CN117339356A - 一种铜酞菁合成尾气治理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铜酞菁合成尾气治理方法及系统，尾气经旋风分离净化，分离得到液相和气相，气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，将其送入二氧化碳吸收塔，与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从吸收塔顶部排出进入树脂吸附系统，有机挥发溶剂经树脂吸附后被截留，氨气排出树脂吸附系统后进入氨气吸收塔。分离后的液相包括有机溶剂和水，将有机溶剂和水送入油水分离器，回收有机溶剂，水用于生石灰消化。此工艺实现挥发性有机溶剂近零排放。
Description
技术领域
本发明涉及尾气净化领域，具体涉及一种铜酞菁合成尾气治理方法及系统
背景技术
铜酞菁是一种用途广泛的有机材料中间体。由于酞菁铜分子具有大的共轭结构，使其具有优异的耐热性、耐候性、耐酸碱性、耐化学品和有机溶剂等性能，目前大量用于有机颜料酞菁蓝、酞菁绿以及酞菁染料的生产。同时由于酞菁铜具有导电性、光电导性、气敏性、电致发光性、光存储性、催化活性和仿生性等特性，目前正发展成为一种多功能材料，在工业和日常生活中将得到更加广泛的应用。
由于原材料的易得性和成本优势，目前酞菁铜生产的主流方法为：以苯酐、尿素、氯化亚铜、钼酸铵为原料，在烷基苯溶剂中反应，得到β型铜酞菁。铜酞菁合成过程中会产生大量二氧化碳和氨气从反应系统排出，同时会夹带部分有机溶剂，尾气必须进行有效治理才能符合挥发性有机物(VOCs)排放要求，以及达到资源的有效回收利用的目的。
由于原材料的易得性和成本优势，目前铜酞菁生产的主流方法为：以苯酐、尿素、氯化亚铜、钼酸铵为原料，在烷基苯溶剂中反应，得到β型铜酞菁。反应机理如下：
首先，尿素在催化剂作用下生成异氰酸和氨气：
H2NCONH2———NH＝C＝O+NH3↑
接着，苯酐与氨气反应生成邻苯二甲酰亚胺：
C8H4O3+NH3———C8H5NO2+H2O
邻苯二甲酰亚胺进一步与异氰酸反应生成酞菁素
C8H5NO2+2HN＝C＝O———C8H7N3+2CO2↑
四个酞菁素在催化剂作用下与氯化亚铜络合生成铜酞菁：
4C8H7N3+CuCl(NH4)2MoO4 C32H16CuN8+4NH3↑
总方程式：
4C8H4O3+8H2NCONH2+CuCl(NH4)2MoO4 C32H16CuN8+8CO2↑+8NH3↑+4H2O
根据上述反应机理可知，铜酞菁合成过程中会产生大量二氧化碳和氨气从反应系统排出，同时会夹带部分有机溶剂，尾气必须进行有效治理才能符合挥发性有机物(VOCs)排放要求，以及达到资源的有效回收利用的目的。现有的铜酞菁合成尾气治理方法主要有两种，方法一为利用硫酸溶液作为吸收剂，经多级吸收，最终尾气中的氨气转化为硫酸铵进入水相形成硫酸铵溶液，溶剂同时进入水相，经静置分层回收上层溶剂，下层硫酸铵溶液进行MVR浓缩干燥得到硫酸铵固体，作为氮肥加以利用，尾气中的二氧化碳气体排入大气。方法二为以铜酞菁颜料化过程中产生的废硫酸溶液为吸收剂进行多级吸收，尾气中的氨气转化为硫酸铵进入水相形成硫酸铵溶液，绝大部分溶剂同时进入水相。尾气进一步经树脂吸附回收微量溶剂，最终二氧化碳气体全部排入大气。水相经油水分离回收上层溶剂，下层硫酸铵溶液经生石灰乳调节pH值，过滤后得到氢氧化钙和硫酸钙混合物，该混合物再用于中和废硫酸后得到硫酸钙潮品。向滤液中添加碳酸钠，利用碳酸钙比硫酸钙在水中的溶解度更小的特点脱钙，再次进行固液分离，所得碳酸钙固体用于中和废硫酸，滤液进入汽提塔，汽提脱出的氨气经低温水循环吸收后得到质量百分比浓度20％左右的氨水副产品，该副产品可用于电厂、水泥厂烟气脱硝。
目前，两种方法存在的不足为：第一，二氧化碳直接排入大气，造成资源浪费。在第二种治理方法中还需要利用碳酸钠的碳酸根离子去除水中的钙离子，避免后续工序处理过程中结垢带来处理能力下降和因结垢带来受热不均引起安全风险。但脱钙得到的碳酸钙再用于废酸中和，碳酸根又被转化为二氧化碳排入大气。第二，能源消耗大。第一种方法路线需要消耗大量能源用于硫酸铵溶液的蒸馏浓缩来得到硫酸铵固体，第二种方法需要消耗大量能源来汽提得到质量百分比浓度20％左右的氨水，两种方法能耗大；第三，第二种方法所产生的的硫酸钙渣存在品质问题，只能作为水泥添加剂使用，这样就会存在销售半径的问题，工厂附近又有水泥厂就近消化，否则第二种方法无法实施。
发明内容
目前现有铜酞菁合成尾气治理方法中存在的问题为二氧化碳和挥发性有机物(VOCs)直接排入大气，造成资源浪费，治理方法能源消耗大，并且治理方法所产生的硫酸钙渣存在品质问题，只能作为水泥添加剂使用，存在销售半径问题。
