CN106861365A - 一种二氯亚砜尾气的处理方法 - Google Patents

一种二氯亚砜尾气的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种二氯亚砜尾气的处理方法，包括以下步骤：第一步，通过控制醇的用量对尾气中的氯化氢进行二级吸收；第二步，利用有机胺吸收剂吸收二氧化硫；第三步，吸收好之后，近饱和的吸收溶液在130‑150℃加热解吸，再生出纯度95％以上的SO2，且有机胺吸收溶剂可循环使用，尾气达到标准排放；同时还涉及一种制造有机胺吸收剂(I)的方法。本发明将尾气中氯化氢气体尽可能转化为工业上可使用的氯化氢醇溶液，并提供了一种可循环使用的二氧化硫吸收剂。

Description

一种二氯亚砜尾气的处理方法
技术领域
本发明涉及一种二氯亚砜尾气的处理方法。
背景技术
二氯亚砜作为一种基础化工原料，广泛应用于氯化反应中，如将醇羟基氯化为氯代烷烃或将羧酸氯化为酰氯等，具有氯化完全，副反应少等优点，得到的副产物均为挥发性气体，故所得的酰氯产品易于纯化。在生产中使用二氯亚砜的最大问题是其反应尾气的处理，每摩尔正常参与氯化反应的二氯亚砜会产生一摩尔氯化氢及一摩尔二氧化硫，反应式如下：
R-OH+SOCl2→R-Cl+HCl+SO2
每摩尔与水反应的二氯亚砜会产生二摩尔氯化氢和一摩尔二氧化硫，反应式如下：
H2O+SOCl2→2HCl+SO2
不管是正常参与氯化反应还是反应结束后被水分解，都会产生大量的氯化氢及二氧化硫气体；如果不加以处理，必然会造成严重的环境污染。
目前常用的处理方法是分级吸收，先用水将大部分混合气体吸收，然后再将前面没有被吸收的气体用碱水吸收，得到含碱、氯化盐和亚硫酸盐的混合废碱液，这样处理得到了大量废酸和混合废碱液，处理成本高。在环保要求日益提高的社会环境下，该法不能满足绿色化学的要求。
也有报道通过分级吸收控制水的用量得到浓盐酸，再用碱水处理尾气中的二氧化硫得到较纯的碱液，该方法虽然实现了部分副产物的回收利用，降低了处理成本、减轻了环保压力，但是尾气中的二氧化硫依然没有得到较好的处理。
现有的脱硫技术中，以石灰、石灰石为基础的钙法，以氧化镁为基础的镁法，以碳酸钠、氢氧化钠为基础的钠法应用较为广泛。该些方法虽然能使废气达到排放标准，但存在设备投资大、运行维护费用高的问题，并且吸收剂无法实现循环利用，造成大量的资源浪费，同时得到的副产物附加值低，不易销售，易造成二次污染的问题。
中国专利CN101607173A提出了通过氧化镁与亚硫酸氢镁外部循环再生得到亚硫酸镁进行烟气脱硫，但是该法依旧需要补充氧化镁，同时不断生成亚硫酸氢镁，未能真正实现循环利用吸收剂，且最终产物也存在资源浪费及二次污染问题。美国专利US4366134和中国专利CN200410073471采用柠檬酸/柠檬酸钠法，使用的吸收溶剂可以再生，但在使用过程中存在对金属设备的腐蚀，且有部分含硫酸根的热稳定盐生成。基于上述不足之处，本发明人就此提出改良，设计出一种二氯亚砜尾气的处理方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种二氯亚砜尾气的处理方法，可以有效解决背景技术中的问题，将尾气中氯化氢气体尽可能转化为工业上可使用的氯化氢醇溶液，并提供了一种可循环使用的二氧化硫吸收剂。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种二氯亚砜尾气的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，通过控制醇的用量对尾气中的氯化氢进行二级吸收；
第二步，利用有机胺吸收剂吸收二氧化硫；
第三步，吸收好之后，近饱和的吸收溶液在130-150℃加热解吸，再生出纯度95％以上的SO2，且有机胺吸收溶剂可循环使用，尾气达到排放标准。
对本发明做进一步优选，在二级吸收中的第一级吸收时所产生的浓醇溶液进行二氧化硫脱除处理，得到工业上可用的氯化氢醇溶液和二氧化硫尾气。
对本发明做进一步优选，脱二氧化硫的温度为最好为80℃－110℃。
对本发明做进一步优选，所述有机胺吸收剂，吸收温度20-40℃，用量为每产生1摩尔二氧化硫，需要用350-400克吸收剂。
对本发明做进一步优选，所述的有机胺吸收剂(I)，其结构式如下：
对本发明做进一步优选，所述有机胺吸收剂(I)的制备方法，其步骤如下：
