CN107673405A - 一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，包括以下步骤：步骤1、混合气流经气固分离器分离后得到粉体和混合气体，粉体送至粉体收集装置内，完成产品收集，混合气体送至CCl₄液体箱内；步骤2、CCl₄液体箱将洗气后的CCl₄液体送至第二换热器内，第二换热器对洗气后的CCl₄液体进行换热脱气等步骤。本发明主要解决了传统回收工艺中出现的回收效率并不高、吸收剂的用量较大、产生的废液量较多、氯气纯度不够等问题，通过优化氯气回收系统，改进氯气回收工艺，使氯气的获取量大幅增多，氯气的排放量降至最低，提高了氯气回收工艺的氯气回收效率。

Description

一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法

技术领域

本发明涉及二氧化钛生产技术领域，特别涉及一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法。

背景技术

在二氧化钛的生产体系中，通过TiCl₄气相氧化法得到二氧化钛的同时，也会产生相当量的氯气副产物，为了避免资源的浪费，一般都会设置氯气回收系统，然而，传统的氯气回收系统的回收效率并不高，吸收剂的用量较大，产生的废液量较多，氯气纯度不够等问题，排放的尾气中依然含有一定量的氯气，对环境污染较严重，因此，生产二氧化钛的企业一般都属于高污染企业，是政府环保督查重点监控对象。

通过对传统二氧化钛生产企业的生产工艺进行调查分析得到，导致上述问题的主要原因是：氯气回收系统设置和吸收剂种类选择不合理，其采用的是苯来作为吸收剂（由于CCl₄属于国家管控化工产品，其毒性较强，对环境破坏力大，鉴于传统工艺不成熟的情况，为了取得生产资格和通过环评，企业一般不选择CCl₄来作为氯气的吸收剂），而氯气在苯中的溶解度一般，低于在CCl₄中的溶解度，经苯吸收后的尾气中依然含有相当量的氯气，吸收后的尾气在被碱性溶液再次洗气后，对外排放，在此过程中，碱性吸收溶液的消耗量很大，废液量较多，企业为了节约生产成本，会偷偷减少碱性吸收溶液的使用量，由此导致排放的尾气中含有超标的氯气；苯吸收氯气后一般通过蒸馏的方式来使苯脱吸，由此获得氯气，然而，由于氯气在苯中的溶解度一般，在蒸馏脱吸过程中，氯气的逸出量较少，为了达到快速脱吸以尽快回收苯，其通常做法是会将蒸馏温度提高至苯的沸点之上，即达到80℃以上，以使苯在沸腾状态下脱吸，进而达到提高脱吸速率的技术效果，这样的做法会使脱吸出来的氯气中含有相当量的苯，由此导致回收的氯气纯净度较低，苯的使用量和消耗量较大。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，通过优化氯气回收系统，改进氯气回收工艺，以解决传统回收工艺中出现的回收效率并不高、吸收剂的用量较大、产生的废液量较多、氯气纯度不够等问题。

本发明采用的技术方案如下：一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、O₂与TiCl₄在管式高温反应器中混合反应后得到混合气流，混合气流经气固分离器分离后得到粉体和混合气体，粉体通过气固分离器的粉体输出端被送至粉体收集装置内，完成产品收集，混合气体通过气固分离器的气体输出端被送至CCl₄液体箱内进行洗气，以回收混合气体中的氯气，洗气后的混合气体通过CCl₄液体箱的气体输出端送至尾气处理单元，经尾气处理单元对洗气后的混合气体进行处理并达到排放标准后，直接对外排放；

步骤2、CCl₄液体箱将洗气后的CCl₄液体通过其液体输出端送至第二换热器内，第二换热器对洗气后的CCl₄液体进行换热升温，然后将产生的气体送至苯吸收箱内进行洗气，剩余的CCl₄液体经冷却后送入CCl₄液体回收箱内继续使用；

步骤3、苯吸收箱对第二换热器送来的气体在50℃以下进行洗气，洗气后的气体直接送至氯气回收罐内，洗气后的苯被送至蒸馏器内进行蒸馏；

步骤4、蒸馏器对洗气后的苯进行蒸馏，得到蒸馏气体和蒸馏液体，蒸馏气体经冷凝成液体后送入CCl₄液体箱内继续使用，蒸馏液体经冷却后送入苯吸收箱内继续使用。

进一步，步骤3中，换热器使洗气后的CCl₄液体的温度达到60-75℃。

进一步，步骤5中，蒸馏温度控制在70-76℃。

在本发明中，为了使排放的尾气能够达到排放标准，尾气处理单元包括NaOH溶液箱，NaOH溶液箱的输入端连接CCl₄液体箱的气体输出端，NaOH溶液箱用于对气体进行洗气，洗气后的气体达到排放标准后，直接对外排放。

进一步，为了提高气固分离器的气固分离效果，减少混合气体中粉体的含量，进而减少粉体对吸收剂的污染程度，气固分离器的输入端通过第一换热器与管式高温反应器连接，以利用第一换热器来降低混合气流的温度。

