CN105836708A - 一种利用新型规整填料分离提纯HCl的装置及方法 - Google Patents

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黄益平
周俊超
李凭力
刘春江
徐义明
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Abstract

本发明公开一种利用新型规整填料分离提纯HCl的装置，HCl尾气塔出口分为两个支路，一条支路与第一吸收塔底部入口连接，另一条支路与第二吸收塔底部入口连接；第一吸收塔顶部入口连接吸收液塔，第一吸收塔顶部出口连接有机气体回收装置，底部出口连接第二吸收塔顶部入口；第二吸收塔顶部出口并入第一吸收塔顶部出口流股，第二吸收塔底部出口经液体泵与脱吸塔的底部入口连接；脱吸塔顶部入口与浓盐酸塔连接，脱吸塔底部出口并入第一吸收塔底部出口流股，脱吸塔顶部出口采出HCl。本发明利用压差进行物料流股的输送，节省相关传动设备；提高了气液传质传热效率；提高了资源利用率，促进清洁生产，降低生产成本。

Description

一种利用新型规整填料分离提纯HCl的装置及方法
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，涉及副产HCl尾气中分离提纯HCl的技术，具体涉及一种利用新型规整填料分离提纯HCl的装置及方法。
背景技术
氯化氢是氯元素的重要存在形态， 也是非常重要的化工产品和原料。主要用于生产PVC、 聚氨酯、 环氧树脂、 有机硅、 合成橡胶、 氟氯烃、 TiO2 涂料及一些农用化学品、 建筑材料和一些医药制剂等。
化工生产大量消耗氯气的同时， 通常产生等摩尔的氯化氢气体， 因此氯化氢是工业上一种常见的副产物。而HCl是一种价格便宜、 很难处理的化学品， 过去常采用水吸收法制成盐酸出售或用碱液中和后排放。将HCl直接转化成 Cl2加以利用， 实现氯元素在工业体系中的循环利用和反应过程的零排放， 带来巨大的经济效益， 符合当代资源循环型社会发展的总体要求。原有技术中没有回收副产气， 造成很大的浪费， 而且会产生污染。
尤其是近年来我国氯化学品的迅速发展，特别是近十年来有机氯产品规模的迅速扩大，产生了大量的副产氯化氢，副产氯化氢的总量呈现逐年递增态势。当工艺系统不能回用时，造成了资源的极大浪费。因此开发一种高效节能的氯回收资源化利用技术是亟需的。
发明内容
发明目的： 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种高效节能、气液传质传热效率高、绿色环保的利用新型规整填料分离提纯HCl的装置及方法。
技术方案： 本发明所述的一种利用新型规整填料分离提纯HCl的装置，包括HCl尾气塔、第一吸收塔、第二吸收塔和脱吸塔；所述HCl尾气塔出口分为两个支路，一条支路与所述第一吸收塔底部入口连接，另一条支路与所述第二吸收塔底部入口连接；所述第一吸收塔顶部入口连接吸收液塔，第一吸收塔顶部出口连接有机气体回收装置，底部出口连接所述第二吸收塔顶部入口；所述第二吸收塔顶部出口并入所述第一吸收塔顶部出口流股，第二吸收塔底部出口经液体泵与所述脱吸塔的底部入口连接；所述脱吸塔顶部入口与浓盐酸塔连接，脱吸塔底部出口并入所述第一吸收塔底部出口流股，脱吸塔顶部出口连接HCl收集装置或耗氯装置。
进一步地，为提高气液传质传热效率，所述第一吸收塔、第二吸收塔以及脱吸塔中均装有新型开窗导流式规整填料。
进一步地，所述的新型开窗导流式规整填料包括若干平行区域，所述若干平行区域分为单模块安装区域和多模块安装区域，所述单模块安装区域和多模块安装区域由填料模块安装构成；所述填料模块由若干模块单元构成，所述模块单元由开窗导流式填料片构成。
进一步地，所述吸收液塔内装有脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物。
本发明还提供一种采用上述装置进行分离提纯HCl的方法，包括如下步骤：
（1）将副产HCl尾气从第一吸收塔底部入口通入，脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物由第一吸收塔顶部入口通入，使副产HCl尾气与脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物在第一吸收塔进行逆流交换吸收，塔顶得到有机气体，通入有机气体回收装置并入原料流股；塔底得到盐酸，并进行冷却处理；
（2）步骤（1）中冷却后的盐酸直接进入第二吸收塔顶，再与副产HCl尾气进行逆流吸收交换，最终塔底得到盐酸；塔顶同样得到有机气体，并入第一吸收塔顶出口流股，通入有机气体回收装置并入原料流股；
（3）第二吸收塔所得盐酸再进入脱吸塔底，与塔顶喷淋而下的浓盐酸进行逆流解吸，从而在脱吸塔塔顶得到HCl气体，经冷却干燥得到HCl。