首先，在THF中加入多聚甲醛和L-苯甘氨醇，升温回流反应8-12h，制得化合物(I)；
其次，蒸馏回收干溶剂即可得到产物，合成路线如下：
对本发明做进一步优选，THF的回流温度为60-65℃。
对本发明做进一步优选，所述多聚甲醛换算为甲醛的摩尔量是L-苯甘氨醇摩尔量的1.5倍。
对本发明做进一步优选，所述多聚甲醛[HO(CH2O)nH，其中n为聚合度，n＝10～100]。
与现有技术相比本发明所达到的有益效果是：
本发明可以在常压以及负压下进行。本发明在解吸过程中，随着SO2的释放，吸收剂的PH通常随之升高，SO2的解吸难度亦随之增加，解析后得到的再生吸收剂PH值在7-8之间，该再生溶剂使用8次，无明显SO2吸收量下降。本发明所述的SO2吸收溶剂投资低，使用过程中运行成本低，处理效率高，尾气吸收完全，能耗低，可循环使用，无二次污染。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本发明示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及一种二氯亚砜尾气的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，通过控制醇的用量对尾气中的氯化氢进行二级吸收；
第二步，利用有机胺吸收剂吸收二氧化硫，所述有机胺吸收剂吸收温度20-40℃，用量为每产生1摩尔二氧化硫，需要用350-400克吸收剂；其中温度高将使吸收效率降低，温度太低使其在工业上运用时难以达到制冷要求。
第三步，吸收好之后，近饱和的吸收溶液在130-150℃加热解吸，再生出纯度95％以上的SO2，且有机胺吸收溶剂可循环使用，尾气达到排放标准。
其中，在二级吸收中的第一级吸收时所产生的浓醇溶液进行二氧化硫脱除处理，得到工业上可用的氯化氢醇溶液和二氧化硫尾气，脱二氧化硫的温度为最好为80℃－110℃。本发明中的二级吸收采用的是吸收塔(包括填料塔和筛板塔等)，也可以是简单的搅拌吸收釜或吸收槽等装置，只要能达到吸收效果即可，并无特殊限制，工业上考虑吸收效率，以由耐腐蚀材料填充的吸收塔为好。
本发明中所述的有机胺吸收剂(I)，其结构式如下：
其中所述有机胺吸收剂(I)的制备方法，其步骤如下：
首先，在THF中加入多聚甲醛和L-苯甘氨醇，升温回流反应8-12h，制得化合物(I)；
其次，蒸馏回收干溶剂即可得到产物，合成路线如下：
其中THF的回流温度为60-65℃，所述多聚甲醛换算为甲醛的摩尔量是L-苯甘氨醇摩尔量的1.5倍，所述多聚甲醛[HO(CH2O)nH，其中n为聚合度，n＝10～100]。
醇溶液中二氧化硫的含量用直接碘量法测定(参见GB/T11198.12-1989)；尾气中二氧化硫的含量按照国家环境保护总局标准HJ/T56-2000用碘量法测定。
实施例1：
一摩尔氯化亚砜与醇羟基反应后产生的尾气，经过乙醇溶液的二级吸收，之后，基本无氯化氢的二氧化硫尾气通入350克有机胺吸收剂Ⅰ于30℃吸收后排放，废气按国家环境保护总局标准HJ/T56-2000的方法检测，二氧化硫含量为5mg/m3(达到环保总局排放要求)。然后吸收液于130℃加热解吸1小时，得到的吸收剂可循环使用，释放出的二氧化硫去进一步深加工。
实施例2：
一摩尔氯化亚砜与醇羟基反应后产生的尾气，经过二级醇吸收后脱除氯化氢的二氧化硫尾气，经集气罩收集并经过风机加压后，在20-25℃下，通过喷淋使吸收剂与尾气在填料塔内充分接触，完成吸收反应后，净化气体从吸收塔顶端排出；吸收了二氧化硫后的溶液(富液)从吸收塔底抽出，进入再生塔上部再生。热解吸释放出来的二氧化硫气体送往下一工序进行处理，吸收剂循环使用。
处理后的净化气体按国家环境保护总局标准HJ/T56-2000的方法检测，二氧化硫含量为2mg/m3(达到环保总局排放要求)。富液中的二氧化硫有90％以上被释放，再生出纯度98％的SO2。
实施例3：
经过二级醇吸收后脱除氯化氢的1摩尔二氧化硫尾气，经集气罩收集并经过加压后，在35-40℃下，通过喷淋使400克吸收剂与尾气在填料塔内充分接触，完成吸收后，净化气体从吸收塔顶端排出；吸收了二氧化硫后的溶液(富液)从吸收塔底排出，进入再生塔，于140-150℃再生脱二氧化硫。热解吸释放出来的二氧化硫气体送往下一工序进行处理，吸收剂循环使用。
处理后的净化气体按国家环境保护总局标准HJ/T56-2000的方法检测，二氧化硫含量为3mg/m3(达到环保总局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被释放，再生出纯度98％的SO2。
