CN106237789A - 一种磺化尾气三氧化硫吸收装置及吸收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磺化尾气三氧化硫吸收装置及吸收方法，该吸收装置包括吸收釜、尾气分配器、旋风分离器、吸收液循环泵以及吸收液换热器；所述吸收釜顶部安装尾气分配器；所述尾气分配器包括第一圆筒与第二圆筒，第一圆筒与第二圆筒为两个相互嵌套的两端封闭的同轴圆筒，管段六一端贯穿第一圆筒的筒轴与吸收釜连通，该管段六另一端通过管段七、管段八与旋风分离器侧部入口相连通；所述吸收釜下部出口与吸收液循环泵入口相连通，吸收液循环泵出口连通吸收液换热器物料进口，换热器物料出口连通吸收釜侧部吸收循环液入口。本发明有效提高了三氧化硫利用率，吸收液可回加到原料或产品中，实现污染物零排放。

Description

一种磺化尾气三氧化硫吸收装置及吸收方法

技术领域

本发明涉及一种尾气吸收装置，具体涉及一种磺化尾气三氧化硫吸收装置及吸收方法。

背景技术

磺化反应是合成多种有机化学品的重要反应类型，在精细化工合成方面占有极其重要的地位。目前磺化行业普遍采用三氧化硫气体和液相原料进行磺化反应，反应后物料进入气液分离器中进行气液分离，气相需要进行净化处理以除去其中未反应的三氧化硫、二氧化硫等气体，目前较普遍采用浓硫酸吸收三氧化硫的方法，在内部带填料的酸吸收塔，气体三氧化硫和液体硫酸均从吸收塔顶部进入顺流向下，在吸收塔填料中气液接触完成吸收过程，吸收三氧化硫后的硫酸从塔底部出口进入循环泵再打回塔顶部，建立循环。采用此方式存在的问题是，吸收对硫酸浓度范围要求较高，浓度高低都会影响吸收效率，另外产生的废硫酸由于含有有机酸等杂质，无再利用价值，处理困难，容易对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的主要是提供一种磺化尾气三氧化硫吸收装置及吸收方法，以提高现有技术中三氧化硫的吸收效率，改善物料损失及废酸污染的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种磺化尾气三氧化硫吸收装置，该吸收装置包括吸收釜、尾气分配器、旋风分离器、吸收液循环泵以及吸收液换热器；

所述吸收釜顶部安装尾气分配器，尾气分配器侧部两个尾气进口分别连通尾气进气管段四和尾气进气管段五；

所述尾气分配器包括第一圆筒与第二圆筒，第一圆筒与第二圆筒为两个相互嵌套的两端封闭的同轴圆筒，管段六一端贯穿第一圆筒的筒轴与吸收釜连通，该管段六另一端通过管段七、管段八与旋风分离器侧部入口相连通；

所述旋风分离器下部出口连通一垂直管段九，该垂直管段九末端伸至吸收釜底部，该旋风分离器顶部气相出口通过管段十连通尾气处理系统；

所述吸收釜下部出口通过管段十二和阀门二与吸收液循环泵入口相连通，吸收液循环泵出口通过管段十三和阀门三连通吸收液换热器物料进口，换热器物料出口通过管段十四连通吸收釜侧部吸收循环液入口。

其中，所述尾气分配器中第一圆筒的高度高于第二圆筒，第一圆筒侧部高于第二圆筒处设置第一尾气进口，第二圆筒侧部设置第二尾气进口，所述两个尾气进口分别连通尾气进气管段四和尾气进气管段五。

其中，所述尾气分配器的第一圆筒内部设置一水平环形圆盘，该环形圆盘的内径紧贴管段六外壁，该环形圆盘的外径紧贴第一圆筒内壁，并且该环形圆盘的位置低于第一尾气进口。

其中，所述尾气分配器的环形圆盘的环形部分排列有若干个小圆孔，该每个圆孔都连通一条垂直管段一；所述尾气分配器的第一圆筒外侧壁与第二圆筒内侧壁之间的环形底盘上排列有若干个小圆孔，该每个圆孔都连通一条垂直管段二；该垂直管段一、管段二末端伸到吸收釜底部相同或不同的位置。