进一步地，所述第一吸收塔的操作压力为0.5~1.0MPa，液气体积流量比为3~10。
进一步地，所述第一吸收塔的塔底盐酸浓度为15~20%。
进一步地，所述第二吸收塔的操作压力为0.1~0.5MPa，液气体积流量比为1~5。
进一步地，所述第二吸收塔的塔底盐酸浓度为30~35%。
有益效果： （1）本发明采用两级压差吸收工艺，第一吸收塔操作压力为0.5~1.0MPa，第二吸收塔操作压力为0.1~0.5MPa，利用级差进行物料流股的输送，节省相关传动设备；（2）涉及塔器中均采用新型开窗导流式规整填料组件，提高液相自分布能力，同时提高了气液传质传热效率；（3）采用本装置搭配适当的工艺参数，最终可得到纯度达99%以上的HCl；（3）整个工艺实现了HCl回收资源化利用，充分提高了资源利用率，促进清洁生产，降低生产成本，达到氯化氢气体的零排放，节能环保，是一种绿色工艺，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
其中：1、HCl尾气塔，2、第一吸收塔，3、第二吸收塔，4、脱吸塔，5、吸收液塔，6、液体泵。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例 1 ：一种利用新型规整填料分离提纯HCl的装置，包括HCl尾气塔1、第一吸收塔2、第二吸收塔3和脱吸塔4；所述HCl尾气塔1出口分为两个支路，一条支路与所述第一吸收塔2底部入口连接，另一条支路与所述第二吸收塔3底部入口连接；所述第一吸收塔2顶部入口连接吸收液塔5，第一吸收塔2顶部出口连接有机气体回收装置，底部出口连接所述第二吸收塔3顶部入口；所述第二吸收塔3顶部出口并入所述第一吸收塔2顶部出口流股，第二吸收塔3底部出口经液体泵6与所述脱吸塔4的底部入口连接；所述脱吸塔4顶部入口与浓盐酸塔连接，脱吸塔4底部出口并入所述第一吸收塔2底部出口流股，脱吸塔4顶部出口连接HCl收集装置或耗氯装置。
本装置中，第一吸收塔2、第二吸收塔3以及脱吸塔4中均装有新型开窗导流式规整填料；所述的新型开窗导流式规整填料包括8个平行区域，两端为单模块安装区域，中间6个平行区域均为多模块安装区域，多模块安装区域内的每个平行区域划分为6个分区域，共分为38个分区域，并依次编号，在每个分区域内利用射频识别编码定位安装填料模块，在多模块安装区域内按从一端开始至另一端结束的安装顺序安装填料模块；上层规整填料塔盘相对于下层规整填料塔盘沿同一方向旋转90°；本实施例中填料模块由开窗导流式填料片依次排列组成；吸收液塔5内装有常压下脱盐水与盐酸的共沸物。
采用上述装置进行分离提纯HCl的方法，包括如下步骤：
（1）将副产HCl尾气从第一吸收塔底部入口通入，脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物由第一吸收塔顶部入口通入，使副产HCl尾气与脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物在第一吸收塔进行逆流交换吸收，塔顶得到有机气体，通入有机气体回收装置并入原料流股；其中，第一吸收塔的操作压力为0.8 MPa，液气体积流量比为6；塔底得到浓度为18~20%的盐酸，并进行冷却处理；
（2）步骤（1）中冷却后的盐酸直接进入第二吸收塔顶，再与副产HCl尾气进行逆流吸收交换，其中，第二吸收塔的操作压力为0.45 MPa，液气体积流量比为4，最终塔底得到盐酸浓度为33~35%；塔顶同样得到有机气体，并入第一吸收塔顶出口流股，通入有机气体回收装置并入原料流股；
（3）第二吸收塔所得盐酸再进入脱吸塔底，与塔顶喷淋而下的浓盐酸进行逆流解吸，从而在脱吸塔塔顶得到HCl气体，经冷却干燥得到浓度为99.3%的HCl。
实施例 2 ：本实施例中的装置与实施例1中相同，其不同在于本实施例中吸收液塔内装有脱盐水。
采用上述装置进行分离提纯HCl的方法，包括如下步骤：
（1）将副产HCl尾气从第一吸收塔底部入口通入，脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物由第一吸收塔顶部入口通入，使副产HCl尾气与脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物在第一吸收塔进行逆流交换吸收，塔顶得到有机气体，通入有机气体回收装置并入原料流股；其中，第一吸收塔的操作压力为0.55 MPa，液气体积流量比为3；塔底得到浓度为15~17%的盐酸，并进行冷却处理；
（2）步骤（1）中冷却后的盐酸直接进入第二吸收塔顶，再与副产HCl尾气进行逆流吸收交换，其中，第二吸收塔的操作压力为0.15 MPa，液气体积流量比为1，最终塔底得到盐酸浓度为30~32%；塔顶同样得到有机气体，并入第一吸收塔顶出口流股，通入有机气体回收装置并入原料流股；
