CN111701404A - 一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用 - Google Patents

一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111701404A
CN111701404A CN202010362365.4A CN202010362365A CN111701404A CN 111701404 A CN111701404 A CN 111701404A CN 202010362365 A CN202010362365 A CN 202010362365A CN 111701404 A CN111701404 A CN 111701404A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
hydrogen chloride
washing tower
gas
absorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010362365.4A
Other languages
English (en)
Inventor
梁建平
赵雯婷
黄泽茂
周齐领
谭海军
王亚林
郑渊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Chengda Engineering Co Ltd
Original Assignee
China Chengda Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Chengda Engineering Co Ltd filed Critical China Chengda Engineering Co Ltd
Priority to CN202010362365.4A priority Critical patent/CN111701404A/zh
Publication of CN111701404A publication Critical patent/CN111701404A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1418—Recovery of products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1431—Pretreatment by other processes
    • B01D53/1443—Pretreatment by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B01D2252/103—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2045—Hydrochloric acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases

Abstract

本发明属于化工领域，尤其涉及一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用，其特征在于：氯乙烯合成气经过降膜吸收器，进行第一次吸附分离；气体进入水洗塔进行第二次吸附分离；第二次分离后的气体进入碱洗塔后进入下一段工序。方法与装置可应用于含氯化氢气体中的氯化氢吸收，尤其应用于低浓度氯化氢吸收，更应用于乙炔法氯乙烯装置反应气中低浓度氯化氢吸收。盐酸可全回收、全解吸、零排放；回收的氯化氢能返回合成工序作为原料，降低了装置氯化氢的消耗，减少危废排放，循环经济，能耗低。

Description

