CN101348534A - 在聚氯乙烯生产中实现盐酸闭路循环杜绝汞污染的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是在聚氯乙烯生产中实现氯化氢和盐酸闭路循环杜绝汞污染的方法，该发明能够维持氯化氢吸收和解吸系统的水平衡，避免含汞盐酸排出系统。氯化氢吸收过程为分段低温吸收，分别采用循环盐酸和工艺水对含氯化氢工艺气体进行洗涤。解吸采用单段塔式解吸间接加热，解吸的氯化氢返回氯乙烯合成系统，稀盐酸返回吸收系统。这样可以降低氯化氢消耗，避免氯化氢造成的酸性水污染，杜绝了汞对环境造成的污染。在解吸塔气体出口设置的冷凝器产生的不含汞的冷凝盐酸作为副产盐酸出售。

Description

在聚氯乙烯生产中实现盐酸闭路循环杜绝汞污染的方法

所属技术领域

本发明涉及的是化学工业中的聚氯乙烯行业，该发明是在聚氯乙烯生产中实现氯化氢和盐酸的闭路循环杜绝汞污染的方法，该发明能够在操作中有效的维持氯化氢吸收和解吸系统的水平衡，杜绝含汞盐酸排出该系统，并且可以有效的回收氯乙烯单体合成过程中的过量氯化氢，使其返回工艺系统降低氯化氢消耗，避免氯化氢造成的酸性水污染，特别是可以杜绝氯化汞对环境造成的污染，实现污染物质的资源化和循环利用。

背景技术

目前在国内的聚氯乙烯行业中广泛采用电石法，该方法是以氯化钠电解产生的氯气和氢气合成氯化氢，再和乙炔装置制得的乙炔混合后合成氯乙烯单体，由于在氯乙烯合成过程中乙炔和氯化氢的配比采用氯化氢过量的方式进行反应，并且在合成过程采用氯化汞做为催化剂，操作过程中存在氯化汞升华转移到气相。所以在经过转化器合成的粗氯乙烯中含有过量的氯化氢以及升华的氯化汞，尽管在工艺过程中设置除汞器采用活性炭吸附的办法对氯化汞进行脱除，但是在进行气体洗涤的过程中依然会产生含汞的副产盐酸和酸性水，所以在副产盐酸使用过程中以及酸性水的排放均造成重金属汞对环境的污染，同时酸性水的排放会造成消耗增加和成本的升高以及氯化氢对环境的污染。

发明内容

在现有氯乙烯生产装置中存在着如下的工艺缺陷：为了除去粗氯乙烯中过量的氯化氢，在生产实践中，均采用的单段吸收工艺，第一种方法是采用泡沫酸洗塔，该方法为绝热吸收过程，无法将氯化氢的溶解热及时排出吸收系统，使得泡沫酸洗塔系统的操作温度上升，使氯化氢吸收的工艺条件恶化。第二种方法是采用循环吸收法，该方法采用换热的方式，将氯化氢的溶解热排出系统，但是由于盐酸的循环使用，造成循环酸浓度升高后，减小了吸收过程的传质推动力，也不利于氯化氢的吸收，这样不能形成有效的浓度梯度和温度梯度，以此来保证酸洗系统出口气体中氯化氢含量的工艺指标，在实际生产中，为了保证该部分工艺过程氯乙烯气体中氯化氢含量不超标，只能采用加大吸收水量的方法，这样就不能够形成液体的闭路循环，产生部分含汞的副产盐酸，只能做为副产品出售，在该部分盐酸使用过程中必然会造成汞对环境的污染。

本发明提供一种实现盐酸闭路循环的工艺流程，为实现完全闭路循环的目标，首先控制进入系统的水量，将原料气体冷冻干燥产生不含汞的冷凝盐酸作为副产品出售，不加入循环酸洗系统，并且充分利用系统的蒸发能力，有意识造成循环系统的亏水，为加大洗涤水用量创造条件。其吸收过程为分段低温吸收，分别采用循环酸洗涤和工艺水洗涤，形成有效的浓度和温度梯度，对解吸过程的工艺参数进行调整，使其有利于在加大洗涤水用量以后系统的水量平衡，对于在吸收和解吸过程中的热量和冷量设置换热器进行回收。回收的氯化氢返回氯乙烯合成的进料系统循环使用。在解吸塔气体出口设置的冷凝器产生的不含汞的冷凝盐酸作为副产盐酸出售。