（3）第二吸收塔所得盐酸再进入脱吸塔底，与塔顶喷淋而下的浓盐酸进行逆流解吸，从而在脱吸塔塔顶得到HCl气体，经冷却干燥得到浓度为99.0%的HCl。
实施例 3 ：本实施例中的装置与实施例1中相同。
采用上述装置进行分离提纯HCl的方法，包括如下步骤：
（1）将副产HCl尾气从第一吸收塔底部入口通入，脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物由第一吸收塔顶部入口通入，使副产HCl尾气与脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物在第一吸收塔进行逆流交换吸收，塔顶得到有机气体，通入有机气体回收装置并入原料流股；其中，第一吸收塔的操作压力为1 MPa，液气体积流量比为10；塔底得到浓度为16~18%的盐酸，并进行冷却处理；
（2）步骤（1）中冷却后的盐酸直接进入第二吸收塔顶，再与副产HCl尾气进行逆流吸收交换，其中，第二吸收塔的操作压力为0.5 MPa，液气体积流量比为5，最终塔底得到盐酸浓度为32~34%；塔顶同样得到有机气体，并入第一吸收塔顶出口流股，通入有机气体回收装置并入原料流股；
（3）第二吸收塔所得盐酸再进入脱吸塔底，与塔顶喷淋而下的浓盐酸进行逆流解吸，从而在脱吸塔塔顶得到HCl气体，经冷却干燥得到浓度为99.1%的HCl。
本发明实施例得到的高纯度盐酸可作为原料气返回到耗氯装置得到了资源化回用，也可以收集保存待用；充分提高了资源利用率，促进清洁生产，降低生产成本 达到氯化氢气体的零排放。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.一种利用新型规整填料分离提纯HCl的装置，其特征在于：包括HCl尾气塔、第一吸收塔、第二吸收塔和脱吸塔；所述HCl尾气塔出口分为两个支路，一条支路与所述第一吸收塔底部入口连接，另一条支路与所述第二吸收塔底部入口连接；所述第一吸收塔顶部入口连接吸收液塔，第一吸收塔顶部出口连接有机气体回收装置，底部出口连接所述第二吸收塔顶部入口；所述第二吸收塔顶部出口并入所述第一吸收塔顶部出口流股，第二吸收塔底部出口经液体泵与所述脱吸塔的底部入口连接；所述脱吸塔顶部入口与浓盐酸塔连接，脱吸塔底部出口并入所述第一吸收塔底部出口流股，脱吸塔顶部出口连接HCl收集装置或耗氯装置。
2.根据权利要求1所述的利用新型规整填料分离提纯HCl的装置，其特征在于：所述第一吸收塔、第二吸收塔以及脱吸塔中均装有新型开窗导流式规整填料。
3.根据权利要求2所述的利用新型规整填料分离提纯HCl的装置，其特征在于：所述的新型开窗导流式规整填料包括若干平行区域，所述若干平行区域分为单模块安装区域和多模块安装区域，所述单模块安装区域和多模块安装区域由填料模块安装构成；所述填料模块由若干模块单元构成，所述模块单元由开窗导流式填料片构成。
4.根据权利要求1所述的利用新型规整填料分离提纯HCl的装置，其特征在于：所述吸收液塔内装有脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物。
5.采用上述1~4任一项所述的装置进行分离提纯HCl的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将副产HCl尾气从第一吸收塔底部入口通入，脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物由第一吸收塔顶部入口通入，使副产HCl尾气与脱盐水或常压下脱盐水与盐酸的共沸物在第一吸收塔进行逆流交换吸收，塔顶得到有机气体，通入有机气体回收装置并入原料流股；塔底得到盐酸，并进行冷却处理；
（2）步骤（1）中冷却后的盐酸直接进入第二吸收塔顶，再与副产HCl尾气进行逆流吸收交换，最终塔底得到盐酸；塔顶同样得到有机气体，并入第一吸收塔顶出口流股，通入有机气体回收装置并入原料流股；
（3）第二吸收塔所得盐酸再进入脱吸塔底，与塔顶喷淋而下的浓盐酸进行逆流解吸，从而在脱吸塔塔顶得到HCl气体，经冷却干燥得到HCl。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述第一吸收塔的操作压力为0.5~1.0MPa，液气体积流量比为3~10。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述第一吸收塔的塔底盐酸浓度为15~20%。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述第二吸收塔的操作压力为0.1~0.5MPa，液气体积流量比为1~5。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述第二吸收塔的塔底盐酸浓度为30~35%。
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