CN108525469B - 一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统，所述聚氯乙烯生产中尾气含3~10%氯化氢的混合气体，包括组合吸收塔、负压装置和解析装置；所述组合吸收塔包括塔体、设置在塔体下端的第一进气口、设置在塔体上端的顶层进液口、设置在塔体中部的中间进液口、设置在塔体底部的出料口及设置在塔体顶部的剩余气体出口；本发明还提供一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统的处理方法，组合吸收塔工作过程、解析装置工作过程和负压装置工作过程；本发明的聚氯乙烯生产中尾气的处理系统及其处理方法，整个处理过程中无需加入水，因此，整个系统中不会因为吸收水分而产生多余盐酸，系统内形成闭环平衡，无三废排出，整个系统处理尾气的效率高。

Description

一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统及其处理方法

技术领域

本发明属于化工行业尾气处理领域，具体涉及一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统及其处理方法，本发明的聚氯乙烯生产中尾气的处理系统及其处理方法也可以用于化工行业中其他混合气体去除氯化氢气体的处理系统及处理方法。

背景技术

传统聚氯乙烯生产行业中，乙炔与氯化氢合成后的尾气由稀盐酸及补充水吸收后生成31%盐酸，而后解析生成氯化氢回用。这种尾气处理的工艺如下：含氯化氢 3%～10%的氯乙烯混合气（聚氯乙烯生产尾气），由下部进入组合吸收塔，由下而上经过各区域吸收后，98 %以上的氯化氢被除去，脱除氯化氢的氯乙烯气体从塔顶排出去下一单元。组合吸收塔内少量清水从组合塔顶层塔板、解析系统来的约19%稀盐酸从组合塔中间塔板连续加入，浓度31%的浓盐酸由组合塔下段出料口连续排出。组合吸收塔排出的31%酸再送至盐酸解析装置制成氯化氢气体返回合成岗位供合成氯乙烯用，解析后所得19%稀盐酸回组合吸收塔作为氯化氢吸收剂提浓至31%的浓盐酸。此系统组合吸收塔内除加入解析系统过来的19%稀盐酸以外，另外加入了少量水，因此整个系统会因加入吸收水而多出盐酸，处理系统内物料无法形成闭环平衡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统及其处理方法，来解决背景技术中所提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统，所述聚氯乙烯生产中尾气含3~10%氯化氢的混合气体，其特征在于，包括组合吸收塔、负压装置和解析装置；

所述组合吸收塔包括塔体、设置在塔体下端的第一进气口、设置在塔体上端的顶层进液口、设置在塔体中部的中间进液口、设置在塔体底部的出料口及设置在塔体顶部的剩余气体出口，所述塔体内部上端设置有顶层塔板，所述塔体内部中间位置设置有中间塔板，所述顶层进液口设置在顶层塔板的上方位置，所述中间进液口设置在中间塔板的上方位置；所述第一进气口连通外部聚氯乙烯生产设备的尾气管道；所述剩余气体出口连通外部气体处理装置；

所述解析装置包括解析塔、塔顶一级冷凝器、塔顶二级冷凝器、第一再沸器、双效换热器、冷却器、第一稀盐酸储罐和第一酸泵；所述双效换热器上设置有31%酸液进口、第一浓盐酸出口和第一稀盐酸进口，所述31%酸液进口连通组合吸收塔的出料口，所述双效换热器的第一浓盐酸出口连通解析塔的上端解析进液口，所述解析塔上端还设置有浓盐酸蒸汽出口，所述第一稀盐酸进口通过管道连通解析塔底部，所述解析塔底部设置有用于蒸发的第一再沸器，所述解析塔顶部的浓盐酸蒸汽出口依次连通塔顶一级冷凝器和塔顶二级冷凝器，所述塔顶二级冷凝器上设置有氯化氢气体排出口；所述双效换热器的下端设置有一19%稀盐酸出口，所述19%稀盐酸出口通过管道连接冷却器，所述冷却器通过管道连接第一稀盐酸储罐，所述第一稀盐酸储罐通过管道连接第一酸泵；