其中，所述贯穿于第一圆筒的管段六为一垂直管段，该垂直管段六一端连通吸收釜，垂直管段六另一端连通一90度弯管段七，该90度弯管段七另一端连通一水平管段八，该水平管段八另一端连通旋风分离器侧部入口。

其中，所述吸收液循环泵的入口通过阀门二和阀门一连通一输入管段十一，所述吸收液循环泵的出口通过阀门四连通一输出管段十五。

其中，所述所有管段与吸收釜、旋风分离器、吸收液换热器、吸收液循环泵、尾气分配器的连接方式为焊接、螺栓或法兰连接，所述尾气分配器中第一圆筒与第二圆筒的连接方式为焊接、螺栓或法兰连接。

本发明还提供了一种磺化尾气三氧化硫吸收方法，采用上述吸收装置，按以下步骤进行：

(1)用泵将吸收液通过管段十一、阀门一、管段十二输送至吸收釜中，吸收液的液位控制在尾气分配器中环形圆盘和第二圆筒环形底盘所连接的垂直管段一、管段二末端之上，吸收釜侧部吸收循环液入口之下，使吸收液在吸收釜、吸收液循环泵、吸收液换热器之间建立循环，换热器中通入冷却介质；

(2)磺化后的尾气通过第一尾气进口和第二尾气进口进入尾气分配器中，然后经过若干垂直管段一、管段二进入吸收釜下部的吸收液中，尾气中三氧化硫被吸收液吸收，未被吸收的尾气通过管段六、管段七、管段八进入旋风分离器中；

(3)进入旋风分离器的未被吸收的尾气中夹带的液体被分离出来，液体从旋风分离器下部连通的垂直管段九回到吸收液中，气体从旋风分离器顶部气相出口进入尾气处理系统；

(4)吸收液吸收三氧化硫温度升高后通过换热器进行循环冷却，使用一段时间失效后的吸收液通过与吸收液循环泵出口连通的输出管段十五输送至吸收液后处理工段，将失效的吸收液掺入原料或成品中。

其中，所述吸收釜、尾气分配器、旋风分离器、吸收液换热器以及所有管段、阀门的材质为碳钢、不锈钢、碳钢内衬聚四氟乙烯、搪瓷、玻璃钢或PVC。

其中，所述吸收液为能够与三氧化硫进行磺化反应的有机液体。

其中，所述吸收液为烷基苯、重烷基苯或石油馏分油。

本发明的有益效果：

1、本发明适应性强，适用于涉及磺化行业采用气相三氧化硫与液相物料磺化生产各种表面活性剂产品的系统；

2、本发明可有效降低尾气中三氧化硫含量，大大提高三氧化硫利用率，减少气相物料的浪费，同时减轻了尾气处理工段负荷；吸收三氧化硫后的吸收液可回掺到原料或产品中，既解决了废硫酸处理的难题，又减少了对环境的污染；

