CN111589292A - 一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，包括尾气预处理步骤、制酸步骤和酸纯化步骤。本发明采用逆流方式，使用新鲜原料油不饱合脂肪酸甲酯对尾气中的氯气进行反应清除，充分利用尾气中的原料氯气，增加了氯气的转化率，并提高了尾气中的最终副产品浓盐酸的品质，同时本工艺不需要使用碱液对尾气中的氯气进行处理吸收，成本低、保护环境。本发明具有潜在的市场价值。

Description

一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺

技术领域

本发明涉及氯代脂肪酸甲酯尾气处理工艺领域，特别涉及一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺。

背景技术

氯代脂肪酸甲酯是近年来才开发的一款新型绿色环保增塑剂，是由不饱和脂肪酸甲酯和氯气在一定条件下反应制得的。在生产过程中会产生大量尾气，尾气成分主要为大量反应生成的氯化氢、少量因反应不充分而没有参与反应的氯气及在高温剧烈反应过程中被气流带走的油气。一般的处理方式是先将尾气经过吸收塔将氯化氢转化为盐酸之后再经过碱池进行尾气吸收，最后排空。但这样的处理方式有以下缺点：(1)氯气利用率低，净化设备复杂；(2)制备的浓盐酸品质差，含有一定量的游离氯，颜色偏黄、有机杂质多；(3)尾气最终需要碱液吸收，形成的废水处理成本高，并且不符合环保要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺。

本发明的技术方案为：一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，包括尾气预处理步骤、制酸步骤和酸纯化步骤，尾气预处理步骤包括：

(1)尾气依次进入反应吸收釜一、反应吸收釜二，与反应吸收釜一、反应吸收釜二中的油相进行反应，清除尾气中的部分氯气，清除部分氯气后的尾气进入气液分离器一进行气液分离，气相进入制酸步骤，液相进入把关釜；(2)把关釜内通入原料油，原料油在把关釜内形成油相，由把关釜依次溢流入纯化塔、反应吸收釜二、反应吸收釜一提供可供反应的油相；(3)把关釜内通入制酸步骤的残余尾气，由原料油对其中的氯气进一步清除；(4)把关釜内的气相进入气液分离器二进行气液分离，气液分离器二的气相进入制酸步骤，液相重新进入把关釜。

进一步的，制酸步骤包括：

Ⅰ、步骤(1)气液分离器一的气相进入降膜吸收器一，与降膜吸收器一中的水分形成浓盐酸，降膜吸收器一中的气相进入把关釜形成步骤(3)中的残余尾气；降膜吸收器一中的液相盐酸浓度不达标时进入浓盐酸循环罐，浓度达标时进入纯化塔；Ⅱ、步骤(4)气液分离器二的气相进入降膜吸收器二，与降膜吸收器二中的水分形成浓盐酸，降膜吸收器二中的气相进入喷淋塔一，液相进入浓盐酸循环罐；Ⅲ、浓盐酸循环罐将其中的浓盐酸重新泵入降膜吸收器一、降膜吸收器二顶部进行浓盐酸循环；Ⅳ、降膜吸收器二中的气相进入喷淋塔一后，与喷淋塔一中的水分形成稀盐酸，之后喷淋塔一气相进入喷淋塔二，液相盐酸浓度不达标时进入稀盐酸循环罐，浓度达标时进入浓盐酸循环罐；Ⅴ、喷淋塔一气相进入喷淋塔二后，与喷淋塔二中的水分形成稀盐酸，之后喷淋塔二气相排空，液相进入稀盐酸循环罐；Ⅵ、稀盐酸循环罐将其中的稀盐酸重新泵入喷淋塔一、喷淋塔二顶部进行稀盐酸循环；Ⅶ、稀盐酸循环罐内通入自来水，为降膜吸收器一、降膜吸收器二、喷淋塔一、喷淋塔二提供水分。

