CN101966419A - 磺化反应中三氧化硫尾气处理装置 - Google Patents

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方银军
邹欢金
胡剑品
汪家众
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Abstract

本发明涉及一种磺化反应中三氧化硫尾气处理装置。目的是提供一个设计合理、操作简单、能用于各种磺化产品尾气处理的装置。技术方案是：磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，包括两端分别接通磺化反应器物料进口以及物料泵的有机料输入管；该装置还包括一尾气吸收塔，塔内由上而下依次设置上填料层、喷淋头、下填料层和气料腔；尾气吸收塔顶端的上输出口接通静电除雾器；尾气吸收塔底端的下输出口通过管道依次串接第三阀门和循环泵后分为二路，一路接通所述的喷淋头；另一路串接第二阀门后接通磺化反应器的有机料输入管；所述气料腔的壁部制有一接通磺化反应器的气液分离器尾气出口的尾气输入口，以及一接通磺化反应器的有机料输入管的物料输入口。

Description

磺化反应中三氧化硫尾气处理装置
技术领域
本发明涉及一种磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，属于化工生产技术领域。
背景技术
我国自上世纪80年代引进第一套SO3气体膜式磺化装置生产烷基苯磺酸，替代传统的发烟酸磺化装置，是一次飞跃式的技术进步，使得产品的收率大幅提高，废酸产生量大幅减少。随后SO3膜式磺化技术发展迅猛，目前国内有1t/h、1.6t/h、2.0t/h、3.0t/h、3.8t/h、5t/h各种规模装置大小100多套在运行；这些装置在设备制作、控制仪表方面均已实现了国产化。在运行的装置中，不管是引进Chemithon的，还是引进意大利Ballestra的或是国产化技术，尾气处理方法基本雷同，夹带着有机物料的尾气(由于膜式磺化SO3同有机物料反应摩尔比略微过量，尾气中含有一定量的SO3气体和因转化率不够而存在的SO2气体)，经气液分离器、旋风分离器，进入静电除雾器，经过电除尘后的尾气经过酸洗塔洗涤后排入大气。这个工艺同发烟酸磺化相比无疑是先进的，但随着市场竞争的日趋激烈和社会对企业节能减排的要求不断提高，尾气排放工艺有待进一步改进。
气液分离器分离出的尾气夹带着有机雾滴进入旋风分离器后，有部分雾滴被分离，在气旋的作用下，顺分离器壁排出；由于尾气中SO3气体的存在，有机雾滴易发生过磺化使物料色泽加深，或酸解产生较多二噁烷，影响产品质量；而进入静电除尘器的有机酸，在高压电场的作用下，有机酸和无机酸被吸附在阳极板上，缓缓地流下，汇集在除尘器底部排出；由于这些带负电的酸液在静电除尘器中同尾气是逆阻流动的，在过量的SO3气体作用下，这部分酸到了静电除尘器底部就成了黑酸，俗称静电酸(活性物含量低，色泽发黑无法再利用)。生产AES、K12、LAS等产品所产生静电酸的量约占有机料的0.1％～0.2％，生产AOS所产生静电酸的量约占有机料的0.4％～0.5％，使原料造成了巨大的浪费。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述磺化反应尾气处理工艺的不足，提供一个设计合理、操作简单、能用于各种磺化产品尾气处理的装置。
本发明提供的技术方案是：磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，包括两端分别接通磺化反应器物料进口以及物料泵的有机料输入管；其特征在于该装置还包括一尾气吸收塔，尾气吸收塔的顶端和底端分别设置一输出口，塔内由上而下依次设置上填料层、喷淋头、下填料层和气料腔；尾气吸收塔顶端的上输出口接通静电除雾器；尾气吸收塔底端的下输出口通过管道依次串接第三阀门和循环泵后分为二路，一路接通尾气吸收塔内的喷淋头；另一路串接第二阀门后接通磺化反应器的有机料输入管；所述气料腔的壁部制有二个输入口，其中的尾气输入口通过管道接通磺化反应器底端的气液分离器尾气出口以引入三氧化硫尾气；另一个物料输入口通过串接着第一阀门的管道也接通磺化反应器的有机料输入管以输入所需量的有机物料。
所述有机料输入管的自物料泵至磺化反应器物料进口之间部位，先接入通往气料腔的物料输入口的管道，再接入通往喷淋头的管道。
所述第一阀门、第二阀门、第三阀门分别配装一流量计。
所述的有机料包括以下物质的任一种：脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯、直链烷基苯、天然油脂、烯烃。
所述循环泵的流量(即尾气吸收塔自身循环的流量)为0.1t/h～5t/h。
所述循环泵出口压力为0.05MPa～1MPa。
所述的尾气吸收塔中的填料为鲍尔环、陶瓷、不锈钢或四氟丝(聚四氟乙烯丝)。