一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用
技术领域
本发明属于化工领域，尤其涉及一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用。
背景技术
氯化氢，是一种无色非可燃性气体，有极刺激气味，比重大于空气，遇潮湿的空气产 生白雾，极易溶于水，生成盐酸。有强腐蚀性，能与多种金属反应产生氢气，可与空气形成 爆炸性混合物，遇氰化物产生剧毒氰化氢。对环境、设备都具有较强的腐蚀性，对人体有害，刺激人的皮肤、呼吸道。氯化氢气体进入时结渣堵塞降膜吸收塔，影响气体吸收的不足之处。氯化氢气体的吸收除了用于生产比较纯净的盐酸，还用于从混合气体中吸收氯化氢组 分，以分离混合气体，起到净化气体的作用。
基于HCI气体易溶于水的原理，常常采用水直接吸收氯化氢气体，当所得HCI达到一 定浓度时，经净化与浓缩可得到副产品盐酸。水法吸收的工艺设备可采用喷淋塔、筛板塔、 波纹塔采用三级栅格式净化器，用水吸收氯化氢废气，通过三级吸收逐渐浓缩回收盐酸。
碱液吸收法，用废碱液来中和吸收HCl，也可以用石灰乳作为吸收剂，吸收可在吸收塔 内进行。联合吸收法，联合吸收法即用水-碱液二级联合吸收，用水碱液二级联合吸收法处 理氢和氯化氢混合废气，先经水喷淋石墨冷凝器降膜吸收后，再经碱性吸收釜用碱吸收。
在吸收装置上，氯化氢气体吸收主要采用；绝热吸收塔(填料塔)和膜式吸收器，缺点是 绝热吸收塔对氯化氢的吸收效率低，另外绝热吸收塔易出现淹塔、偏流现象；膜式吸收器则 采用吸收管，管内吸收液形成液膜对气体具有良好的吸收，同时管外进行水冷却，但是冷却 水溶液在管外形成结垢层影响换热效率，需要定期进行清理和维护。
对于高浓度的HCL气，有根据HCL蒸气压随温度迅速下降的原理采用冷凝的方法，先 将废气冷却回收利用HCL，采用石墨冷凝器利用深井水或自来水间接冷却，废气温度降到 零点以下，HCL冷下来，度气中的水蒸气也冷凝下来，形成10％～20％的盐酸，但冷凝法很难除净HCI气体，对低浓度氯化氢吸收很难或无法处理。
常规处理中，从吸收塔过来的稀盐酸进入降膜吸收器吸收低浓度的混合气体，未被吸收 的氯化氢在吸收塔内用水或稀盐酸吸收，尾气通过尾气塔经过再次吸收达到排入标准后排 空。由于混合气体中氯化氢含量较低，因此吸收效果很差，降膜吸收器出酸浓度较低，盐酸 储罐内的盐酸需要用循环泵打入降膜吸收器循环吸收，达到所需浓度后再用盐酸泵送入浓酸 储罐。但工艺流程长，设备多，耗能大等。
氯乙烯又名乙烯基氯(Vinyl chloride)是一种应用于高分子化工的重要的单体，可由乙烯 或乙炔制得。在乙炔法氯乙烯的合成反应中，原料配比乙炔/氯化氢一般控制在氯化氢过量 3～5％mol。
处理VCM生产中过量HCl的传统工艺是将出转化器的粗氯乙烯经合成气石墨冷却器冷却 至15℃左右，进入水洗塔用工业水吸收氯化氢，副产浓度20％wt左右的盐酸；水洗后的粗 氯乙烯气经夹带液捕积器进入碱洗塔用稀碱液洗涤，脱除残留的HCl，以及二氧化碳等杂 质，获得聚合用的精制氯乙烯。水洗塔、碱洗塔要保持一定的液体循环量，以满足净化需 要。工业水从水洗塔连续加入，稀盐酸亦连续排放。碱洗塔定时更换碱液，当其中的碳酸钠 浓度超标后必须换用一定浓度的氢氧化钠溶液作吸收液。但存在着些下面的技术问题：
(1)水洗塔须连续排放稀盐酸，副产盐酸浓度低(20％wt)，氯化氢回收成困难。不仅导致氯 乙烯、氯化氢和水资源的流失，而且污染环境，构成安全隐患，增大后治污费用。
(2)无法回收作为合成氯乙烯原料的氯化氢，只能副产形成难以处理的低浓度盐酸。
(3)传统筛板塔操作弹性小，压力降大，不易操作和控制。
(4)吸收氯化氢时会放出大量热，溶解热难以从系统中排除，故操作温度高，设备易超温， 在开始阶段尤其如此，这使得操作控制困难、设备易损坏，有安全隐患。