进一步的，酸纯化步骤包括：纯化塔中油相与水相分层，油相溢流入反应吸收釜二，水相进入除油塔进行净化除油后进入酸库。

进一步的，反应吸收釜一、反应吸收釜二的温度为70～110℃。

进一步的，反应吸收釜一、反应吸收釜二、把关釜内设有气流分配器。

进一步的，喷淋塔二上部设有排气塔，排气塔高度≥25m。

本发明对氯代脂肪酸甲酯尾气处理工艺进行了创新改进，使用原料油不饱和脂肪酸甲酯与尾气中的氯气进行反应，对尾气中的氯气进行清除利用，提高氯气利用率，并且为尾气下一步制盐酸进行提前净化，使最终制成的浓盐酸中氯气含量低，品质提高；同时省略了现有尾气处理工艺中使用碱液对氯气进行吸收处理的步骤，节省成本，不会造成废液污染环境。本发明具有潜在的市场价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工艺流程示意图。

在图1中，B1为反应吸收釜一，B2为反应吸收釜二，B3为把关釜，M1为气液分离器一，M2为气液分离器二，E1为降膜吸收器一，E2为降膜吸收器二，E3为喷淋塔一，E4为喷淋塔二，E5为排气塔，C1为浓盐酸循环罐，C2为稀盐酸循环罐，C3为除油塔，C4为纯化塔，A1、A2、A3为气流分配器，V1、V2、V3、V4为阀门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，包括尾气预处理步骤、制酸步骤和酸纯化步骤，尾气预处理步骤包括：

(1)尾气依次进入反应吸收釜一B1、反应吸收釜二B2，与反应吸收釜一B1、反应吸收釜二B2中的油相进行反应，清除尾气中的部分氯气，清除部分氯气后的尾气进入气液分离器一M1进行气液分离，气相进入制酸步骤，液相进入把关釜B3；(2)把关釜B3内通入原料油，原料油在把关釜B3内形成油相，由把关釜B3依次溢流入纯化塔C4、反应吸收釜二B2、反应吸收釜一B1提供可供反应的油相；(3)把关釜B3内通入制酸步骤的残余尾气，由原料油对其中的氯气进一步清除；(4)把关釜B3内的气相进入气液分离器二M2进行气液分离，气液分离器二M2的气相进入制酸步骤，液相重新进入把关釜B3。

进一步的，制酸步骤包括：

Ⅰ、步骤(1)气液分离器一M1的气相进入降膜吸收器一E1，与降膜吸收器一E1中的水分形成浓盐酸，降膜吸收器一E1中的气相进入把关釜B3形成步骤(3)中的残余尾气；降膜吸收器一E1中的液相盐酸浓度不达标时进入浓盐酸循环罐C1，浓度达标时进入纯化塔C4；Ⅱ、步骤(4)气液分离器二M2的气相进入降膜吸收器二E2，与降膜吸收器二E2中的水分形成浓盐酸，降膜吸收器二E2中的气相进入喷淋塔一E3，液相进入浓盐酸循环罐C1；Ⅲ、浓盐酸循环罐C1将其中的浓盐酸重新泵入降膜吸收器一E1、降膜吸收器二E2顶部进行浓盐酸循环；Ⅳ、降膜吸收器二E2中的气相进入喷淋塔一E3后，与喷淋塔一E3中的水分形成稀盐酸，之后喷淋塔一E3气相进入喷淋塔二E4，液相盐酸浓度不达标时进入稀盐酸循环罐C2，浓度达标时进入浓盐酸循环罐C1；Ⅴ、喷淋塔一E3气相进入喷淋塔二E4后，与喷淋塔二E4中的水分形成稀盐酸，之后喷淋塔二E4气相排空，液相进入稀盐酸循环罐C2；Ⅵ、稀盐酸循环罐C2将其中的稀盐酸重新泵入喷淋塔一E3、喷淋塔二E4顶部进行稀盐酸循环；Ⅶ、稀盐酸循环罐C2内通入自来水，为降膜吸收器一E1、降膜吸收器二E2、喷淋塔一E3、喷淋塔二E4提供水分。

进一步的，酸纯化步骤包括：纯化塔C4中油相与水相分层，油相溢流入反应吸收釜二B2，水相进入除油塔C3进行净化除油后进入酸库。

进一步的，反应吸收釜一B1、反应吸收釜二B2的温度为70～110℃。反应吸收釜一B1、反应吸收釜二B2、把关釜B3内设有气流分配器A1、A2、A3。喷淋塔二E4上部设有排气塔E5，排气塔E5高度≥25m。