3、本发明工艺设备简单，具有平稳、易控制的优点。

附图说明

图1为本发明磺化尾气三氧化硫吸收装置示意图；

其中，附图标记：

1、吸收釜

2、尾气分配器

3、旋风分离器

4、吸收液循环泵

5、吸收液换热器

6、管段一

7、管段二

8、管段三

9、管段四

10、管段五

11、管段六

12、管段七

13、管段八

14、管段九

15、管段十

16、管段十一

17、管段十二

18、管段十三

19、管段十四

20、管段十五

21、阀门一

22、阀门二

23、阀门三

24、阀门四

25、第一圆筒

26、第二圆筒

27、第一尾气进口

28、第二尾气进口

29、环形圆盘

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。

请参照附图1，磺化生产前，关闭阀门二22、阀门三23、阀门四24，打开阀门一21，用泵将吸收液通过管段十一16、阀门一21和管段十二17从吸收釜1下部出口打入吸收釜1中，控制液位位于尾气分配器2中环形圆盘29和第二圆筒26环形底盘所连接的垂直管段一6、管段二7末端之上，吸收釜侧部吸收循环液入口之下。关闭阀门一21，打开阀门二22，吸收釜1中的吸收液通过管段十二17进入吸收液循环泵4入口，启动吸收液循环泵4，打开阀门三23，吸收液通过管段十三18进入吸收液换热器5物料入口，在吸收液换热器5中经冷却介质降温后，从吸收液换热器5物料出口通过管段十四19进入吸收釜1侧部吸收液入口，回到吸收釜1中，吸收液在吸收釜1、吸收液循环泵4、吸收液换热器5之间建立循环。

磺化生产时，磺化后尾气一部分通过管段三8进入管段四9，从管段四9和第一尾气进口27进入尾气分配器2的第一圆筒25中，通过第一圆筒25中环形圆盘29所连接垂直管段一6吹入吸收液中；磺化后尾气另一部分通过管段三8进入管段五10，从管段五10和第二尾气进口28进入尾气分配器2的第二圆筒26中，通过第二圆筒26环形底盘所连接垂直管段二7吹入吸收液中；管段一6和管段二7末端出口在吸收液底部不同位置形成大量细小、均匀的小气泡，小气泡在上升过程中与吸收液进行充分的接触，三氧化硫与吸收液反应，气泡从液面上逸出后，通过管段六11、管段七12、管段八13进入旋风分离器3，在旋风分离器3中进行气液分离，分离出的液体从旋风分离器3下部出口连通的管段九14回到吸收液中，气体从旋风分离器3顶部的气相出口通过管段十15进入尾气处理系统。

在另一实施例中，管段一6和管段二7末端出口在吸收液底部相同位置形成大量细小、均匀的小气泡。

该系统经过一段时间，吸收液吸收三氧化硫后，关闭阀门三23。打开阀门四24，通过管段十五20将吸收液打到暂存罐，回掺到原料或产品中，实现吸收液的充分利用，并且避免了废硫酸的产生及对环境造成污染的问题。

本发明的有益效果：

1、本发明适应性强，适用于涉及磺化行业采用气相三氧化硫与液相物料磺化生产各种表面活性剂产品的系统；

2、本发明可有效降低尾气中三氧化硫含量，大大提高三氧化硫利用率，减少气相物料的浪费，同时减轻了尾气处理工段负荷；吸收三氧化硫后的吸收液可回掺到原料或产品中，既解决了废硫酸处理的难题，又减少了对环境的污染；

3、本发明工艺设备简单，具有平稳、易控制的优点。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种磺化尾气三氧化硫吸收装置，其特征在于，该吸收装置包括吸收釜、尾气分配器、旋风分离器、吸收液循环泵以及吸收液换热器；

所述吸收釜顶部安装尾气分配器，尾气分配器侧部两个尾气进口分别连通尾气进气管段四和尾气进气管段五；

所述尾气分配器包括第一圆筒与第二圆筒，第一圆筒与第二圆筒为两个相互嵌套的两端封闭的同轴圆筒，管段六一端贯穿第一圆筒的筒轴与吸收釜连通，该管段六另一端通过管段七、管段八与旋风分离器侧部入口相连通；

所述旋风分离器下部出口连通一垂直管段九，该垂直管段九末端伸至吸收釜底部，该旋风分离器顶部气相出口通过管段十连通尾气处理系统；

所述吸收釜下部出口通过管段十二和阀门二与吸收液循环泵入口相连通，吸收液循环泵出口通过管段十三和阀门三连通吸收液换热器物料进口，换热器物料出口通过管段十四连通吸收釜侧部吸收循环液入口。