(5)系统氯化氢吸收率低，导致水洗塔出口气带酸，增大了碱洗塔的碱耗量。
因此，如何对氯化氢的吸收处理，特别是低浓度氯化氢的吸收处理以及相应的装置是目 前所需。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用，盐酸可全 回收、全解吸、零排放；且回收的氯化氢能返回合成工序作为原料，降低了装置氯化氢的消 耗，减少危废排放，循环经济，能耗低，具有可观的经济、社会效益和推广前景；尤其解决 了低浓度氯化氢(VCM混合气中一般混合有3％～5％过量氯化氢气体)的吸收问题；实现了盐 酸全回收、全解吸、零排放，采用降膜吸收器加水洗塔和中间撤热技术，这是行业盐酸循环 利用的新组合工艺。
解决以上技术问题的一种氯化氢吸收处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)氯乙烯合成气经过降膜吸收器，进行第一次吸附分离；
(2)气体进入水洗塔进行第二次吸附分离；水洗塔塔顶出工艺气体中氯化氢含量小于 0.1％wt；
(3)第二次分离后的气体进入碱洗塔后进入下一段工序。
优化方案中，所述步骤(3)中回收第二次分离后的稀酸，冷凝后分别进入水洗塔和降 膜吸收器中循环利用。
降膜吸收器中吸收液为盐酸，为外来稀酸，也为回收循环回的稀酸。水洗塔中吸收剂 为水和盐酸。
进一步优化方案中，所述回收的第二次分离后的稀酸中加入外来稀酸，参与循环利用。
优化方案中，所述步骤(2)中回收第一次分离后的浓酸进入盐酸脱吸系统进行脱吸， 脱吸后的氯化氢返回常规的氯化氢合成工序，脱吸的稀酸代替外来稀酸，与步骤(3)中回 收第二次分离后的稀酸混合，参与循环利用。
本发明用水或稀盐酸作为吸收剂吸收掉混合气中的过量氯化氢，为物理吸收过程，其中 推动力是VCM混合气中HCL气体分压(混合气的总压和HCL气体在混合气中的体积百分数) 和盐酸溶液上HCL分压的压差，影响此分压差因素为混合气中HCL的分压和盐酸溶液温度。
所述混合气(氯乙烯合成气)的总压是15kPa，HCL的分压是0.1pa，HCL气体在混合气中的体积百分数是0.003％。
所述稀酸为盐酸，所述水洗塔中盐酸溶液温度≤12℃。；循环酸应满足≥30m3/m2·h的循 环量。
盐酸溶液的温度越低，溶液上的HCL分压越低。盐酸吸收氯化氢为放热过程，冷冻水停 止供应或流量太小、温度过高，则循环酸内吸收热无法排出水洗塔外，温度不断升高，不仅 水洗全塔的氯化氢吸收量达不到要求，而且会危及设备安全。
所述水洗塔主体(塔体、塔板)材料为FRP，液体分布器材质是硬质PVC。
本发明中一种氯化氢吸收处理装置，包括设有降膜吸收器、水洗塔、碱洗塔、浓酸槽和 稀酸槽，所述降膜吸收器分别与水洗塔和浓酸槽相连，水洗塔分别与降膜吸收器、碱洗塔和 稀酸槽相连。
本发明中氯乙烯合成气经过降膜吸收器进入吸附后，首先在降膜吸收器中用～25％wt 稀酸吸收，得到～30％wt的副产浓盐酸。降膜吸收器的进酸量由设在其酸出口管线上的盐 酸浓度在线分析仪控制。为提高吸收效果，降膜吸收器的壳程用冷冻水撤出溶解热。吸收后 的气体进入水洗塔的下部，由下而上经过填料段和筛板段，分别经冷却的稀酸和新鲜水吸收 后，脱去氯化氢后从塔顶排出，送碱洗塔进一步精制。
所述降膜吸收器为石墨降膜吸收器，材质采用石墨。
本发明中装置可以吸收到最大盐酸溶液的浓度也取决于VCM混合气体中HCL的分压。 混合气中的过量氯化氢气体的含量不高，约3％～5％左右是典型的低浓度气体的吸收，吸收过 程是受气膜阻力控制，降膜吸收器中的气液传质设备的传质能力和效率是保证此装置性能的 重要环节。盐酸溶液吸收分为两部份，降膜吸收器约吸收70％的氯化氢，水洗塔约吸收30％ 的氯化氢。