所述负压装置包括负压塔、负压塔顶冷凝器、真空装置、第二再沸器、第二稀盐酸储罐和第二酸泵；所述负压塔上端设置有稀酸蒸汽口，所述负压塔的稀酸蒸汽口通过管道连接负压塔顶冷凝器，所述负压塔顶冷凝器连通真空装置，所述负压塔的上端还设置有1%酸水出口，所述1%酸水出口通过管道连接组合吸收装置的顶层进液口；所述负压塔顶冷凝器的下端与1%酸水出口连通；所述负压塔的中间位置设置有一19%稀盐酸进口，所述负压塔的19%稀盐酸进口通过管道连接第一酸泵；所述负压塔的塔底设置有第二再沸器，所述负压塔的塔底通过管道连通第二稀盐酸储罐，所述第二稀盐酸储罐通过管道连接第二酸泵，所述第二酸泵通过管道连接组合吸收装置的中间进液口。

进一步的，所述第一再沸器和第二再沸器采用热虹吸式再沸器。

进一步的，所述第一稀盐酸储罐用于存储氯化氢浓度处于17%-21%浓度的稀盐酸；所述19%稀盐酸出口用于排出氯化氢浓度处于17%-21%的稀盐酸；所述19%稀盐酸进口用于进入氯化氢浓度处于17%-21%的稀盐酸。

进一步的，所述第二稀盐酸储罐用于存储氯化氢浓度处于22%-24%的稀盐酸。

进一步的，所述1%酸水出口用于排出氯化氢浓度低于1%的酸水。

进一步的，所述31%酸液进口用于进入氯化氢浓度处于25%-37%的浓盐酸。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、组合吸收塔工作过程：由组合吸收塔的第一进气口进入聚氯乙烯生产中尾气，组合吸收塔的顶层进液口和中间进液口分别进入由负压装置的得到的1%酸水、由解析装置解析得到的浓度为22%-24%的稀盐酸；所述组合吸收塔的出料口排出浓度为25%-37%的浓盐酸，所述组合吸收塔上端的剩余气体出口排出剩余气体；

S2、解析装置工作过程：将组合吸收塔吸收过来的浓度为25%-37%盐酸，25%-37%盐酸经双效换热器加热，进入解析塔，与解析塔底部的第一再沸器蒸发的氯化氢和水的混合气在解析塔内充分接触，气液混合物完成热量与质量交换，解析塔内的氯化氢得到热量被解析出来，经塔顶一级冷凝器和塔顶二级冷凝器冷却后，得到干燥的氯化氢气体，从解析塔的氯化氢气体排出口排出；解析塔底部浓度在17%-21%的稀盐酸经过双效换热器、冷却器冷却后进入第一稀盐酸储罐；

S3、负压装置工作过程：第一稀盐酸储罐内的稀盐酸经第一酸泵泵入负压装置的负压塔内，和负压塔底部的第二再沸器蒸发的氯化氢和水混合气在负压塔内充分传热传质；同时，真空装置不断抽吸下，负压塔内处于真空状况；在真空状况下，酸的共沸点高，负压塔内热质交换过程中，负压塔上部的氯化氢浓度越来越低，负压塔下部的氯化氢的浓度越来越高；负压塔的塔顶低于1%氯化氢含量的水蒸气通过负压塔顶冷凝器凝结成浓度低于1%酸水，浓度低于1%酸水作为吸收液由顶层进液口进入组合吸收塔；负压塔的塔底氯化氢浓度为22%-24%的稀盐酸进入第二稀盐酸储罐，由第二酸泵经组合吸收塔的中间进液口进入组合吸收塔，进行吸收；

S4、循环工作过程：负压装置得到的氯化氢浓度低于1%酸水和氯化氢浓度为22%-24%稀盐酸进入组合吸收塔，重新进行组合吸收塔工作过程。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明的聚氯乙烯生产中尾气的处理系统中包括组合吸收塔、负压装置和解析装置，组合吸收塔内进入含3~10%氯化氢的混合气体，由负压装置输送过来的1%酸水从组合吸收塔顶层塔板、23%稀盐酸从组合吸收塔的中间塔板连续加入，浓度为31%左右的浓盐酸由组合吸收塔下端的出料口排出，而后，31%左右的浓盐酸的浓盐酸进入解析装置解析出氯化氢气体经浓盐酸蒸汽出口、塔顶一级冷凝器和塔顶二级冷凝器冷凝后从氯化氢气体排出口排出，解析装置输出的浓度为19%左右的稀盐酸进入负压装置，负压装置输送处浓度低于1%的酸水和浓度为23%左右的稀盐酸，重新进入组合吸收塔进行吸收，整个处理过程中无需加入水，因此，整个系统中不会因为吸收水分而产生多余盐酸，系统内形成闭环平衡，无三废排出，整个系统处理尾气的效率高。