针对以上问题，本发明提出了一种铜酞菁合成尾气治理方法及系统，确保尾气和挥发性有机化合物(VOCs)达到近零排放的目标，具体来说，本发明提出了如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种铜酞菁合成尾气治理方法，该方法包括以下步骤：
S1，铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水；
S2，将S1中分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入二氧化碳吸收塔，二氧化碳与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从二氧化碳吸收塔顶部排出；
S3，将S2中的排出的氨气和挥发性有机溶剂通入树脂吸附系统，挥发性有机溶剂被树脂吸附系统截留，氨气从树脂吸附系统排出；
S4，将排出的氨气通入氨气吸收塔，得到氨水。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S1中，分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中，喷入塔内的石灰乳质量百分比浓度为10～20％。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S3中，所用树脂的孔径为优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g，可选的，所用树脂的比表面积大于1200m2/g。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S3中，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力为0.04-0.1Mpa，更优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S4中，氨水的质量百分比浓度为15-25％。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，通过溶剂回收，可使吨产品有机溶剂消耗降低52-68％。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中反应生成的碳酸钙进一步制备轻钙或纳米碳酸钙。
第二方面，本发明提供了一种铜酞菁合成尾气治理系统，包括依次连接的多级旋风分离器、二氧化碳吸收塔、树脂吸附系统和氨气吸收塔。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述的多级旋风分离器将铜酞菁合成过程中产生的尾气分离为液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收塔使分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从二氧化碳吸收塔顶部排出，优选的，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述树脂吸附系统使二氧化碳吸收塔排出的挥发性有机溶剂被截留，氨气从树脂吸附系统排出，优选的，所用树脂的孔径为进一步优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述的氨气吸收塔将树脂吸附系统排出的氨气合成为氨水，优选的，氨水的质量百分比浓度为15～25％。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力0.04-0.1Mpa，进一步优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述多级旋风分离器同时与油水分离器连接，多级旋风分离器分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
优选的，所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述树脂吸附系统同时与油水分离器连接，树脂吸附饱和后的解析液通入油水分离器接，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
第三方面，本发明提供了一种所述的铜酞菁合成尾气治理系统在铜酞菁合成尾气治理中的应用。
本发明的有益效果包括：
本发明利用调和精制后的石灰乳进行固碳，在减少碳排放的同时得到碳酸钙产品，实现二氧化碳资源的高效回收与利用，经过多级净化和树脂吸附技术，实现有机溶剂的充分回收，吨产品有机溶剂消耗降低50-70％。净化后的氨气经低温水多级吸收，得到质量百分比浓度为15-25％氨水，无需经过汽提消耗大量能源，同时也避免了副产物硫酸铵带来的能源消耗，节能效果明显。尾气中二氧化碳、氨气、溶剂等资源的高效回收利用，实现二氧化碳和挥发性有机溶剂近零排放，达到铜酞菁合成尾气绿色治理的目标，尾气治理过程中无需使用碳酸钠脱钙，避免原料消耗和额外二氧化碳气体的排放。
