膜法回收有機(jī)硅尾氣中氯甲烷流程設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、氯甲烷被廣泛的應(yīng)用于有機(jī)硅生產(chǎn)，是有機(jī)硅單體甲基氯硅烷合成的重要原料。在有機(jī)硅生產(chǎn)中采用精餾精制或壓縮冷凝分離氯甲烷后，排放的尾氣中仍然含有約25～30wt％左右的氯甲烷，這部分氣體的排放一方面污染環(huán)境，另一方面造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。回收排放尾氣中的氯甲烷，既可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，又能實(shí)現(xiàn)可觀的社會效益。為此，本文設(shè)計(jì)了膜與精餾及壓縮冷凝集成的新工藝，并應(yīng)用UniSim Design進(jìn)行模擬與優(yōu)化，確定了最佳的膜集成工藝流程，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)

2、效益的最大化。 本文根據(jù)有機(jī)硅生產(chǎn)中氯甲烷精餾塔精餾尾氣和壓縮冷凝分離氯甲烷排放的不凝氣的特點(diǎn)，采用自制的致密橡膠態(tài)復(fù)合膜制成的膜組件，分別設(shè)計(jì)了膜-精餾集成回收氯甲烷工藝流程和膜-壓縮冷凝集成回收氯甲烷工藝流程。對于前者，提出了兩種膜-精餾集成回收方案。為了對所提出的兩種膜，精餾集成方案的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評估及優(yōu)化，首先應(yīng)用UniSim Design對原氯甲烷精餾系統(tǒng)進(jìn)行了模擬，并驗(yàn)證了模擬的準(zhǔn)確性以及所選熱力學(xué)方程對氯甲烷物系

3、的適用性。之后在原氯甲烷精餾系統(tǒng)模擬的基礎(chǔ)上，分別對兩種膜-精餾集成方案進(jìn)行了模擬與優(yōu)化。最終，將膜-精餾集成流程方案1的膜面積優(yōu)選為30m2，此時(shí)經(jīng)濟(jì)效益增加值可達(dá)184萬元/年，相應(yīng)排放氣中的氯甲烷濃度可降低到9.Owt％。將膜-精餾集成流程方案2的膜面積優(yōu)選為150m2，此時(shí)經(jīng)濟(jì)效益增加值可達(dá)300萬元/年，相應(yīng)排放氣中的氯甲烷濃度可降低到7.2wt％。表明增加膜回收系統(tǒng)后，兩方案均能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，不過相比而言，膜

4、-精餾集成流程方案2的經(jīng)濟(jì)效益增加值更高，因此將其確定為膜.精餾集成回收氯甲烷的較優(yōu)方案。 對于后者，同樣應(yīng)用UniSim Design對所設(shè)計(jì)的膜-壓縮冷凝集成回收氯甲烷工藝流程進(jìn)行了模擬與優(yōu)化。在優(yōu)化條件下，膜-壓縮冷凝集成流程每年可多創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益近400萬元，放空尾氣中氯甲烷濃度可降低到10.1wt％。同時(shí)，還對膜組件價(jià)格、氯甲烷價(jià)格及膜性能參數(shù)等對經(jīng)濟(jì)效益的影響進(jìn)行了研究。而且考慮到循環(huán)氣循環(huán)，造成原壓縮冷凝流程設(shè)備負(fù)