所述经过第二阀门的物料(即混入磺化反应器的塔釜底料)流量为10kg/h～500kg/h。
所述尾气吸收塔气料腔内的有机料(即循环有机料)液位为1％～50％。
本发明的操作步骤是：
A、开启物料泵1、打开第一阀门3，通过物料输入口往尾气吸收塔内泵入一定量的有机料，进料结束后关闭阀门；
B、打开第三阀门5、启动吸收循环泵6，有机料由循环泵6、喷淋头11、下填料层12及气料腔进行自身循环；调节第三阀门5可控制循环泵6出口压力；
C、有机料与气体SO3在磺化器内接触反应进入气液分离器10，出气液分离器的SO3尾气从尾气输入口进入尾气吸收塔的气料腔后上升，与上部经循环喷淋而下的有机料在填料层中接触反应吸收后，流入塔底形成塔釜底料；
D、开启第二阀门13，调节流量，通过循环泵6将一部分塔釜底料混入新鲜料后进入磺化反应器的进口一起参加磺化反应；
E、再次打开第一阀门3，对尾气吸收塔的气料腔不断补充新鲜有机料，保持塔釜循环有机料液位的稳定；
F、极少量的SO3气体通过尾气吸收塔内部的上填料层从顶端出口进入静电除雾器。
本发明与现有的技术相比，具有以下突出的优点和效果：
1、由于吸收尾气的有机料，回到磺化器，同时经过吸收分离塔时的尾气气速降低，所夹带的有机料量很小，使原料得到了充分的利用，产品的得率进一步提高。
2、开停车时可用塔内的有机料作为吸收料，保证开停正常，省掉了用酸吸收塔开停车，减少了废酸的产生。
3、由于循环液有机料是绝对过量的，尾气中SO3几乎被完全吸收，进入静电器的微量有机酸、无机酸不再会被SO3作用而变成黑酸，静电酸的色泽由黑色变为深色，酸量可减少80％以上，活性物含量变为60％，及时中和后可用于其它商品形式。
附图说明
图1是本发明所述三氧化硫尾气处理装置的结构示意图。
图中，1为物料泵、6为循环泵，2为第一阀门、5为第三阀门、13为第二阀门，3、8、14均为流量计，4为气料腔，7为压力表，9为磺化反应器，10为气液分离器，11为喷淋头，12为下填料层，15为上填料层，20为尾气吸收塔。
具体实施方式
磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，包括有机料输入管，该输入管的两端分别接通磺化反应器物料进口以及物料泵1；该装置还包括一尾气吸收塔20，尾气吸收塔的顶端和底端分别设置一输出口，塔内由上而下依次设置上填料层15、喷淋头11、下填料层12和气料腔4(整个结构与现有的气体吸收塔结构类同)；尾气吸收塔顶端的上输出口接通静电除雾器；尾气吸收塔底端的下输出口通过管道依次串接第三阀门5和循环泵6后分为二路，一路接通尾气吸收塔内的喷淋头11；另一路串接第二阀门13后接通磺化反应器的有机料输入管(图中可知是靠近磺化反应器物料进口一侧)；所述气料腔的壁部制有二个输入口，其中的尾气输入口通过管道接通磺化反应器底端的气液分离器10尾气出口以引入三氧化硫尾气；另一个物料输入口通过串接着第一阀门2的管道也接通磺化反应器的有机料输入管(图中可知是靠近物料泵1一侧)以输入所需量的有机物料。
所以，有机料输入管的自物料泵1至磺化反应器物料进口之间部位，先接入通往气料腔4的物料输入口的管道，再接入通往喷淋头11的管道。
所述第一阀门2、第二阀门14、第三阀门5分别配装流量计3、流量计14和流量计8。
图中还可知：SO3混合气从磺化反应器的顶端输入；从磺化反应器底端的气液分离器的底端出口输出的液态反应物料，引至中和系统进一步处理。
下面结合实施例对本发明使用情况进一步说明。
实施例1
3.8t/h磺化脂肪醇聚氧乙烯醚制备AES生产中SO3尾气的处理：开有机料(脂肪醇聚氧乙烯醚)进尾气吸收塔阀门2(第一阀门)，往吸收塔20进约8％液位，进料结束后关闭阀门2，打开吸收塔底部阀门5(第三阀门)，启动循环泵6，尾气吸收塔自身打循环；调节循环泵出口压力到0.4MPa，循环流量为2.5t/h。从气液分离器10出来的SO3尾气与逆流喷淋而下的有机料反应吸收，反应2分钟后，打开吸收料进磺化器阀门13(第二阀门)，通过循环泵打入磺化器与新鲜的有机料一起参与反应，并调节流量为190kg/h，同时开有机料(脂肪醇聚氧乙烯醚)进尾气吸收塔阀门2，往塔内补充新鲜的有机料，流量为190kg/h，以保证塔内液位的稳定。
实施例2
1.6t/h磺化菜油制备皮革加脂剂生产中SO3尾气的处理：开有机料(菜油)进尾气吸收塔阀门2(第一阀门)，往吸收塔20进约6％液位，进料结束后关闭阀门2，打开吸收塔底部阀门5(第三阀门)，启动循环泵6，尾气吸收塔自身打循环；调节循环泵出口压力到0.3MPa，循环流量为1.1t/h。从气液分离器10出来的SO3尾气与逆流喷淋而下的有机料反应吸收，反应5分钟后，打开吸收料进磺化器阀门13(第二阀门)，通过循环泵6打入磺化器与新鲜的有机料一起参与反应，并调节流量为100kg/h，同时开有机料(菜油)进尾气吸收塔阀门2，往塔内补充新鲜的有机料，流量为100kg/h，以保证塔内液位的稳定。