本发明尾气无碱化处理工艺在应用时，尾气首先经尾气预处理步骤，依次进入反应吸收釜一B1、反应吸收釜二B2、降膜吸收器一E1，最后进入把关釜B3，在三个釜内，尾气中的未经利用的原料氯气与从把关釜B3进入的原料油不饱和脂肪酸甲酯反应，生成氯代脂肪酸甲酯，生成的氯代脂肪酸甲酯最终由反应吸收釜一B1流出去生产装置进行进一步反应。经过预处理步骤，尾气中的氯气基本被清除。

尾气在反应吸收釜一B1、反应吸收釜二B2内进行氯气初步清除后，进入制酸步骤，尾气中含有大量的HCL气体，从气液分离器一M1进入降膜吸收器一E1，与其中的水分生成浓盐酸清除大部分HCL气体，此时尾气中氯气浓度增加，从降膜吸收器一E1进入把关釜B3，在把关釜B3内更容易对氯气进行清理。尾气从把关釜B3出来后，进入气液分离器二M2再进入降膜吸收器二E2，降膜吸收器一E1、降膜吸收器二E2与浓盐酸循环罐C1之间形成内循环，对尾气中的HCL气体不断吸收，同时在降膜吸收器一E1与浓盐酸循环罐C1之间的管道上，设置向纯化塔C4的支管，在支管上设置阀门V1，降膜吸收器一E1与浓盐酸循环罐C1之间的管道上设置阀门V3，当浓盐酸高于一定浓度时，阀门V1打开，阀门V3关闭，使浓盐酸进入纯化塔C4进行除油、除游离氯纯化，当浓盐酸低于此浓度时，阀门V1关闭，阀门V3打开，浓盐酸继续循环增浓。

尾气在清除氯气、大部分HCL气体后，从降膜吸收器二E2依次进入喷淋塔一E3、喷淋塔二E4与其中的水分接触继续除去剩余的HCL气体，喷淋塔一E3、喷淋塔二E4与稀盐酸循环罐C2之间形成内循环，对进入的剩余的HCL气体不断吸收，同时在喷淋塔一E3与稀盐酸循环罐C2之间的管道上，设置向浓盐酸循环罐C1的支管，在支管上设置阀门V2，喷淋塔一E3与稀盐酸循环罐C2之间的管道设有阀门V4，当稀盐酸高于一定浓度时，阀门V2打开，阀门V4关闭，使稀盐酸进入浓盐酸循环罐C1，对浓盐酸循环罐进行补充，以便最终进入纯化塔C4进行除油、除游离氯纯化，当稀盐酸低于此浓度时，阀门V2关闭，阀门V4打开，稀盐酸继续循环增浓。

浓盐酸循环罐C1、稀盐酸循环罐C2上设有盐酸浓度传感器，盐酸浓度传感器与外部控制装置连接，外部控制装置又与阀门V1、V2、V3、V4连接，以达到根据盐酸浓度控制阀门关闭的目的。外部控制装置可以选用PLC控制器等。

制酸步骤完成后，最后进入酸纯化步骤，在纯化塔C4内浓盐酸、来自把关釜B3的油相进一步萃取洗涤，去除浓盐酸中携带的少量氯气、油相，使浓盐酸进一步纯化，浓盐酸最后进入除油塔C3，对油相做最后的分离后进入酸库做成品储存。

反应吸收釜并不局限于反应吸收釜一B1、反应吸收釜二B2两个，根据工艺需要，可以设置多个。

本发明的创新重点在于以下几个方面：

(1)无碱化吸收尾气：本发明工艺设计的把关釜B3及其所处工艺位置及其关键和重要。从尾气的流动来看，本工艺将把关釜B3位置放在降膜吸收器一E1后面，有以下好处：尾气经过降膜吸收器一E1吸收后，由于大部分氯化氢气体转化成盐酸，使得剩余尾气氯气占比增高、整体气速降低。氯气占比增高可促进反应效率、整体气速降低可增加气体与原料油接触时间。因为原料油氯代脂肪酸甲酯中含有大量不饱和双键，氯气通入后不是先溶解而是迅速发生加成反应，因此可保障余氯全部参加反应。把关釜B3的设置大大提高了除氯效率，实现最终无碱化尾气处理。