在氯化氢吸收过程中由于粗氯乙烯中夹带有催化剂和活性炭粉末，还有升华的氯化汞，对于进入液相的氯化汞和固体粉尘，本发明采用固定床对循环盐酸进行过滤和吸附的方法维持液体清洁，使用后含有氯化汞的固定床填料和废催化剂一起送回催化剂生产厂家。这样分别实现了氯化氢和氯化汞的闭路循环，避免了含汞副产盐酸对环境的污染。以此工艺方法来维持循环盐酸的清洁和组成的稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案特征是：

1、为维持酸洗系统的水平衡，对于氯化氢和乙炔混合后冷冻脱水得到的盐酸直接做为产品出售，而不进入解吸系统。由于该部分盐酸没有氯化汞的污染，且质量较好可以做为正品盐酸出售，不会造成氯化汞的污染；

2、在解吸塔出口设置冷凝器产生的冷凝盐酸做为副产品出售。由于该部分盐酸没有氯化汞的污染，且质量较好可以做为正品盐酸出售，不会造成氯化汞的污染；

3、对于吸收过程为了保证足够的浓度梯度，采用加入酸洗塔的液体分级加入的方法，塔的下部加入解吸后的循环盐酸，塔的上部加入工艺用水；

4、由于氯化氢溶解于水以后热效应的存在，为维持酸洗塔的操作温度保证吸收效果，将热量及时排出系统采用塔外循环换热方式进行分段冷却；

5、为回收物料循环中的冷量和热量，采用换热设备对冷量和热量进行回收；

6、为保证循环盐酸的清洁，除去前道工序夹带过来的催化剂粉尘和升华的氯化汞，在系统内设置吸附及过滤设施，吸附和过滤后的吸附剂好滤料与废催化剂一起进行处理

7、由于采取了有利于水量平衡的有效措施，可以在系统内加入一定量的工艺水保证气体出口的工艺指标。

这样就达到了满足气体净化工艺要求，回收氯化氢和避免氯化汞污染的三重目的，实现了氯化氢在装置内的循环利用和氯化汞在产业链条内的循环利用，从而避免了氯化汞的流失和污染。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图是本发明的工艺流程原理图。所附图纸：酸洗塔(1)、浓酸泵(2)、浓酸冷却器(3)、浓酸过滤器(4)、换热器(5)、解吸塔(6)、再沸器(7)、循环酸冷却器(8)、稀酸泵(9)、稀酸冷却器(10)、冷凝器(11)、工艺水冷却器(12)。