附图说明

图1为本发明的一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统的系统结构示意图。

附图标记说明：1、组合吸收塔；2、解析塔；3、塔顶一级冷凝器；4、塔顶二级冷凝器；5、第一再沸器；6、双效换热器；7、冷却器；8、第一稀盐酸储罐；9、第一酸泵；10、负压塔；11、负压塔冷凝器；12、真空装置；13、第二再沸器；14、第二稀盐酸储罐；15、第二酸泵。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作为广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统，所述聚氯乙烯生产中尾气含3~10%氯化氢的混合气体，包括组合吸收塔1、负压装置和解析装置。

所述组合吸收塔包括塔体、设置在塔体下端的第一进气口、设置在塔体上端的顶层进液口、设置在塔体中部的中间进液口、设置在塔体底部的出料口及设置在塔体顶部的剩余气体出口，所述塔体内部上端设置有顶层塔板，所述塔体内部中间位置设置有中间塔板，所述顶层进液口设置在顶层塔板的上方位置，所述中间进液口设置在中间塔板的上方位置；所述第一进气口连通外部聚氯乙烯生产设备的尾气管道；所述剩余气体出口连通外部气体处理装置。

所述解析装置包括解析塔2、塔顶一级冷凝器3、塔顶二级冷凝器4、第一再沸器5、双效换热器6、冷却器7、第一稀盐酸储罐8和第一酸泵9；所述双效换热器6的下端设置有31%酸液进口，所述31%酸液进口用于进入氯化氢浓度处于25%-37%的浓盐酸。所述31%酸液进口连通组合吸收塔1的出料口，所述双效换热器6的上端设置有第一浓盐酸出口，所述双效换热器6的第一浓盐酸出口连通解析塔2上端的解析进液口，所述解析塔2上端还设置有浓盐酸蒸汽出口，所述双效换热器6的上端还设置有第一稀盐酸进口，所述第一稀盐酸进口通过管道连通解析塔2底部，所述解析塔2底部设置有用于蒸发的第一再沸器5，所述解析塔2底部的第一再沸器5用于加热双效换热器6的第一稀酸出口排出的稀酸，形成稀盐酸蒸汽，稀盐酸蒸汽自解析塔2的底部逆流均匀上升，所述解析塔2顶部的浓盐酸蒸汽出口依次连通塔顶一级冷凝器3和塔顶二级冷凝器4，所述塔顶二级冷凝器4上设置有氯化氢气体排出口，所述塔顶一级冷凝器3和塔顶二级冷凝器4下端均设置有一第一回流管道，所述第一回流管道连接到解析塔2上的回流口，所述塔顶一级冷凝器3和塔顶二级冷凝器4内的氯化氢冷凝液部分回流到解析塔2内，能够有效增加解析塔2的分馏效果；所述双效换热器6的下端设置有一19%稀盐酸出口，所述19%稀盐酸出口通过管道连接冷却器7，所述冷却器7通过管道连接第一稀盐酸储罐8，所述第一稀盐酸储罐8通过管道连接第一酸泵9。

所述负压装置包括负压塔10、负压塔顶冷凝器11、真空装置12、第二再沸器13、第二稀盐酸储罐14和第二酸泵15；所述负压塔10上端设置有稀酸蒸汽口，所述负压塔10的稀酸蒸汽口通过管道连接负压塔顶冷凝器11，所述负压塔顶冷凝器11连通真空装置12，所述负压塔10的上端还设置有1%酸水出口，所述1%酸水出口用于排出氯化氢浓度低于1%的酸水，所述负压塔顶冷凝器11的下端设置有第二回流管道，所述第二回流管道连通负压塔10上端的1%酸水出口。所述1%酸水出口通过管道连接组合吸收装置1的顶层进液口；所述负压塔顶冷凝器11的下端与1%酸水出口连通；所述负压塔10的中间位置设置有一19%稀盐酸进口，所述负压塔10的19%稀盐酸进口通过管道连接第一酸泵9；所述负压塔10的塔底连通有第二再沸器13，所述负压塔10的塔底通过管道连通第二稀盐酸储罐14，所述第二稀盐酸储罐14用于存储氯化氢浓度处于22%-24%的稀盐酸。所述第二稀盐酸储罐14通过管道连接第二酸泵15，所述第二酸泵15通过管道连接组合吸收装置1的中间进液口。所述第一稀盐酸储罐8用于存储氯化氢浓度处于17%-21%浓度的稀盐酸；所述19%稀盐酸出口用于排出氯化氢浓度处于17%-21%的稀盐酸；所述19%稀盐酸进口用于进入氯化氢浓度处于17%-21%的稀盐酸。所述第二稀盐酸储罐14用于存储氯化氢浓度处于22%-24%的稀盐酸。