进一步，第一换热器的冷却液输出端连接第二换热器的冷却液输入端，以充分利用第一换热器的冷却液的热量。上述中，利用第一换热器来对混恶化气流进行降温，进而提高气固分离器的气固分离效果，得到的混合气体中粉体含量极少，可忽略不计，在第一换热器中，经换热后的冷却水所具有的热量，可作为第二换热器的热源，用于对CCl₄的脱气处理过程，由此使热量得到了充分使用，避免了能源的浪费。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供的一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，主要解决传统回收工艺中出现的回收效率并不高、吸收剂的用量较大、产生的废液量较多、氯气纯度不够等问题，通过优化氯气回收系统，改进氯气回收工艺，使氯气的获取量大幅增多，氯气的排放量降至最低，提高了氯气回收工艺的氯气回收效率。

附图说明

图1是本发明的一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的系统结构示意图。

图中标记：1为气固分离器，2为粉体收集装置，3为CCl₄液体箱，4为氯气回收罐，5为第二换热器，6为苯吸收箱，7为蒸馏器，8为CCl₄液体罐，9为第一换热器，10为管式高温反应器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的系统，包括气固分离器1，气固分离器1的粉体输出端连接粉体收集装置2，气固分离器1的气体输出端连接CCl₄液体箱3的一个输入端，CCl₄液体箱3的液体输出端连接脱气回收单元，CCl₄液体箱3的气体输出端连接尾气处理单元，脱气回收单元用于对CCl₄液体进行脱气处理，脱气回收单元的气体输出端连接氯气回收罐4，脱气回收单元的液体输出端连接CCl₄液体箱3。

在本发明中，利用CCl₄液体来克服传统技术对CCl₄应用地偏见，氯气在CCl₄中具有良好地溶解度，CCl₄液体能够大量吸收混合混合气体中的氯气，进而使尾气中的氯气含量大幅降低，尾气在经过尾气处理单元处理是，碱液消耗量少和废液产生量少，进而无需企业为了降低生产成本而刻意去减少碱液的使用量，含有通脱气回收单元的设置，消除了CCl₄应用时易造成环境污染的顾虑，实现CCl₄的重复使用，解决了传统回收工艺中出现的回收效率并不高、吸收剂的用量较大、产生的废液量较多、氯气纯度不够等问题。

为了更好地实施本发明，脱气回收单元包括用于对来料进行升温的第二换热器5，第二换热器5的一个输入端连接CCl₄液体箱3的液体输出端，第二换热器5的一个输出端连接氯气回收罐4，第二换热器5的另一个输出端连接CCl₄液体箱3。通过第二换热器5来帮助CCl₄脱气，第二换热器5具有地管式结构能够提高CCl₄的换热效率，促使其快速地释放出氯气，而不需要将其加热至CCl₄的沸点之上，由此减少了CCl₄的逸出量，有效地提高了氯气的纯净度，同时，本发明并不要求CCl₄全部脱气，只要能将其中80%的氯气脱除即可，剩余的CCl₄通过循环管路输送至CCl₄液体箱3中继续使用，进而提高了CCl₄吸收剂的利用功率，无需使用大量的CCl₄来回收氯气。

进一步地，为了回收逸出地CCl₄液体，提高氯气的纯净度，第二换热器5的一个输出端通过苯吸收箱6连接氯气回收罐4。利用苯吸收箱6来吸收CCl₄液体，提高了氯气的纯净度，减少了CCl₄液体的消耗，由于CCl₄的逸出量较少，因此无需短时间对苯吸收箱6进行分离回收，待苯吸收箱6吸收的CCl₄达到一定浓度后，在对其进行分离，在大幅提高氯气纯净度的同时，有效减少了CCl₄的损耗，防止了CCl₄泄漏污染环境的问题。

进一步地，为了从苯吸收箱6中回收CCl₄，并使苯吸收箱6重新具备吸收CCl₄的功能，苯吸收箱6一个输出端连接蒸馏器7，蒸馏器7的一个输出端连接苯吸收箱6的一个输入端，蒸馏器7的另一个输出端连接CCl₄液体箱3。通过蒸馏器7来对苯吸收箱6内的苯液进行蒸馏，由于苯的沸点高于CCl₄的沸点，在设置蒸馏温度在CCl₄的沸点附近，在加热过程中，苯液首先逸出的氯气和少量CCl₄，该部分气体直接通入苯吸收箱6来处理，待蒸馏温度达到60℃以上，逸出地气体中主要以CCl₄为主，将该部分气体冷凝后得到溶有小部分氯气的CCl₄液体，将该部分液体直接通入CCl₄液体箱3中进行重复利用，待苯液中的气体逸出量明显减少且较少时，停止蒸馏，将剩余苯液冷却后直接通过苯吸收箱6中继续使用。整个过程苯、CCl₄和氯气均无消耗和排放，进而在达到零排放的同时，有效减少了原料的消耗量。