实施例4：
经过二级醇吸收后脱除氯化氢的1摩尔二氧化硫尾气，在35-40℃下，通过导气管进入400克吸收剂，磁力搅拌吸收，约半小时完成吸收；吸收了二氧化硫后的溶液(富液)于140-150℃加热再生脱二氧化硫。热解吸释放出来的二氧化硫气体送往下一工序进行处理，吸收剂循环使用。
处理后的净化气体按国家环境保护总局标准HJ/T56-2000的方法检测，二氧化硫含量为5mg/m3(达到环保总局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被释放，再生出纯度98％的SO2。
实施例5：
经过二级醇吸收后脱除氯化氢的1摩尔二氧化硫尾气，分别在20-25℃下，通过导气管进入380克吸收剂，磁力搅拌吸收，约半小时完成吸收；吸收了二氧化硫后的溶液(富液)分别于130-140℃加热再生脱二氧化硫。
处理后的净化气体按国家环境保护总局标准HJ/T56-2000的方法检测，二氧化硫含量分别为3mg/m3(达到环保总局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被释放，再生出纯度98％的SO2。
实施例6：
经过二级醇吸收后脱除氯化氢的1摩尔二氧化硫尾气，分别在25-30℃下，通过导气管进入380克吸收剂，磁力搅拌吸收，约半小时完成吸收；吸收了二氧化硫后的溶液(富液)分别于135-145℃加热再生脱二氧化硫。
处理后的净化气体按国家环境保护总局标准HJ/T56-2000的方法检测，二氧化硫含量分别为5mg/m3(达到环保总局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被释放，再生出纯度98％的SO2。
实施例7：
经过二级醇吸收后脱除氯化氢的1摩尔二氧化硫尾气，分别在30-40℃下，通过导气管进入380克吸收剂，磁力搅拌吸收，约半小时完成吸收；吸收了二氧化硫后的溶液(富液)分别于140-150℃加热再生脱二氧化硫。
处理后的净化气体按国家环境保护总局标准HJ/T56-2000的方法检测，二氧化硫含量分别为4mg/m3(达到环保总局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被释放，再生出纯度98％的SO2。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种二氯亚砜尾气的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，通过控制醇的用量对尾气中的氯化氢进行二级吸收；
第二步，利用有机胺吸收剂吸收二氧化硫；
第三步，吸收好之后，近饱和的吸收溶液在130-150℃加热解吸，再生出纯度95％以上的SO2，且有机胺吸收溶剂可循环使用，尾气达到标准排放。
2.根据权利要求1所述的一种二氯亚砜尾气的处理方法，其特征在于：在二级吸收中的第一级吸收时所产生的浓醇溶液进行二氧化硫脱除处理，得到工业上可用的氯化氢醇溶液和二氧化硫尾气。
3.根据权利要求2所述的一种二氯亚砜尾气的处理方法，其特征在于：脱二氧化硫的温度为最好为80℃－110℃。
4.根据权利要求1所述的一种二氯亚砜尾气的处理方法，其特征在于：所述有机胺吸收剂，吸收温度20-40℃，用量为每产生1摩尔二氧化硫，需要用350-400克吸收剂。
5.根据权利要求1所述的一种二氯亚砜尾气的处理方法，其特征在于：所述的有机胺吸收剂(I)，其结构式如下：
6.一种制造如权利要求5所述有机胺吸收剂(I)的方法，其特征在于：其步骤如下：
首先，在THF中加入多聚甲醛和L-苯甘氨醇，升温回流反应8-12h，制得化合物(I)；
其次，蒸馏回收干溶剂即可得到产物，合成路线如下：
7.根据权利要求6所述的一种有机胺吸收剂(I)的制造方法，其特征在于：THF的回流温度为60-65℃。
8.根据权利要求6所述的一种有机胺吸收剂(I)的制造方法，其特征在于：所述多聚甲醛换算为甲醛的摩尔量是L-苯甘氨醇摩尔量的1.5倍。
9.根据权利要求6所述的一种有机胺吸收剂(I)的制造方法，其特征在于：所述多聚甲醛[HO(CH2O)nH，其中n为聚合度，n＝10～100]。
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