所述装置还设有浓酸泵、浓酸至盐酸脱吸装置、稀酸自脱吸装置、酸循环泵和循环酸冷 却器，所述降膜吸收器分别与水洗塔、循环酸冷却器和浓酸槽相连，水洗塔分别与降膜吸收 器、碱洗塔、循环酸冷却器和稀酸槽相连，稀酸槽和循环酸冷却器通过酸循环泵相连，稀酸 槽、酸循环泵、循环酸冷却器和水洗塔形成一个封闭的循环圈，浓酸槽和浓酸泵相连，浓酸 泵与浓酸至盐酸脱吸装置相连，稀酸槽与稀酸自脱吸装置连接。
所述浓酸至盐酸脱吸装置与稀酸自脱吸装置连接。
优化方案中，浓酸至盐酸脱吸装置与稀酸自脱吸装置连接。
降膜吸收器底部排放的～31％浓酸返回盐酸脱吸系统，脱吸后的氯化氢返回氯化氢合成 工序，脱吸的稀酸返回组合吸收塔进行氯化氢吸收。全过程实现无废酸外排。
所述水洗塔材质为FRP，既能避免氯化氢腐蚀，又能减少设备重量，降低设备成本。
所述水洗塔循环酸进塔温度≤12℃、出塔温度≤18℃；所述水洗塔材质为FRP；所述水 洗塔中运行温度≤50℃，压力≤20kPa。
本发明中装置和方法可应用于含氯化氢气体中的氯化氢吸收，尤其应用于低浓度氯化氢 吸收，更应用于乙炔法氯乙烯装置反应气中低浓度氯化氢吸收。本发明中采用水洗塔，提高 了碱洗效果，降低碱使用量。循环酸冷却器为中间撤热环节。
本发明采用降膜吸收器及下段填料加上段筛板塔盘组合塔技术回收粗氯乙烯原料气中过 量氯化氢，实现了粗氯乙烯混合气中氯化氢的密闭循环、稀酸零排放，经济效益和社会效益 显著。又减少了尾气塔，及相应配套设备，关减少了稀盐酸的产生量。水洗塔塔顶出工艺气 体中氯化氢含量小于0.1％wt，且工艺气体通过水洗塔的压降不大于5kPa。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图
图中标识具体为：
1.降膜吸收器，2.水洗塔，3.碱洗塔，4.浓酸槽，5.浓酸泵，6.稀酸槽，7.酸循环泵，8.循环酸冷却器，9.浓酸至盐酸脱吸装置，10.稀酸自脱吸装置，11.填料段，12.塔板段
具体实施方式
以下用具体实施例对本发明进行进一步的说明，其中降膜吸收器、水洗塔、碱洗塔、浓 酸泵、浓酸至盐酸脱吸装置和稀酸自脱吸装置等设备为常规设备：
实施例1
一种氯化氢吸收处理方法，包括以下步骤：
(1)氯乙烯合成气经过降膜吸收器，进行第一次吸附分离；分离后，气体被送往水洗 塔吸收塔，底部吸收后的～31％盐酸送入盐酸贮槽。粗氯乙烯气中的氯化氢～70％在降膜吸收 器中被吸收，对应有～70％的吸收热在降膜吸收器中被撤出，剩余氯化氢通过水洗塔吸收。
混合气(氯乙烯合成气)的总压是15kPa，HCL的分压是0.1pa，HCL气体在混合气中的体积百分数是0.003％。
(2)气体进入水洗塔进行第二次吸附分离；水洗塔塔顶出工艺气体中氯化氢含量小于 0.1％wt；分别用稀盐酸和清水吸收气流中的氯化氢，总吸收率在99％以上。
(3)第二次分离后的气体进入碱洗塔后进入下一段工序。气体随后进入碱洗塔，进一 步吸收其中的CO2等组分，塔底流出质量分数～25％的盐酸。
降膜吸收器中吸收液为盐酸，为外来稀酸，也为回收循环回的稀酸。水洗塔中吸收剂 为水和盐酸。盐酸溶液温度≤12℃。水洗塔主体(塔体、塔板)材料为FRP，液体分布器材质是硬质PVC。水洗塔中温度≤50℃，压力≤20kPa。
水洗塔主体(塔体、塔板)材料为FRP，液体分布器材质是硬质PVC。水洗塔中温度≤
50℃，压力≤20kPa。该塔为常压、常温设备，仅允许在微正压下操作，温度也不能太高， 所以要严防超温、超压使用，一般要求其工作温度不能超过50℃，使用压力不大于20kPa。
从防腐和设备密封角度考虑，氯乙烯和盐酸均为高毒、强腐蚀介质，组合吸收塔采用 FRP材料制作。同时，尽管组合吸收塔的操作压力和温度不高，但塔径和高度不小，且塔内 构件复杂，因此对此塔的机械强度和刚度仍有不低的要求，采用FPR可以大大降低设备重 量，降低生产成本。
实施例2
一种氯化氢吸收处理方法，包括以下步骤：
(1)氯乙烯合成气经过降膜吸收器，进行第一次吸附分离；降膜吸收器中吸收液为盐 酸，为外来稀盐酸，也为后面步骤中回收循环回的盐酸。