进一步地，为了更好地实现CCl₄的循环使用，第二换热器5的一个输出端通过CCl₄液体罐8连接CCl₄液体箱3，CCl₄液体罐8的一个输入端连接第二换热器5，其另一个输入端连接蒸馏器7，CCl₄液体罐8的输出端连接CCl₄液体箱3。

进一步地，为了提高气固分离器1的气固分离效果，减少混合气体中粉体的含量，进而减少粉体对吸收剂的污染程度，气固分离器1的输入端通过第一换热器9与管式高温反应器10连接，第一换热器9的冷却液输出端连接第二换热器5的冷却液输入端。

上述中，利用第一换热器9来对混合气流进行降温，进而提高气固分离器1的气固分离效果，得到的混合气体中粉体含量极少，可忽略不计，在第一换热器9中，经换热后的冷却水所具有的热量，可作为第二换热器5的热源，用于对CCl₄的脱气处理过程，由此使热量得到了充分使用，避免了能源的浪费。

在本发明中，为了使排放的尾气能够达到排放标准，尾气处理单元包括NaOH溶液箱，NaOH溶液箱的输入端连接CCl₄液体箱的气体输出端，NaOH溶液箱用于对气体进行洗气，洗气后的气体达到排放标准后，直接对外排放。

本发明还包括一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，包括以下步骤：

步骤1、O₂与TiCl₄在管式高温反应器10中混合反应后得到混合气流，混合气流经气固分离器1分离后得到粉体和混合气体，粉体通过气固分离器1的粉体输出端被送至粉体收集装置2内，完成产品收集，混合气体通过气固分离器1的气体输出端被送至CCl₄液体箱3内进行洗气，以回收混合气体中的氯气，洗气后的混合气体通过CCl₄液体箱3的气体输出端送至尾气处理单元，经尾气处理单元对洗气后的混合气体进行处理并达到排放标准后，直接对外排放；

步骤2、CCl₄液体箱3将洗气后的CCl₄液体通过其液体输出端送至第二换热器5内，第二换热器5对洗气后的CCl₄液体进行换热升温，使洗气后的CCl₄液体的温度达到60-75℃（具体温度根据实际情况来调节），然后将产生的气体送至苯吸收箱6内进行洗气，剩余的CCl₄液体经冷却后送入CCl₄液体箱3内继续使用；

步骤3、苯吸收箱6对第二换热器5送来的气体在50℃以下进行洗气，洗气后的气体直接送至氯气回收罐4内，洗气后的苯被送至蒸馏器7内进行蒸馏；

步骤4、蒸馏器7对洗气后的苯进行蒸馏，蒸馏温度控制在70-76℃（具体温度根据实际情况来调节），得到蒸馏气体和蒸馏液体，蒸馏气体经冷凝成液体后送入CCl₄液体箱3内继续使用，蒸馏液体经冷却后送入苯吸收箱6内继续使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、O₂与TiCl₄在管式高温反应器中混合反应后得到混合气流，混合气流经气固分离器分离后得到粉体和混合气体，粉体通过气固分离器的粉体输出端被送至粉体收集装置内，完成产品收集，混合气体通过气固分离器的气体输出端被送至CCl₄液体箱内进行洗气，以回收混合气体中的氯气，洗气后的混合气体通过CCl₄液体箱的气体输出端送至尾气处理单元，经尾气处理单元对洗气后的混合气体进行处理并达到排放标准后，直接对外排放；

步骤2、CCl₄液体箱将洗气后的CCl₄液体通过其液体输出端送至第二换热器内，第二换热器对洗气后的CCl₄液体进行换热升温，然后将产生的气体送至苯吸收箱内进行洗气，剩余的CCl₄液体经冷却后送入CCl₄液体回收箱内继续使用；

步骤3、苯吸收箱对第二换热器送来的气体在50℃以下进行洗气，洗气后的气体直接送至氯气回收罐内，洗气后的苯被送至蒸馏器内进行蒸馏；

步骤4、蒸馏器对洗气后的苯进行蒸馏，得到蒸馏气体和蒸馏液体，蒸馏气体经冷凝成液体后送入CCl₄液体箱内继续使用，蒸馏液体经冷却后送入苯吸收箱内继续使用。

2.如权利要求1所述的一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，其特征在于，步骤3中，换热器使洗气后的CCl₄液体的温度达到60-75℃。

3.如权利要求1所述的一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，其特征在于，步骤5中，蒸馏温度控制在70-76℃。

4.如权利要求1所述的一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，其特征在于，尾气处理单元包括NaOH溶液箱，NaOH溶液箱的输入端连接CCl₄液体箱的气体输出端，NaOH溶液箱用于对气体进行洗气，洗气后的气体达到排放标准后，直接对外排放。

5.如权利要求1所述的一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，其特征在于，气固分离器的输入端通过第一换热器与管式高温反应器连接，以利用第一换热器来降低混合气流的温度。

6.如权利要求5所述的一种从二氧化钛生产工艺中的回收氯气的方法，其特征在于，第一换热器的冷却液输出端连接第二换热器的冷却液输入端，以充分利用第一换热器的冷却液的热量。