本发明涉及一种过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统。
背景技术：
过氧化二异丙苯（简称DCP）作为天然胶、合成胶、聚乙烯树脂等高分子材料中优良的引发剂、硫化剂和交联剂，广泛应用于化学工业中。目前，工业上主要以异丙苯为原料，氧化得到过氧化氢异丙苯，再用硫化钠进行还原反应生成α,α- 二甲基苄醇，然后在高氯酸催化下，过氧化氢异丙苯和苄醇进行缩合反应生成过氧化二异丙苯。
在过氧化氢异丙苯和二甲基苄醇的缩合反应过程中，会产生大量的水分阻止反应的正向进行，为了使缩合反应正向推进，需要采用一定的措施除去反应产生的水，目前工业上通常使用真空泵抽真空并釜低进气的方式带出水分。但是在真空泵抽真空排气带水的过程中，排出的尾气中含有大量的有机物污染物，如果不经过处理直接排入空气中，会造成环境污染和原料浪费。
传统的过氧化二异丙苯废气处理技术中，通常采用焚烧和液体吸收法处理废气。但是采用焚烧的处理办法能源消耗很大，且工艺复杂，还会造成二次污染；而采用液体吸收法又会产生大量的废水，且处理废水费用较大。并且上述方法中不能实现废气的回收利用，在一定程度上也造成了原料浪费。
目前主要采用吸附的方法处理过氧化二异丙苯废气，例如，专利201410159392.6一种过氧化二异丙苯生产废气的处理方法，公开了采用活性炭吸附法处理过氧化二异丙苯废气的方法，这种方法虽然可以在处理废气的同时在一定程度上对废气中的异丙苯等物质的回收利用，但是这种方法依旧存在工艺流程长、能源消耗大、废气处理过程中技术复杂等问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种工艺简单、能耗低、无二次污染且能实现尾气循环利用的过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统，以保护环境和节约原料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统，包括缩合釜、尾气气囊、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、水环真空泵，所述缩合釜的顶部出气口连接有第一管道，所述第一管道与所述第一冷凝器的进气口连接，所述第一冷凝器的出气口连接有第二管道，所述第二管道与所述水环真空泵的进气口连接，所述水环真空泵的出气口连接有第三管道，所述第三管道与所述第二冷凝器的进气口连接，所述二冷凝器的出气口连接有第四管道，所述第四管道与所述尾气气囊的进口连接，所述尾气气囊的出口连接有第五管道，所述第五管道与所述缩合釜的底部放空口连接，所述尾气气囊的底部出口连接有冷凝液回收管道，所述水环真空泵依次串联连接有第三冷凝器、循环水池、增压水泵，且所述水环真空泵、第三冷凝器、循环水池、增压水泵形成闭合回路。
作为优选方案，所述缩合釜设有盘管、夹套、搅拌计、远传真空压力表、远传温度计；所述盘管设有独立冷媒，冷媒介质为循环水；所述夹套设有独立热媒，热媒介质为80℃热水。
作为优选方案，所述尾气气囊上安装有雷达液位计。
作为优选方案，所述第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器都分别设有独立冷媒，冷媒介质为均为乙二醇溶液。
作为优选方案，所述第四管道连接有第六管道，所述第六管道连接有活性炭吸附装置，且所述第六管道上安装有自动调节阀。
作为优选方案，所述第五管道连接有氮气管道，且所述第五管道和氮气管道分别安装有自动调节阀。
作为优选方案，所述冷凝液回收管道上设有自动调节阀。
作为优选方案，所述循环水池内设有两层底部相通的隔油板。
作为进一步优选方案，所述循环水池上安装有远传液位计、远传温度计、远传PH计。作为进一步优选方案，所述循环水池连接有补水管和补碱管。
作为更进一步优选方案，所述补水管和补碱管上分别安装有自动调节阀。
相较于现有技术，本发明具有如下有益技术效果：