利用石灰乳吸收二氧化碳，混合气体中的氨气能提高气相二氧化碳转化为碳酸氢根离子的速度，从而提高碳酸钙转化速率，保证二氧化碳的吸收能快速有效进行，保证整个尾气吸收系统连续稳定运行，由于氢氧化钙呈碱性，在整个尾气吸收系统中，氨气始终是以气态形式存在，为氨气在终端直接吸收副产氨水创造了条件，无需进行第二次转化产生能耗。
在尾气吸收过程中增加了树脂吸附装置，利用大孔径吸附树脂吸附尾气中残留的有机溶剂，达到深度净化氨气，为副产高品质氨水提供强有力的保障。吸附溶剂的树脂经蒸汽解析再生，解析液油水分离，分别收集有机溶剂和水性进行循环利用，进一步降低原料消耗。
附图说明
图1所示为现有方法一铜酞菁合成尾气治理方法流程图。
图2所示为现有方法二铜酞菁合成尾气治理方法流程图。
图3所示为本发明实施1铜酞菁合成尾气治理方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。
铜酞菁合成过程中会产生大量二氧化碳和氨气从反应系统排出，同时会夹带部分有机溶剂，尾气必须进行有效治理才能符合环保VOCs排放要求，以及达到资源的有效回收利用的目的。现行的治理方法主要有两种：
方法一：利用硫酸溶液作为吸收剂，经多级吸收，最终尾气中的氨气转化为硫酸铵进入水相形成硫酸铵溶液，溶剂同时进入水相，经静置分层回收上层溶剂，下层硫酸铵溶液进行浓缩干燥得到硫酸铵固体，作为氮肥加以利用，尾气中的二氧化碳气体和部分挥发的有机溶剂排入大气。二氧化碳直接排入大气，造成资源浪费，并且消耗大量能源用于硫酸铵溶液的蒸馏浓缩来得到硫酸铵固体，见图1。
方法二：以铜酞菁颜料化过程中产生的废硫酸溶液为吸收剂进行多级吸收，尾气中的氨气转化为硫酸铵进入水相形成硫酸铵溶液，绝大部分溶剂同时进入水相。尾气进一步经低温冷却回收其中的少量溶剂，最终二氧化碳气体全部排入大气。水相经油水分离回收上层溶剂，下层硫酸铵溶液经生石灰乳调节pH值，过滤后得到氢氧化钙和硫酸钙混合物，该混合物再用于中和废硫酸后得到硫酸钙潮品。向滤液中添加碳酸钠，利用碳酸钙比硫酸钙在水中的溶解度更小的特点脱钙，再次进行固液分离，所得碳酸钙固体用于中和废硫酸，滤液进入汽提塔，汽提脱出的氨气经低温水循环吸收后得到质量百分比浓度为15-25％左右的氨水副产品，该副产品可用于电厂、水泥厂烟气脱硝。利用碳酸钠的碳酸根离子去除水中的钙离子，避免管道处理过程中结垢带来处理能力下降和因结垢带来受热不均引起安全风险，脱钙得到的碳酸钙再用于废酸中和，碳酸根又被转化为二氧化碳排入大气，并且要消耗大量能源来汽提得到质量百分比浓度为15-25％左右浓度的氨水，见图2。
针对现有铜酞菁合成尾气治理技术中存在的二氧化碳和挥发性有机物(VOCs)直接排入大气，造成资源浪费和环境污染，尾气处理方法能源消耗大，本发明提出了一种铜酞菁合成尾气治理系统，包括依次连接的多级旋风分离器、二氧化碳吸收塔、树脂吸附系统和氨气吸收塔。多级旋风分离器将铜酞菁合成过程中产生的尾气分离为液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水。二氧化碳吸收塔使分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从二氧化碳吸收塔顶部排出，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。树脂吸附系统使二氧化碳吸收塔排出的挥发性有机溶剂被截留，氨气从树脂吸附系统排出，所用树脂的孔径为树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。树脂吸附饱和后可通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用。氨气吸收塔将树脂吸附系统排出的氨气合成为氨水。
并且，本发明还提供的一种铜酞菁合成尾气治理方法(见图3)，该方法包括以下步骤：
第一步，铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水；
分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
第二步，将第一步中分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入二氧化碳吸收塔，二氧化碳与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从吸收塔顶部排出；喷入塔内的石灰乳质量百分比浓度为10-20％；二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃；反应生成的碳酸钙进一步制备轻钙或纳米碳酸钙；碳酸钙可直接使用或干燥后用于体质颜料或高分子材料的增强改性剂。