Claims (9)

1.磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，包括两端分别接通磺化反应器物料进口以及物料泵(6)的有机料输入管；其特征在于该装置还包括一尾气吸收塔(20)，尾气吸收塔的顶端和底端分别设置一输出口，塔内由上而下依次设置上填料层(15)、喷淋头(11)、下填料层(12)和气料腔(4)；尾气吸收塔顶端的上输出口接通静电除雾器；尾气吸收塔底端的下输出口通过管道依次串接第三阀门(5)和循环泵(6)后分为二路，一路接通尾气吸收塔内的喷淋头(11)；另一路串接第二阀门(13)后接通磺化反应器的有机料输入管；所述气料腔的壁部制有二个输入口，其中的尾气输入口通过管道接通磺化反应器底端的气液分离器(10)尾气出口以引入三氧化硫尾气；另一个物料输入口通过串接着第一阀门(2)的管道也接通磺化反应器的有机料输入管以输入所需量的有机料。
2.根据权利要求1所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：所述有机料输入管的自物料泵(1)至磺化反应器物料进口之间部位，先接入通往气料腔(4)的物料输入口的管道，再接入通往喷淋头(11)的管道。
3.根据权利要求1或2所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：所述第一阀门(2)、第二阀门(13)、第三阀门(5)分别配装一流量计。
4.根据权利要求3所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：所述的有机料包括以下物质的任一种：脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯、直链烷基苯、天然油脂、烯烃。
5.根据权利要求4所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：所述尾气吸收塔(4)中的填料为鲍尔环、陶瓷、不锈钢或四氟丝。
6.根据权利要求5所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：所述循环泵(6)的流量为0.1t/h～5t/h。
7.根据权利要求6所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：所述循环泵(6)出口压力为0.05MPa～1MPa。
8.根据权利要求7所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：经过第二阀门(13)的物料流量为10Kg/h～500Kg/h。
9.根据权利要求8所述的磺化反应中三氧化硫尾气处理装置，其特征在于：所述尾气吸收塔气料腔内的有机料液位为1％～50％。
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