本发明提供的过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统，不仅解决了缩合真空尾气大量排放，不能有效处理，污染大气环境的问题，还对废气中的有机物进行冷凝回收，达到降低原料消耗的目的，使用本发明的过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统使得废气排放降低90%以上，原料回收率5%以上，废气排放降低2%以下，并且采用本发明的过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统，尾气的处理与回收工艺简单、能耗低、无二次污染，使用方便，具有实用性和应用前景，相对于现有技术而言，取得了显著性进步和出乎意料的效果。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图中标号示意如下：1-缩合釜；2-尾气气囊；3-第一冷凝器； 4-第二冷凝器；5-第三冷凝器；6-水环真空泵；7-第一管道；8-第二管道；9-第三管道；10-第四管道；11-第五管道；12-冷凝液回收管道；13-循环水池；14-增压水泵；15-第六管道；16-活性炭吸附装置；17-氮气管道；18-补水管；19-补碱管；LV-雷达液位计；TI-远传温度计；PI-远传真空压力表；LI-远传液位计；S-远传pH计。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步清楚、完整地描述。
实施例
如图1所示：本实施例提供的一种过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统，包括缩合釜1、尾气气囊2、第一冷凝器3、第二冷凝器4、第三冷凝器5、水环真空泵6，所述缩合釜1的顶部出气口连接有第一管道7，所述第一管道7与所述第一冷凝器3的进气口连接，所述第一冷凝器3的出气口连接有第二管道8，所述第二管道8与所述水环真空泵6的进气口连接，所述水环真空泵6的出气口连接有第三管道9，所述第三管道9与所述第二冷凝器4的进气口连接，所述二冷凝器4的出气口连接有第四管道10，所述第四管道10与所述尾气气囊2的进口连接，所述尾气气囊2的出口连接有第五管道11，所述第五管道11与所述缩合釜1的底部放空口连接，所述尾气气囊2的底部出口连接有冷凝液回收管道12（回收的原料冷凝液通过冷凝液回收管道12从尾气气囊2中流出收集，以再利用），所述水环真空泵6依次串联连接有第三冷凝器5、循环水池13、增压水泵14，且所述水环真空泵6、第三冷凝器5、循环水池13、增压水泵14形成闭合回路。
在此基础上，
所述缩合釜1设有盘管、夹套、搅拌计、远传真空压力表PI、远传温度计TI；设有的远传温度计TI和远传真空压力表PI可以有效的测量缩合釜1内的温度和压力，实施监控反应情况；所述盘管设有独立冷媒，冷媒介质为循环水；所述夹套设有独立热媒，热媒介质为80℃热水，通过换热介质温度的控制，间接控制缩合釜1内物料的温度，保持换热介质和物料的温差，保障反应安全和反应效果。通常缩合釜1中压力在-0.04～-0.06Mpa，温度在42～44℃时，反应效果最佳。
所述尾气气囊2选用耐酸耐碱材质的储气囊，以防止循环利用的尾气中腐蚀性物质的腐蚀，延长尾气气囊2的使用寿命；所述尾气气囊2上安装有雷达液位计LV，以监控尾气气囊2的膨胀度，进而达到监控尾气气囊2的体积变化情况，以平衡尾气气囊2中混合气体的压情况，进而平衡整个尾气闭路循环系统中的压力，确保循环尾气的正常供给，使整个尾气闭路循环系统顺利、有效的运行下去。通常尾气气囊2中体积百分比在40～70%时效果最佳。
所述第一冷凝器3、第二冷凝器4、第三冷凝器5都分别设有独立冷媒，在多重冷凝器保障循环系统中尾气有效冷凝降温的同时，每个冷凝器设有独立冷媒，使得冷凝器之间互不干扰的同时，进一步提高了冷凝效果，以避免尾气从系统从挥发出去造成空气污染；为进一步提高整个循环系统的降温效果，冷凝器的冷媒介质为均采用冷却效果远远高于冰水的乙二醇溶液。
