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文档简介
精馏尾气中氯乙烯单体的职业危害及回收措施氯乙烯单体(VCM)在常温和常压下是一种对眼睛有刺激作用的无色气体,具有乙醚香味,微溶于水,比空气重,在空气中的爆炸极限为3.633(/,下同)。齐化集团公司PVC厂采用电石法生产PVC树脂8万t/a。在生产过程中,精馏尾气经冷凝器回收后的不凝气体中,仍含有12.6左右的VCM和2.3左右的C2H2。原来采用的是活性炭吸附法回收VCM,但回收效率低,尾排中VCM含量高,易污染环境,危害员工的身心健康,且安全性低。2003年7月,该厂采用了大连欧科膜技术工程有限公司提供的膜法VCM回收系统,运行至今,效果显著,从根本上解决了上述难题,同时也取得了可观的经济效益和良好的社会效益。一、职业危害VCM有毒,对人体有麻醉作用,通常由呼吸道进入体内,吸入量在0.5以上时,可引起头晕、头痛、心神不安、胸闷、嗜睡、不辩方向和步态蹒跚等中毒症状。空气中含量达2040时,可使人产生急性中毒,严重时出现抽搐、神志不清或昏迷状态,瞳孔散大,甚至造成死亡。长期接触VCM也可造成慢性中毒,使肝细胞增生,导致肝纤维化网状内皮系统增生,肝血管肉瘤,产生肝癌,同时对骨骼、皮肤、神经、消化和内分泌等系统产生不同程度的损害。VCM在空气中最高容许浓度为30mg/m3。为防止生产操作人员急性中毒,VCM和PVC生产设备应密闭操作,严防跑、冒、滴、漏。操作人员在清釜和维修设备时,应事先做好置换工作,正确佩戴防护用具。如吸入在碍VCM气体,应立即将人体移向通风处,吸入新鲜空气,即可恢复,严重者送医务室吸氧抢救。若皮肤接触VCM液体,接触部位可出现麻木、红斑、浮肿以至坏死,应尽快用大量的清水清洗。二、回收措施1、活性炭吸附法回收VCM存在的缺点(1)低温吸附、高温解吸,需要-35冷冻盐水系统及蒸汽,操作温差大,能量消耗多,运行成本高。(2)频繁吸附、解吸,需要专人操作,操作复杂,且设备易腐蚀泄漏,经常维修,劳动强度大。(3)回收效率低,尾排VCM含量高,经常在2左右,易污染环境、危害员工身心健康,浪费资源。(4)在解吸过程中有发生火灾或爆炸的危险2、膜法VCM回收系统的技术简介有机蒸气膜法回收技术是20世纪90年代兴起的新型膜分离技术,也是国际上公认的最具经济效益和社会效益,最具发展前途的生产、节能、环保、安全的高新技术之一,正在逐渐应用于石化行业。膜法回收系统主要是根据有机蒸气分离膜的溶解选择控制,即基于溶解-扩散机量。分子质量大、沸点高的气体组分(如:VCM、C3H6、C4H10)在膜内的溶解度大,首先溶解在膜的表面,然后沿其在膜内的浓度梯度扩散传递,容易透过膜,在膜的渗透侧得到富集;而分子质量小、沸点低的气体组分(如:H2、N2、CH4)在膜内的溶解度小,难以沿其在膜内的浓度梯度扩散传递,不容易透过膜,在膜的截留侧得到富集,从而达到分离的目的。膜两侧的压差是有机蒸气膜分离过程中的推动力,压差越大,单位膜面积的气体处理量就越大。3、膜法VCM回收系统工艺流程简述本工艺流程采用了两级膜吸收工艺。来自尾气冷凝器的不凝气体(主要是VCM、C2H2和惰性气体)进入一级膜,一级膜的作用是回收一部分VCM和C2H2,然后将一级膜分离的渗透气返回二级转化器,目的是使C2H2参与合成VCM,防止C2H2在压缩、精馏、冷凝系统积累。一级膜分离器的尾气进二级膜分离器,二级膜的作用是进一步分离VCM,在二级膜渗透侧采用真空操作,以提高膜的分离效果,使尾排中VCM的含量1,二级膜的参透气返回气柜。膜法VCM回收系统工艺流程见图1。图1膜法VCM回收系统工艺流程简图4、膜法VCM回收系统的优点(1)VCM和C2H2的回收率分别达98和93以上,尾排中VCM的排放速率为3.13kg/h(根据GB3095-1996环境空气质量标准:三类区执行三级标准。根据GB16297-1996大气污染物综合排放标准:排气筒30m,三级最高允许排放速率7.8kg/h),达到了国家环保排放标准,安全性高。(2)可承受尾气中VCM含量较大的变化,且回收率不受影响,即操作弹性大。(3)易于放大,简单增加膜组件数即可增加处理能力,最经济地满足扩产能力的需要。(4)投资少、见效快,回收期短,且效益显著。(5)采用撬式结构,占地面积小,以8万t/aPVC规模,占地仅为80000mm2000mm2500mm。(6)自动化程度高,操作简便,维护保养容易,无需增加新的岗位。(7)无传动和转动部件,不需要增加公用工程消耗,操作费用低。(8)采用压缩机提供压力作为膜法VCM回收系统的推动力,无需额外增加动力源。三、经济效益分析该厂于2003年7月采用膜法VCM回收系统,自运行以来,先后对膜法回收前后的数据进行了对比,各项平均指标均达到优于设计指标。膜法回收前后平均数据对比结果见表1。表1膜法回收前后平均数据对比项目精馏尾气平均排气量(m3/h)气体平均含VCM气体平均含C2H2回收前回收后52014012.60.802.300.59根据上述统计的平均结果来计算:1、VCM与C2H2的回收率VCM回收率1-(1400.8)(52012.6)10098.3C2H2回收率1-(1400.59)(5202.30)10093.1通过以上计算可以看出,VCM的回收率达到了预期目标,C2H2的回收率也达到了预期效果。2、回收VCM所创效益假设粗馏尾气为理想气体,且处于标准状态。氯乙烯单位(VCM)的摩尔质量为62.5g/mol。精馏尾气中VCM的质量速率:52012.622.462.5182.81kg/h尾排中VCM的质量速率(排放速率):1400.8022.462.53.13kg/h回收VCM的质量:182.81-3.13179.68kg/hVCM的成本按4500元/t计,节约资金4500179.681000808.56元/h3、回收C2H2所创效益假设粗馏尾气为理想气体,且处于标准状态。C2H2的摩尔质量为26g/mol。精馏尾气中C2H2的质量速率:5202.3022.42613.88kg/h尾排中C2H2的质量速率:1400.5922.4260.96kg/h回收C2H2的质量速率:13.88-0.9612.92kg/hC2H2的成本按7740元/t计,节约资金774012.921000100.00元/h4、年创效益PVC生产装置每年开车时间按8000h计,则年节约资金:(808.56+100.00)8000726.85万元四、结论膜法VCM回收技术是一种清洁无污染、安全可靠的回收
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