各设备功能：

(1)酸洗塔：对粗氯乙烯气体进行洗涤，除去其中的氯化氢气体，得到浓盐酸；

(2)浓酸泵：保证循环盐酸在系统内的循环；

(3)浓酸冷却器：降低循环盐酸的温度，将氯化氢的吸收热效应引出系统；

(4)浓酸过滤器：除去盐酸中的悬浮物和浓缩的氯化汞；

(5)换热器：将解吸后的热盐酸和待解吸的冷盐酸进行换热，提高系统的热效率；

(6)解吸塔：采用加热的方法，将浓盐酸中的氯化氢解吸出来，得到氯化氢；

(7)再沸器：为解吸塔的操作提供热量；

(8)循环酸冷却器：对加入酸洗塔的循环盐酸进行冷却，保证工艺指标；

(9)稀酸泵：保证稀盐酸在系统内的循环；

(10)稀酸冷却器：降低稀盐酸的温度，将氯化氢的吸收热效应引出系统；

(11)冷凝器：对解吸塔顶得到的氯化氢气体进行冷凝，保证为后工序提供的氯化氢满足工艺要求，同时得到冷凝盐酸；

(12)工艺水冷却器：对加入酸洗塔的工艺水进行冷却，保证工艺指标；

具体实施方式

流程简述：1、氯乙烯流程：来自氯乙烯合成系统的粗氯乙烯经除汞器除汞后，进入酸洗塔下段底部，在填料层内和在塔内自上而下喷淋下来的循环盐酸逆流接触，完成传质过程，气相中的氯化氢溶解于液相，通过填料层后气体继续上升，在板式塔段与新加入塔内较低浓度的循环盐酸逆流接触，继续吸收其中的氯化氢然后进入酸洗塔上段。进入酸洗塔上段底部，在填料层内和在塔内自上而下喷淋下来的循环稀盐酸逆流接触，完成传质过程，气相中的氯化氢进一步溶解于液相，通过填料层后气体继续上升，在板式塔段和新加入塔内的工艺水逆流接触，继续吸收其中的氯化氢然后进入后部工序。

2、循环盐酸流程：循环盐酸在酸洗塔下段填料段吸收氯化氢，升温后的盐酸经浓酸泵加压后经浓酸冷却器，在此移出热量、降低温度以后返回填料层顶部，重新进入吸收过程、完成冷却、吸收的循环。部分循环浓盐酸进入解吸系统，首先进入换热器和解吸后的循环盐酸进行换热，回收热量提高温度，然后进入解吸塔顶部，与塔内上升的气体进行换热，同时完成解吸过程，解吸的热量由塔底再沸器提供。解吸后的循环盐酸经泵加压后和进酸洗塔液体换热，降低温度以后进入冷却器，冷却后进入吸收塔下段板式塔段顶部。在该段逐板下降，逐段增浓，最后进入填料段。以此方式完成闭路循环。

3、工艺水及稀盐酸流程：来自供水系统的工艺水经过冷却后进入酸洗塔顶部，在板式塔段和上升的气体逆流接触，吸收其中的氯化氢，进入填料段以后和循环稀盐酸会合以后在填料段内进一步吸收气体中的氯化氢。根据系统的水量平衡情况，采用稳定小量的原则，将稀酸系统的赢余液量排入循环盐酸系统。

4、解吸氯化氢气体流程：自解吸塔顶排出的解吸气进入冷凝器内，经过冷凝以后氯化氢气体返回系统，冷凝盐酸进入产品贮槽，作为产品出售。

Claims (6)

1.一套用于聚氯乙烯行业的工艺装置，该装置包括由工艺管道相连接的酸洗塔、浓酸泵、浓酸冷却器、稀酸泵、稀酸冷却器、换热器、解吸塔、再沸器、冷凝器、循环泵、过滤器组成。其特征是：循环盐酸在酸洗塔吸收工艺气体中的氯化氢，在解吸塔中将部分氯化氢进行解吸，实现氯化氢的循环利用。

2.根据权利要求1所述的工艺流程，其特征是：酸洗塔由上下两段构成，下段采用循环解吸盐酸做为吸收剂，上段采用工艺水做为吸收剂。两段分别设有填料层的循环冷却吸收段和单程绝热吸收段。该部分的酸洗设备也可以是分为两台或多台设备。

3.根据权利要求1所述的工艺流程，其特征是：加入解吸塔的盐酸只包括酸洗塔所得到的盐酸，不包括原料气冷冻干燥产生的盐酸。

4.根据权利要求1所述的工艺流程，其特征是：解吸塔顶设置冷凝器，分离得到的盐酸不返回系统。

5.根据权利要求1所述的工艺流程，其特征是：在酸洗塔出口设置过滤器，采用吸附、过滤的方法除去循环盐酸中的固体颗粒和溶解于盐酸中的氯化汞。

6.根据权利要求1所述的工艺流程，其特征是：由于上述措施可以保证，在系统没有液体物料排放的条件下，加入一定量的工艺水，这样可以保证出口气体的工艺指标，同时也没有污染物的排放。

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