所述第四管道10连接有第六管道15，所述第六管道15连接有活性炭吸附装置16，缩合釜1中的尾气经过冷凝、水循环系统（水环真空泵6、第三冷凝器5、循环水池13、增压水泵14，水循环系统中的第三冷凝器5可以对循环水进行冷却，降低水环真空泵6因过热引起的过载现象）、冷凝处理后，尾气中残留的极小部分气体经过管道10进入管道15中，最后进入活性炭吸附装置16进行吸附处理后排出，经过最后一步活性炭吸附装置16基本可以完全除去排出气体中的污染物；为了保证活性炭吸附装置16可以对残留气体的有效吸附，在所述第六管道15上安装有自动调节阀，调节进入活性炭吸附装置16的量；同时设有的自动调节阀和活性炭吸附装置16，还具有以下作用：当尾气气囊2中的体积达到最大值时，为了保证整个循环系统的正常运行，可以打开自动调节阀，使多余的尾气经过第六管道15中排入活性炭吸附装置16中进行处理，达到既保证了循环系统的平衡又避免了污染物从尾气中排除空气中。
所述第五管道11连接有氮气管道17，以进一步实现对尾气气囊2中体积的有效控制调节，当尾气气囊2中气体体积达到最低体积时，此时尾气气囊2中的压力较低，反应釜1中的尾气可能会倒入尾气气囊2中，影响循环系统的正常运行，因此此时就需要通过氮气管道17对尾气气囊2中补入氮气，以平衡尾气气囊2中的体积与压力，进而平衡整个循环系统中的压力平衡，使得整个循环系统正常运行；为了进一步实时控制尾气气囊2中的体积与压力情况，在所述第五管道11和氮气管道17分别安装有自动调节阀，可以自动控制调节氮气进入尾气气囊2中，以及时平衡尾气气囊2中的体积与压力情况。
所述冷凝液回收管道12上设有自动调节阀，以自动打开冷凝液回收管道12，使回收的原料冷凝液从尾气气囊2中流出被收集起来重复利用。
所述循环水池13内设有两层底部相通的隔油板， 隔油板底部相通可以循环水池13保持正常液位，同时设有两层隔油板，可以回收尾气中溶于水中的油层，达到回收利用的好处，减少环境污染。
所述循环水池13上安装有远传液位计LI、远传温度计TI、远传pH计S，所述循环水池13连接有补水管18和补碱管19；所述补水管18和补碱管19上分别安装有自动调节阀。安装的远传液位计LI、远传温度计TI、远传pH计S可以实时控制循环水池13中水的液位、温度及pH值，达到最佳的循环冷却及尾气处理效果，当循环水池13中液位过低或pH值偏低时，可以打开自动调节阀，及时通过补水管18和补碱管19进行水位和pH值的调节；通常而言，循环水池13的温度在15～25℃，pH值在7～10时，循环水池的作用效果较佳。
本发明所述的过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统的使用过程如下：
缩合釜1中反应产生的尾气在水环真空泵6的作用下从缩合釜1的顶部出气口被抽出，先经过第一冷凝器3进行初步冷却降温，接着进入水循环系统中进行处理：经过第一冷凝器3降温后的尾气在水环真空泵6的作用下，进入第三冷凝器5中二次降温，接着进入循环水池13中进行隔油净化，令尾气中的气相成分、油相成分与水分离，分离后的气相成分在增压水泵14的作用下，进入水环真空泵6中，循环往复处理，直至尾气中大部分有机杂质均被吸收处理；剩余的尾气从水环真空泵6经过第二冷凝器4的再次降温（也可以对循环水进行冷却，降低水环真空泵6因过热引起的过载现象），接着通过第四管道10输送到尾气气囊2中，最后在尾气气囊2的作用下，从缩合釜1的底部放空口进入到缩合釜1中，上述过程循环反复进行，在此循环反复过程中，尾气中的有效原料被冷凝成液体，通过冷凝液回收管道12从尾气气囊2的底部出口流出被收集起来重复利用，这样就实现了过氧化二异丙苯缩合反应中的尾气循环利用，整个尾气处理过程是闭合的循环路线，减少了环境污染同时还实现了原料回收，降低原料成本，同时利用顺循环系统也节约了循环水的使用。
需要说明的是，上述循环系统中，尾气气囊2不仅仅起到尾气原料的储存与供给的作用，同时由于尾气气囊2的平衡作用，可以避免整个循环系统中出现压力失衡的现象，从而使得整个循环系统可以正常有序的循环反复进行。
综上所述可见：本发明提供的过氧化二异丙苯缩合尾气闭路循环系统，可以有效净化处理尾气中的污染物，降低环境污染，同时还可以有效回收尾气中的有机物原料，节约原料，降低原料成本，且整个尾气的处理与回收工艺简单、循环水用量少、能耗低、无二次污染，使用方便，具有实用性和应用前景，相对于现有技术而言，取得了显著性进步和出乎意料的效果。
最后有必要在此说明的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。