氧化处理工艺。
背景技术
苯酚丙酮尾气的主要成分为氮气、氧气、氢气、水蒸汽及甲烷，同时含有一定量的异丙苯、甲醇、丙酮和非芳烃等污染环境的有害成分。由于苯酚丙酮装置尾气有机物浓度低、流量大，采用一般尾气处理工艺不能满足环保要求。
目前苯酚丙酮装置尾气一般采用烟囱高点直接排放，异丙苯、甲醇、丙酮和非芳烃等污染环境的有害成分对环境造成严重污染。
另外也有部分苯酚丙酮装置采用热氧化法如热力焚烧工艺和蓄热式热氧化工艺来处理尾气，但热力焚烧工艺和蓄热式热氧化工艺的缺点是需消耗大量的燃料，运行成本较高，且焚烧排气量较大，热氧化过程中会有部分氮气被氧化成氮氧化物。
发明内容
针对直接排放和热氧化法的上述不足，本发明要解决的技术问题是提出一种工艺简单、系统阻力小、不需加辅助燃料，运行成本低、无二次污染、尾气处理彻底的苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺，其创新点在于苯酚丙酮尾气与空气混合加热后，采用贵金属蜂窝催化剂，在压力0～30kPa(G)，入口温度为100～650℃，出口温度为200～750℃的催化氧化反应器中进行催化氧化反应，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水。
本发明所述催化氧化反应器的入口温度最好为300℃；出口温度最好在500℃以下。
作为本发明的优选技术方案，苯酚丙酮尾气与空气混合后，最好经尾气换热器加热到催化剂起燃温度后进入催化氧化反应器。尾气换热器最好为焊接板式换热器、或热管换热器、或翅片管换热器。
作为本发明的另一优选技术方案，苯酚丙酮尾气与空气进行催化氧化反应后，最好进入尾气换热器回收热量后排入大气。
作为本发明的催化氧化机理，催化氧化反应器2中主要发生了如下化学反应：
2C₉H₁₂+12O₂＝9CO₂+6H₂O+Q
C₃H₆O+4O₂＝3CO₂+3H₂O+Q
2CH₄O+3O₂＝2CO₂+4H₂O+Q
CH₄+2O₂＝CO₂+2H₂O+Q
本发明的积极效果是：工艺简单，将苯酚丙酮装置尾气中有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，无二次污染，尾气处理彻底，检测结果完全满足国家标准规定的环保控制要求；另外，本发明具有非常宽广的操作范围，可保证苯酚丙酮尾气中有机物含量变化时，系统能稳定操作；再有，本发明采用的催化剂，机械强度高、使用寿命长、阻力降低；最后，本发明采用高效热管换热器、焊接板式换热器和翅片管换热器回收反应热以加热进料尾气，正常运行过程中无需附加燃料。
附图说明
图1为苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺流程图；
图2为催化氧化反应器的结构示意图。
图中：1为鼓风机；2为催化氧化反应器；3为尾气换热器；4为加热器；5为烟囱；6、7为人出入孔；8为气体入口；9为气体出口；10为催化剂固定床层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的工艺作进一步的阐述。
苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺流程和采用的催化氧化反应器的结构如图1和2所示，其特征在于：苯酚丙酮尾气与鼓风机1鼓入的空气充分混合并经加热器4预加热后，从气体入口8进入催化氧化反应器2进行催化氧化反应，所述催化氧化反应器2的催化剂固定床层10中置有贵金属蜂窝催化剂，在压力0～30kPa(G)，入口温度为100～650℃，出口温度为200～750℃条件下，将有害的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，最后经气体出口9进入尾气换热器3，回收热量后从烟囱5排入大气。图2中人出入孔6和7是供人员进出催化氧化反应器2维修、清理内部结构时用。
所述催化氧化反应器2入口温度优选为300℃，出口温度优选为500℃以下。进料苯酚丙酮尾气与空气混合后，先经尾气换热器3加热，到催化剂的起燃温度后再进入催化氧化反应器2。所述贵金属蜂窝催化剂中的贵金属为铂、钯中任意一种或两种贵金属的组合。
所述尾气换热器3为焊接板式换热器、或热管换热器、或翅片管换热器。
所述进行系统升温开工的加热器4为蒸汽加热器、或电加热器、或燃油燃烧器、或燃气燃烧器。
在所述催化氧化反应器2的入口处有一调节反应器入口温度的旁路阀门。
实施例1
本发明苯酚丙酮装置尾气的催化氧化处理工艺的尾气来源于某公司苯酚丙酮装置，工况条件如表1所示。
表1某公司苯酚丙酮装置尾气组成