进一步的实施例中，所述第一再沸器5和第二再沸器13采用热虹吸式再沸器。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、组合吸收塔1工作过程：由组合吸收塔1的第一进气口进入聚氯乙烯生产中尾气，组合吸收塔1的顶层进液口和中间进液口分别进入由负压装置的得到的1%酸水、由解析装置解析得到的浓度为22%-24%的稀盐酸；所述组合吸收塔1的出料口排出浓度为25%-37%的浓盐酸，所述组合吸收塔1上端的剩余气体出口排出剩余气体；

S2、解析装置工作过程：将组合吸收塔1吸收过来的浓度为25%-37%盐酸，25%-37%盐酸经双效换热器6加热，进入解析塔2，与解析塔2底部的第一再沸器5蒸发的氯化氢和水的混合气在解析塔内充分接触，气液混合物完成热量与质量交换，解析塔2内的氯化氢得到热量被解析出来，经塔顶一级冷凝器3和塔顶二级冷凝器4冷却后，得到干燥的氯化氢气体，从解析塔2的氯化氢气体排出口排出；解析塔2底部浓度在17%-21%的稀盐酸经过双效换热器6、冷却器7冷却后进入第一稀盐酸储罐8；

S3、负压装置工作过程：第一稀盐酸储罐8内的稀盐酸经第一酸泵9泵入负压装置的负压塔10内，和负压塔10底部的第二再沸器15蒸发的氯化氢和水混合气在负压塔10内充分传热传质；同时，真空装置12不断抽吸下，负压塔10内处于真空状况；在真空状况下，酸的共沸点高，负压塔10内热质交换过程中，负压塔10上部的氯化氢浓度越来越低，负压塔10下部的氯化氢的浓度越来越高；负压塔10的塔顶低于1%氯化氢含量的水蒸气通过负压塔顶冷凝器11凝结成浓度低于1%酸水，浓度低于1%酸水作为吸收液由顶层进液口进入组合吸收塔1；负压塔10的塔底氯化氢浓度为22%-24%的稀盐酸进入第二稀盐酸储罐14，由第二酸泵15经组合吸收塔1的中间进液口进入组合吸收塔1，进行吸收；

S4、循环工作过程：负压装置得到的氯化氢浓度低于1%酸水和氯化氢浓度为22%-24%稀盐酸进入组合吸收塔1，重新进行组合吸收塔10工作过程。

本发明的聚氯乙烯生产中尾气的处理系统中包括组合吸收塔1、负压装置和解析装置，组合吸收塔1内进入含3~10%氯化氢的混合气体，由负压装置输送过来的1%酸水从组合吸收塔1的顶层塔板、23%稀盐酸从组合吸收塔1的中间塔板连续加入，浓度为31%左右的浓盐酸由组合吸收塔1下端的出料口排出，而后，31%左右的浓盐酸的浓盐酸进入解析装置解析出氯化氢气体，解析装置输出的浓度为19%左右的稀盐酸进入负压装置，负压装置输送处浓度低于1%的酸水和浓度为23%左右的稀盐酸，重新进入组合吸收塔10进行吸收，整个处理过程中无需加入水，因此，整个系统中不会因为吸收水分而产生多余盐酸，系统内形成闭环平衡，无三废排出，整个系统处理尾气的效率高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统，所述聚氯乙烯生产中尾气含3~10%氯化氢的混合气体，其特征在于，包括组合吸收塔、负压装置和解析装置；

所述组合吸收塔包括塔体、设置在塔体下端的第一进气口、设置在塔体上端的顶层进液口、设置在塔体中部的中间进液口、设置在塔体底部的出料口及设置在塔体顶部的剩余气体出口，所述塔体内部上端设置有顶层塔板，所述塔体内部中间位置设置有中间塔板，所述顶层进液口设置在顶层塔板的上方位置，所述中间进液口设置在中间塔板的上方位置；所述第一进气口连通外部聚氯乙烯生产设备的气体管道；所述剩余气体出口连通外部气体处理装置；