(2)高品质浓盐酸制备：本工艺把粗浓盐酸提纯时将除油塔C3与纯化塔C4分开，步骤多了一步，但是效率提高了，分离效果更好了。其中纯化塔C4中粗浓盐酸水相可以跟原料油形成的油相快速进行萃取和热交换，然后油相经过预热进入前部的反应吸收釜，大大节约了能源。同时，纯化塔C4不但可以净化粗浓盐酸中有机油相杂质，还可以再进一步吸收粗浓盐酸中可能存在的游离氯，进一步起到了“把关作用”。另外，除油塔C3可以利用大容积、高罐身让油、酸有充分的时间和空间进行分离。通过这一设计最终得的的浓盐酸杂质少、品质高。

(3)节约能源：反应吸收釜B1、B2、把关釜B3、纯化塔C4不仅是利用原料油吸收余氯，也是让冷油与热气、热酸进行热交换再进入生产装置，节约能源。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，其特征在于：包括尾气预处理步骤、制酸步骤和酸纯化步骤，尾气预处理步骤包括：

(1)尾气依次进入反应吸收釜一、反应吸收釜二，与反应吸收釜一、反应吸收釜二中的油相进行反应，清除尾气中的部分氯气，清除部分氯气后的尾气进入气液分离器一进行气液分离，气相进入制酸步骤，液相进入把关釜；

(2)把关釜内通入原料油，原料油在把关釜内形成油相，由把关釜依次溢流入纯化塔、反应吸收釜二、反应吸收釜一提供可供反应的油相；

(3)把关釜内通入制酸步骤的残余尾气，由原料油对其中的氯气进一步清除；

(4)把关釜内的气相进入气液分离器二进行气液分离，气液分离器二的气相进入制酸步骤，液相重新进入把关釜。

2.根据权利要求1所述的一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，其特征在于制酸步骤包括：

Ⅰ、步骤(1)气液分离器一的气相进入降膜吸收器一，与降膜吸收器一中的水分形成浓盐酸，降膜吸收器一中的气相进入把关釜形成步骤(3)中的残余尾气；降膜吸收器一中的液相盐酸浓度不达标时进入浓盐酸循环罐，浓度达标时进入纯化塔；

Ⅱ、步骤(4)气液分离器二的气相进入降膜吸收器二，与降膜吸收器二中的水分形成浓盐酸，降膜吸收器二中的气相进入喷淋塔一，液相进入浓盐酸循环罐；

Ⅲ、浓盐酸循环罐将其中的浓盐酸重新泵入降膜吸收器一、降膜吸收器二顶部进行浓盐酸循环；

Ⅳ、降膜吸收器二中的气相进入喷淋塔一后，与喷淋塔一中的水分形成稀盐酸，之后喷淋塔一气相进入喷淋塔二，液相盐酸浓度不达标时进入稀盐酸循环罐，浓度达标时进入浓盐酸循环罐；

Ⅴ、喷淋塔一气相进入喷淋塔二后，与喷淋塔二中的水分形成稀盐酸，之后喷淋塔二气相排空，液相进入稀盐酸循环罐；

Ⅵ、稀盐酸循环罐将其中的稀盐酸重新泵入喷淋塔一、喷淋塔二顶部进行稀盐酸循环；

Ⅶ、稀盐酸循环罐内通入自来水，为降膜吸收器一、降膜吸收器二、喷淋塔一、喷淋塔二提供水分。

3.根据权利要求2所述的一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，其特征在于酸纯化步骤包括：

纯化塔中油相与水相分层，油相溢流入反应吸收釜二，水相进入除油塔进行净化除油后进入酸库。

4.根据权利要求1所述的一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，其特征在于：反应吸收釜一、反应吸收釜二的温度为70～110℃。

5.根据权利要求1所述的一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，其特征在于：反应吸收釜一、反应吸收釜二、把关釜内设有气流分配器。

6.根据权利要求2所述的一种氯代脂肪酸甲酯尾气无碱化处理工艺，其特征在于：喷淋塔二上部设有排气塔，排气塔高度≥25m。

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