利用石灰乳吸收二氧化碳，混合气中的氨气能提高气相二氧化碳转化为碳酸氢根离子的速度，从而提高碳酸钙转化速率，保证二氧化碳的吸收能快速有效进行，保证整个尾气吸收系统连续稳定运行。
第三步，将第二步中的排出的氨气和挥发性有机溶剂通入树脂吸附系统，挥发性有机溶剂被树脂吸附系统截留，氨气从树脂吸附系统排出；
树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，蒸汽压力0.04-0.1Mpa，蒸汽用总量为2.0-4.2吨，解析时间为1-2h；
所用树脂的比表面积大于1200m2/g，所用树脂的孔径为所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。
解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙；
在尾气吸收过程中增加了树脂吸附装置，利用大孔径吸附树脂吸附尾气中残留的有机溶剂，达到深度净化氨气，为副产高品质氨水提供强有力的保障。吸附溶剂的树脂经蒸汽解析再生，解析液油水分离，分别收集有机溶剂和水性进行循环利用，进一步降低原料消耗，确保尾气VOCs达到近零排放的目标，通过溶剂回收，可使吨产品有机溶剂消耗降低52～68％，其中，本发明吨产品有机溶剂单耗约为5～15公斤，方法一吨产品有机溶剂单耗约为30～40公斤，方法二吨产品有机溶剂单耗约为15～25公斤。
吨产品有机溶剂消耗降低＝(原方法吨产品溶剂单耗-新方法吨产品溶剂单耗)/原方法吨产品溶剂单耗×100％；
吨产品溶剂单耗＝(吨产品溶剂月投入总量M1(kg)-吨产品溶剂月剩余总量M2(kg))/产品月总产量(吨)。
第四步，将排出的氨气通入氨气吸收塔，得到氨水，氨水的质量百分比浓度为15-25％。
由于氢氧化钙呈碱性，在整个尾气吸收系统中，氨气始终是以气态形式存在，为氨气在终端直接吸收副产氨水创造了条件，无需进行第二次转化产生能耗。
实施例1
铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水。分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。将分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入二氧化碳吸收塔，二氧化碳与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从吸收塔顶部排出，喷入塔内的石灰乳浓度为20％，二氧化碳吸收塔的反应温度为65℃。
将排出的氨气和挥发性有机溶剂通入树脂吸附系统，所用树脂的孔径为树脂的孔容为0.88cm3/g。挥发性有机溶剂被树脂吸附系统截留，氨气从树脂吸附系统排出，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，蒸汽压力为0.1Mpa，蒸汽总用量为4.2吨，用时2h。解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。将排出的氨气通入氨气吸收塔，得到氨水，根据下游客户的要求，回收质量百分比浓度约为25％的氨水。
本发明实现了挥发性有机溶剂(VOCs)近零排放，VOCs排放浓度小于8mg/m3，吨产品有机溶剂消耗约为8公斤，二氧化碳92％以上转化为碳酸钙，减少排放约550吨/年，本发明没有汽提回收氨水工序，年节约蒸气约10000吨。
实施例2
铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水。分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。将分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入二氧化碳吸收塔，二氧化碳与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从吸收塔顶部排出，喷入塔内的石灰乳浓度为10％，二氧化碳吸收塔的反应温度为55℃。
将排出的氨气和挥发性有机溶剂通入树脂吸附系统，所用树脂的孔径为树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。挥发性有机溶剂被树脂吸附系统截留，氨气从树脂吸附系统排出，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，蒸汽压力为0.07Mpa，蒸汽用总量为2吨，解析时间1h。解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。将排出的氨气通入氨气吸收塔，得到氨水，根据下游客户的要求，回收质量百分比浓度约为15％的氨水。