混合气(氯乙烯合成气)的总压是15kPa，HCL的分压是0.1pa，HCL气体在混合气中的体积百分数是0.003％。
(2)气体进入水洗塔进行第二次吸附分离；水洗塔塔顶出工艺气体中氯化氢含量小于 0.1％wt；分别用稀盐酸和清水吸收气流中的氯化氢，总吸收率在99％以上。
回收第一次分离后的浓盐酸进入盐酸脱吸系统进行脱吸，脱吸后的氯化氢返回常规的氯 化氢合成工序，脱吸的稀酸与步骤(3)中回收第二次分离后的稀盐酸混合，参与循环利 用。氯化氢主要被循环的稀酸吸收。同时副产高浓度的盐酸(～31％wt)，为盐酸脱吸回收氯 化氢节能提供了良好条件。
回收的第二次分离后的稀酸中也可加入外来稀酸，参与循环利用。
(3)第二次分离后的气体进入碱洗塔后进入下一段工序。气体随后进入碱洗塔，进一 步吸收其中的CO2等组分，塔底流出质量分数～25％的盐酸。液体进入稀酸槽中回收，回收第 二次分离后的稀酸，冷凝后分别进入水洗塔和降膜吸收器中循环利用。
其中所用盐酸溶液温度≤12℃。
采用多工况操作，可将全部HCl吸收后经盐酸脱吸装置转化为合成原料气；零排放， 系统不排废水；流程简化，设备少，占地面积小，投资省；组合吸收塔操作压降低，装置操 作弹性大，过程控制方便；开车阶段允许大量HCl流入设备，且不会引起过程超温。
氯化氢主要被循环的稀酸吸收。降膜吸收器底部排放的～31％浓酸返回盐酸脱吸系 统，脱吸后的氯化氢返回氯化氢合成工序，脱吸的稀酸返回组合吸收塔进行氯化氢吸收。全 过程实现无废酸外排。清水从水洗塔顶层塔板连续加入，25％的稀酸从填料段上部加入，逐 级吸收粗氯乙烯气中的氯化氢。～31％的浓盐酸由塔底排出，与盐酸脱吸返回的稀酸混合后 经循环酸冷却器冷却后返回组合吸收塔和降膜吸收器。通过稀酸循环系统和降膜吸收器，不 断地将吸收氯化氢时所产生的溶解热移出，降低吸收温度，从而可使产品酸的质量分数稳定 在～31％，氯化氢吸收率大于99％。
实施例3
一种氯化氢吸收处理装置，设有降膜吸收器、水洗塔、碱洗塔、浓酸槽和稀酸槽，所述降膜吸收器分别与水洗塔和浓酸槽相连，水洗塔分别与降膜吸收器、碱洗塔和稀酸槽相连。装置中混合气(氯乙烯合成气)的总压是15kPa，HCL的分压是0.1pa，HCL气体在混 合气中的体积百分数是0.003％。
装置可以吸收到最大盐酸溶液的浓度亦取决于VCM混合气体中HCL的分压。此混合气中 的过量氯化氢气体的含量不高，约3％～5％左右是典型的低浓度气体的吸收，吸收过程是受气 膜阻力控制，因此气液传质设备的传质能力和效率是保证此装置性能的关键。再采用降膜吸 收器加水洗塔的方式来吸收氯乙烯反应气中的过量氯化氢气体。吸收后的盐酸经盐酸脱吸装 置回收了氯化氢并返回合成工序作为原料。
氯乙烯合成气经过降膜吸收器进入吸附后，首先在降膜吸收器中用～25％wt稀酸吸 收，得到～30％wt的副产浓盐酸。降膜吸收器的进酸量由设在其酸出口管线上的盐酸浓度 在线分析仪控制。为提高吸收效果，降膜吸收器的壳程用冷冻水撤出溶解热。吸收后的气体 进入水洗塔的下部，由下而上经过填料段和筛板段，分别经冷却的稀酸和新鲜水吸收后，脱 去氯化氢后从塔顶排出，送碱洗塔进一步精制。
降膜吸收器为石墨降膜吸收器，材质采用石墨。石墨降膜吸收器由气-液分布器、吸收 冷却段和气液分离器三部分组成。吸收冷却段为列管式或圆块孔式，结构分别类同于列管式 或圆块孔式石墨热交换器。气-液分布器由气、液体进口管、稳压环、配液管等不透性石墨 件构成。从进口管输入的吸收液经稳压环底部的环隙进入上管板(或吸收换热块)上面的空 间后，呈均匀分布状态进入配液管。配液管亦称导流管或溢流管，其上部开有均匀分布的4 个V形切口，切口的一边与管内壁相切。吸收液沿切向进入，在管内形成螺旋状扰动液膜下 降。
