论文摘要
氯甲烷是有机硅单体甲基氯硅烷合成的重要原料,在原料成本中占有较大比重。在有机硅生产工艺中,产生的排放尾气中仍含有20～30wt%的氯甲烷,目前对于该部分尾气并没有采取有效地处理,而是直接输送到下游工艺进行焚烧,这将造成氯甲烷资源的严重浪费。因此需要对该部分尾气进行进一步回收,减少资源的浪费,提高经济效益。本文在精馏精制和压缩冷凝回收工艺的基础上对某工厂排放的两种含氯甲烷尾气进行进一步回收处理,并应用UniSim Design化工模拟软件对流程进行模拟优化。本文以工厂拟回收的含氯甲烷的气体和液体为原料,在精制精馏工艺的基础上分别采用冷凝、膜分离和吸收法对排放尾气中氯甲烷进行回收处理。通过对改造流程进行优化,并以经济效益为改造流程优劣的评判标准对三种方案进行比较。经过三种方案处理后排放尾气中氯甲烷质量浓度从27wt%分别降到6.4wt%、6.9wt%、4.3wt%,经济效益分别增加272万元/年、283万元/年和243万元/年。膜分离法可以在低消耗低投资的前提下使工厂获得最高经济效益增长,更符合工厂处理氯甲烷尾气的实际需要。以工厂上游有机硅生产过程中的粗单体塔出气为原料气,在压缩冷凝工艺的基础上采用膜分离法对排放尾气中氯甲烷进行回收处理。通过对改造流程进行优化分析,选取最优操作参数后进行模拟。经过膜分离法处理后排放尾气中氯甲烷质量浓度从19.5wt%降到8.5wt%,经济效益增加69万元/年。将优化后的膜分离—压缩冷凝流程从静态转成动态,通过对混合器、压缩机等传统设备参数进行特殊化以及对膜分离器进行动态重组后,通过改变流程进料量来考察流程中各处工艺参数的波动情况并进行分析。当流程进料发生的改变时,对于传统设备,处于工艺下游的设备相关参数波动达到稳定的时间逐一延长,参数曲线波动幅度也逐渐变大,并且表现出与相关设备参数的逻辑控制原理相符的波动趋势。而对于膜分离设备,渗余气中氯甲烷含量曲线的变化与流量曲线呈现出相同的变化趋势,并没有表现出明显的延迟性和滞后性,而与其它传统设备相比,膜分离设备显现出良好的操作稳定性和工作稳定性。