本发明实现了挥发性有机溶剂(VOCs)近零排放，VOCs排放浓度小于12mg/m3，吨产品有机溶剂消耗约12公斤，二氧化碳90％以上转化为碳酸钙，减少排放约500吨/年，本发明没有汽提回收氨水工序，年节约蒸气约10000吨。
实施例3
铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水。分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。将分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入二氧化碳吸收塔，二氧化碳与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从吸收塔顶部排出，喷入塔内的石灰乳浓度为15％，二氧化碳吸收塔的反应温度为60℃。
将排出的氨气和挥发性有机溶剂通入树脂吸附系统，所用树脂的孔径为树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。挥发性有机溶剂被树脂吸附系统截留，氨气从树脂吸附系统排出，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，蒸汽压力为0.04Mpa，蒸汽总用量为3.5吨，解析时间1.5h。解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。将排出的氨气通入氨气吸收塔，根据下游客户的要求，回收质量百分比浓度约为15％的氨水。
本发明实现了挥发性有机溶剂(VOCs)近零排放，VOCs排放浓度小于10mg/m3，吨产品有机溶剂消耗约为10公斤，二氧化碳91％以上转化为碳酸钙，减少排放约530吨/年，本发明没有汽提回收氨水工序，年节约蒸气约10000吨。
对比例1
铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相。液相为有机溶剂，气相包含氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入氨气吸收塔，与喷入塔内的5～15％硫酸溶液反应生成硫酸铵，反应温度为50～70℃，控制硫酸铵溶液pH达到7～8。合格的硫酸铵溶液从吸收塔底部排出进入硫酸铵再处理系统。包含二氧化碳和挥发性有机溶剂的尾气从吸收塔顶部排出进入冷却系统，挥发性有机溶剂经冷却回收，回收有机溶剂循环利用，使溶剂单耗降低至约20公斤/吨。二氧化碳排出冷却系统后排放到大气中。硫酸铵溶液用石灰乳处理，过滤得含有饱和钙离子的氨水溶液，再在该溶液中加入碳酸钠，利用碳酸钙在水中的溶解度比硫酸钙更低的特性，降低浓氨水中的钙离子含量，避免管道处理过程中结垢带来处理能力下降和因结垢带来受热不均引起安全风险。再经过滤分离碳酸钙固体，滤液经汽提，氨气进入低温吸收塔吸收后，根据下游客户的要求，回收质量百分比浓度约为15～25％的氨水。
对比例VOCs排放浓度约55mg/m3，吨产品有机溶剂消耗约为25公斤，二氧化碳排放约800吨/年，汽提回收氨水消耗的蒸汽每年约10000吨。
通过实施例和对比例可以看出，本发明实现了铜酞菁合成尾气中的二氧化碳、氨气和挥发性有机溶剂的高效回收利用，与对比例1相比，实施例1中吨产品有机溶剂消耗降低68％，实施例2中吨产品有机溶剂消耗降低52％，实施例3中吨产品有机溶剂消耗降低60％，本发明实现了二氧化碳和挥发性有机溶剂近零排放，氨气回收过程中不需要进行气提消耗大量能源，达到铜酞菁合成尾气绿色治理的目标。
以上所述，仅为本发明所采用的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (19)
1.一种铜酞菁合成尾气治理方法，该方法包括以下步骤：
S1，铜酞菁合成过程中产生的尾气经多级旋风分离净化，分离得到液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水；
S2，将S1中分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂送入二氧化碳吸收塔，二氧化碳与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从二氧化碳吸收塔顶部排出；
S3，将S2中的排出的氨气和挥发性有机溶剂通入树脂吸附系统，挥发性有机溶剂被树脂吸附系统截留，氨气从树脂吸附系统排出；
S4，将排出的氨气通入氨气吸收塔，得到氨水。