所述解析装置包括解析塔、塔顶一级冷凝器、塔顶二级冷凝器、第一再沸器、双效换热器、冷却器、第一稀盐酸储罐和第一酸泵；所述第一稀盐酸储罐用于存储氯化氢浓度处于17%-21%浓度的稀盐酸；所述双效换热器上设置有31%酸液进口、第一浓盐酸出口和第一稀盐酸进口，所述31%酸液进口用于进入氯化氢浓度处于25%-37%的浓盐酸，所述31%酸液进口连通组合吸收塔的出料口，所述双效换热器的第一浓盐酸出口连通解析塔的上端解析进液口，所述解析塔上端还设置有浓盐酸蒸汽出口，所述第一稀盐酸进口通过管道连通解析塔底部，所述解析塔底部设置有用于蒸发的第一再沸器，所述解析塔顶部的浓盐酸蒸汽出口依次连通塔顶一级冷凝器和塔顶二级冷凝器，所述塔顶二级冷凝器上设置有氯化氢气体排出口；所述双效换热器的下端设置有一19%稀盐酸出口，所述19%稀盐酸出口用于排出氯化氢浓度处于17%-21%的稀盐酸；所述19%稀盐酸出口通过管道连接冷却器，所述冷却器通过管道连接第一稀盐酸储罐，所述第一稀盐酸储罐通过管道连接第一酸泵；

所述负压装置包括负压塔、负压塔顶冷凝器、真空装置、第二再沸器、第二稀盐酸储罐和第二酸泵；所述第二稀盐酸储罐用于存储氯化氢浓度处于22%-24%的稀盐酸；所述负压塔上端设置有稀酸蒸汽口，所述负压塔的稀酸蒸汽口通过管道连接负压塔顶冷凝器，所述负压塔顶冷凝器连通真空装置，所述负压塔的上端还设置有1%酸水出口，所述1%酸水出口用于排出氯化氢浓度低于1%的酸水，所述1%酸水出口通过管道连接组合吸收装置的顶层进液口；所述负压塔顶冷凝器的下端与1%酸水出口连通；所述负压塔的中间位置设置有一19%稀盐酸进口，所述19%稀盐酸进口用于进入氯化氢浓度处于17%-21%的稀盐酸，所述负压塔的19%稀盐酸进口通过管道连接第一酸泵；所述负压塔的塔底设置有第二再沸器，所述负压塔的塔底通过管道连通第二稀盐酸储罐，所述第二稀盐酸储罐通过管道连接第二酸泵，所述第二酸泵通过管道连接组合吸收装置的中间进液口。

2.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统，其特征在于，所述第一再沸器和第二再沸器采用热虹吸式再沸器。

3.一种根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯生产中尾气的处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、组合吸收塔工作过程：由组合吸收塔的第一进气口进入聚氯乙烯生产中尾气，组合吸收塔的顶层进液口和中间进液口分别进入由负压装置的得到的1%酸水、由解析装置解析得到的浓度为22%-24%的稀盐酸；所述组合吸收塔的出料口排出浓度为25%-37%的浓盐酸，所述组合吸收塔上端的剩余气体出口排出剩余气体；

S2、解析装置工作过程：将组合吸收塔吸收过来的浓度为25%-37%盐酸，25%-37%盐酸经双效换热器加热，进入解析塔，与解析塔底部的第一再沸器蒸发的氯化氢和水的混合气在解析塔内充分接触，气液混合物完成热量与质量交换，解析塔内的氯化氢得到热量被解析出来，经塔顶一级冷凝器和塔顶二级冷凝器冷却后，得到干燥的氯化氢气体，从解析塔的氯化氢气体排出口排出；解析塔底部浓度在17%-21%的稀盐酸经过双效换热器、冷却器冷却后进入第一稀盐酸储罐；

S3、负压装置工作过程：第一稀盐酸储罐内的稀盐酸经第一酸泵泵入负压装置的负压塔内，和负压塔底部的第二再沸器蒸发的氯化氢和水混合气在负压塔内充分传热传质；同时，真空装置不断抽吸下，负压塔内处于真空状况；在真空状况下，酸的共沸点高，负压塔内热质交换过程中，负压塔上部的氯化氢浓度越来越低，负压塔下部的氯化氢的浓度越来越高；负压塔的塔顶低于1%氯化氢含量的水蒸气通过负压塔顶冷凝器凝结成浓度低于1%酸水，浓度低于1%酸水作为吸收液由顶层进液口进入组合吸收塔；负压塔的塔底氯化氢浓度为22%-24%的稀盐酸进入第二稀盐酸储罐，由第二酸泵经组合吸收塔的中间进液口进入组合吸收塔，进行吸收；

S4、循环工作过程：负压装置得到的氯化氢浓度低于1%酸水和氯化氢浓度为22%-24%稀盐酸进入组合吸收塔，重新进行组合吸收塔工作过程。