丙酮在制药、涂装、电子清洗等行业用量很大:溶解能力强、挥发快、与水互溶,这些特点让它在工艺上很好用,同时也让它的废气回收有一点特殊性——它可以和水完全混溶,回收液里很难靠静置分层把水去掉。因此丙酮废气的回收,收集和冷凝是主体,回收液的处置要提前规划。
制药行业的丙酮废气主要来自反应、萃取、结晶、离心和干燥各环节;涂装行业主要来自调漆、喷涂和干燥段。与前面提到的酯类溶剂类似,涂装和干燥段以连续排气为主,制药车间则多是间歇性排气,点位分散。
两类工况的收集思路不同:连续排气的工序适合集中收集后统一处理;间歇性、点位分散的工序,更适合按点位分组收集,优先处理气量大、浓度高的点。
丙酮沸点低、常温蒸气压高,用不深的冷量就能把它冷凝下来,所以冷凝是常用的回收方式。它又是完全与水互溶的溶剂,这就带来两个后果:一是排气含水时,冷凝液是一个丙酮与水的混合液,靠分水很难分开;二是回收液要回用,必须先解决脱水问题。
另外,丙酮易挥发,回收液储罐如果密闭不严,存放期间还会持续挥发,储罐的呼吸气也应当纳入收集范围。
收集的第一原则是减少无组织挥发。制药车间的投料、取样、出料这些开口操作,改成密闭或半密闭是最直接有效的办法。涂装环节则要保证喷房和干燥段的排风保持在设计风量,风量不足会直接导致车间浓度上升。
多台设备合并收集时,要看各设备的运行时段是否重合。重合度高的可以合并;错峰运行的合并后浓度被稀释,回收段效率反而下降。
丙酮排气气量大、浓度中等偏高,冷凝段按分级设计比较常见。
| 环节 | 配置考虑 | 说明 |
|---|---|---|
| 预冷 | 与回收后冷气换热 | 降低制冷负荷并减少管路积液 |
| 冷凝分段 | 按浓度与含水情况定温位 | 浓度较高时可先回收大部分再后段把关 |
| 防霜 | 低温段按含水情况设计除霜 | 含水偏高时交替运行或设除霜环节 |
| 脱水 | 丙酮与水互溶,需专门处理 | 按回用指标选择精馏或专用脱水单元 |
| 储罐 | 保持密闭并纳入收集范围 | 减少存放期间的持续挥发 |
| 材质 | 与酮类及含水体系的相容性 | 避免长期接触产生溶出与腐蚀 |
丙酮回收液多为丙酮与水的混合液,回用前需要脱水。视工艺要求可以选择精馏提纯,或者作为低等级用途回用。若工艺对含水率有明确要求,脱水段的能力要在方案阶段就按目标确定。
回收液的储存要注意密闭和通风,存放周期不宜过长。对纯度要求高的场合,还需关注回收液中的杂质组分。
靠静置分层做不到,需要用精馏或专用脱水单元处理。脱水深度按工艺对含水率的要求确定,方案阶段就要把这一段的配置明确下来。
低浓度、大风量的工况可以考虑吸附富集后冷凝,但丙酮易脱附、活性炭上滞留时间短,选型时要按实际浓度与风量核算,多数场合仍以冷凝为主。
要看工艺对含水率和杂质的要求。要求不严的场合,简单脱水后可用于低要求工序;要求严格的需提纯到规定指标后再回用。
本文由洛阳沃虹石化设备有限公司整理,公司面向化工与制药企业提供冷凝回收、膜分离回收及成套溶剂回收装置的设计、制造与运维服务,如需工艺评估或方案配置,欢迎联系交流。