2.根据权利要求1所述的磺化尾气三氧化硫吸收装置，其特征在于，所述尾气分配器中第一圆筒的高度高于第二圆筒，第一圆筒侧部高于第二圆筒处设置第一尾气进口，第二圆筒侧部设置第二尾气进口，所述两个尾气进口分别连通尾气进气管段四和尾气进气管段五。

3.根据权利要求2所述的磺化尾气三氧化硫吸收装置，其特征在于，所述尾气分配器的第一圆筒内部设置一水平环形圆盘，该环形圆盘的内径紧贴管段六外壁，该环形圆盘的外径紧贴第一圆筒内壁，并且该环形圆盘的位置低于第一尾气进口。

4.根据权利要求3所述的磺化尾气三氧化硫吸收装置，其特征在于，所述尾气分配器的环形圆盘的环形部分排列有若干个小圆孔，该每个圆孔都连通一条垂直管段一；所述尾气分配器的第一圆筒外侧壁与第二圆筒内侧壁之间的环形底盘上排列有若干个小圆孔，该每个圆孔都连通一条垂直管段二；该垂直管段一、管段二末端伸到吸收釜底部相同或不同的位置。

5.根据权利要求1所述的磺化尾气三氧化硫吸收装置，其特征在于，所述贯穿于第一圆筒的管段六为一垂直管段，该垂直管段六一端连通吸收釜，垂直管段六另一端连通一90度弯管段七，该90度弯管段七另一端连通一水平管段八，该水平管段八另一端连通旋风分离器侧部入口。

6.根据权利要求1所述的磺化尾气三氧化硫吸收装置，其特征在于，所述吸收液循环泵的入口通过阀门二和阀门一连通一输入管段十一，所述吸收液循环泵的出口通过阀门四连通一输出管段十五。

7.根据权利要求1所述的磺化尾气三氧化硫吸收装置，其特征在于，所述所有管段与吸收釜、旋风分离器、吸收液换热器、吸收液循环泵、尾气分配器的连接方式为焊接、螺栓或法兰连接，所述尾气分配器中第一圆筒与第二圆筒的连接方式为焊接、螺栓或法兰连接。

8.一种磺化尾气三氧化硫吸收方法，采用权利要求1至7中任一项所述的吸收装置，其特征在于，按以下步骤进行：

(1)用泵将吸收液通过管段十一、阀门一、管段十二输送至吸收釜中，吸收液的液位控制在尾气分配器中环形圆盘和第二圆筒环形底盘所连接的垂直管段一、管段二末端之上，吸收釜侧部吸收循环液入口之下，使吸收液在吸收釜、吸收液循环泵、吸收液换热器之间建立循环，换热器中通入冷却介质；

(2)磺化后的尾气通过第一尾气进口和第二尾气进口进入尾气分配器中，然后经过若干垂直管段一、管段二进入吸收釜下部的吸收液中，尾气中三氧化硫被吸收液吸收，未被吸收的尾气通过管段六、管段七、管段八进入旋风分离器中；

(3)进入旋风分离器的未被吸收的尾气中夹带的液体被分离出来，液体从旋风分离器下部连通的垂直管段九回到吸收液中，气体从旋风分离器顶部气相出口进入尾气处理系统；

(4)吸收液吸收三氧化硫温度升高后通过换热器进行循环冷却，使用一段时间失效后的吸收液通过与吸收液循环泵出口连通的输出管段十五输送至吸收液后处理工段，将失效的吸收液掺入原料或成品中。

9.根据权利要求8所述的磺化尾气三氧化硫吸收方法，其特征在于，所述吸收釜、尾气分配器、旋风分离器、吸收液换热器以及所有管段、阀门的材质为碳钢、不锈钢、碳钢内衬聚四氟乙烯、搪瓷、玻璃钢或PVC。

10.根据权利要求8所述的磺化尾气三氧化硫吸收方法，其特征在于，所述吸收液为能够与三氧化硫进行磺化反应的有机液体。

11.根据权利要求8或10所述的磺化尾气三氧化硫吸收方法，其特征在于，所述吸收液为烷基苯、重烷基苯或石油馏分油。