2.根据权利要求1所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S1中，分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
3.根据权利要求1或2所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中，喷入塔内的石灰乳质量百分比浓度为10～20％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S3中，所用树脂的孔径为优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。
6.根据权利要求1-5任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S3中，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力0.04-0.1Mpa，进一步优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
7.根据权利要求6所述的铜酞菁合成尾气治理方法，解析液通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
8.根据权利要求1-7任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S4中，氨水的质量百分比浓度为15～25％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，通过溶剂回收，可使有机溶剂排放浓度小于8-10mg/m3；优选的，可使吨产品有机溶剂消耗降低52-68％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的铜酞菁合成尾气治理方法，S2中反应生成的碳酸钙进一步制备轻钙或纳米碳酸钙。
11.一种铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，包括依次连接的多级旋风分离器、二氧化碳吸收塔、树脂吸附系统和氨气吸收塔。
12.根据权利要求11所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述的多级旋风分离器将铜酞菁合成过程中产生的尾气分离为液相和气相，所述气相包括氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂，所述液相包括有机溶剂和水。
13.根据权利要求12所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收塔使分离后的氨气、二氧化碳和挥发的有机溶剂与喷入塔内的氢氧化钙反应生成碳酸钙，氨气和挥发性有机溶剂从二氧化碳吸收塔顶部排出，优选的，二氧化碳吸收塔的反应温度为55～65℃。
14.根据权利要求13所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述树脂吸附系统使二氧化碳吸收塔排出的挥发性有机溶剂被截留，氨气从树脂吸附系统排出，优选的，所用树脂的孔径为进一步优选的，所用树脂的孔容为0.88-0.9cm3/g。
15.根据权利要求14所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述的氨气吸收塔将树脂吸附系统排出的氨气合成为氨水，优选的，氨水的质量百分比浓度为15～25％。
16.根据权利要求14所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，树脂吸附饱和后通入低压蒸气解析再生，解析液回收循环利用，优选的，蒸汽压力0.04-0.1Mpa，进一步优选的，蒸汽总用量为2.0-4.2吨，优选的，解析时间为1-2h。
17.根据权利要求11所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述多级旋风分离器同时与油水分离器连接，多级旋风分离器分离后的液相通入油水分离器，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
18.根据权利要求11所述的铜酞菁合成尾气治理系统，其特征在于，所述树脂吸附系统同时与油水分离器连接，树脂吸附饱和后的解析液通入油水分离器接，分离得到上层有机溶剂和下层水相，上层有机溶剂进行回收，下层水相循环用于生石灰消化得到氢氧化钙。
19.一种权利要求11-18任一项所述的铜酞菁合成尾气治理系统在铜酞菁合成尾气治理中的应用。
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