下降至吸收冷却段的吸收液沿着管(或孔)内壁呈膜状流下，易溶于吸收液的气体同 向流动，与吸收液充分接触，被吸收。溶解热通过间壁传递给冷却液带出设备。未被吸收的 氯化氢气体与氯乙烯产品气一起进入位于设备底部提供分离空间的气液分离器。分离后，气 体被送往水洗塔，底部吸收后的～31％盐酸送入盐酸贮槽。粗氯乙烯气中的氯化氢～70％在降 膜吸收器中被吸收，对应有～70％的吸收热在降膜吸收器中被撤出，剩余氯化氢通过水洗吸收 塔吸收。
水洗塔材质为FRP，既能避免氯化氢腐蚀，又能减少设备重量，降低设备成本。混合气经降膜吸收器分离后，气体被送往水洗塔，底部吸收后的～31％盐酸送入盐酸贮槽。粗氯乙 烯气中的氯化氢～70％在降膜吸收器中被吸收，对应有～70％的吸收热在降膜吸收器中被撤 出，剩余氯化氢通过组合吸收塔吸收。
氯化氢水洗塔水洗吸收塔采用下段填料加上段筛板塔盘的形式，由填料段和塔板段两 部分组成，含过量氯化氢的氯乙烯气体先后流过水洗塔的填料段和筛板段(共5层)，两段分 别用稀盐酸和清水吸收气流中的氯化氢，总吸收率在99％以上，气体随后进入碱洗塔，进 一步吸收其中的CO2等组分，塔底流出质量分数～25％的盐酸。
水洗塔塔内可划分为浓酸吸收区、清水吸收区和塔下部的循环浓酸贮存段、进气分布 段以及塔顶的气液分离段，各个区、段的工况差异很大。水洗塔循环酸进塔温度≤12℃、出 塔温度≤18℃；循环酸应满足≥30m3/m2·h的循环量。浓酸吸收区为填料段，采用高比表面 积的波板纹填料，填料分为两段。塔内填料段用冷的～25％稀酸液直接冷却VCM混合气，填料 段传质传热面积大，吸收氯化氢的盐酸温升后用泵送入块孔式石墨循环酸冷却器与冷却水进 行液液相传热，待温度降低后再部分返回组合吸收塔，部分返回降膜吸收器。清水吸收区为 塔盘段，采用5层筛板塔板，可在很小液体流量工况下操作，其目的减小工业水的加入量， 维持系统水平衡，避免副产盐酸外排，同时尽量降低水洗后的粗氯乙烯气中氯化氢含量，降 低碱液消耗。进气分布段采用均布开孔管实现进料气体在塔内的均匀分布。塔顶的气液分离 段采用高效丝网捕雾器减少塔顶气相中的液沫夹带。采用氯化氢水洗塔，提高了碱洗效果， 降低碱使用量。水洗塔塔顶出工艺气体中氯化氢含量小于0.1％wt，且工艺气体通过水洗塔 的压降不大于5kPa。
清水从水洗塔顶层塔板连续加入，25％的稀酸从填料段上部加入，逐级吸收粗氯乙烯气 中的氯化氢。～31％的浓盐酸由塔底排出，与盐酸脱吸返回的稀酸混合后经循环酸冷却器冷 却后返回水洗塔和降膜吸收器。通过稀酸循环系统和降膜吸收器，不断地将吸收氯化氢时所 产生的溶解热移出，降低吸收温度，从而可使产品酸的质量分数稳定在～31％，氯化氢吸收 率大于99％。
实施例4
其它内容如实施例3中，乙炔法氯乙烯反应气中氯化氢吸收处理装置，设有降膜吸收 器、水洗塔、碱洗塔、浓酸槽、浓酸泵、稀酸槽、酸循环泵和循环酸冷却器，所述降膜吸收器分别与水洗塔、循环酸冷却器和浓酸槽相连，水洗塔分别与降膜吸收器、碱洗塔、循环酸冷却器和稀酸槽相连，稀酸槽和循环酸冷却器通过酸循环泵相连，稀酸槽、酸循环泵、循环酸冷却器和水洗塔形成一个封闭的循环圈，浓酸槽和浓酸泵相连，浓酸泵与浓酸至盐酸脱吸 装置相连，稀酸槽与稀酸自脱吸装置连接。
从水洗塔、盐酸脱吸来的稀酸都进入稀酸槽，通过稀酸循环泵将稀酸从稀酸槽送入循环 酸冷却器后，一部分送入水洗塔填料段上部，一部分送入降膜吸收器。由降膜吸收器来的氯 乙烯合成气先在水洗塔的下段填料段与来自水洗塔筛板段的稀酸以及经过冷却的循环酸进行 逆流接触完成吸收，最后气体进入筛板段完成最后吸收。为提高吸收效率，筛板段在设计上 采用的气速可使气体在通过筛板时能形成稳定的泡沫层。系统补充的新鲜水从塔顶加入，以 最后洗涤氯乙烯合成气，尽量降低出塔气体中的氯化氢含量。
降膜吸收器为石墨降膜吸收器，材质采用石墨，水洗塔材质为FRP。
水洗塔底排出的稀酸部分送入降膜吸收器上部入口，以吸收氯乙烯气中的氯化氢， ～31％的浓盐酸由降膜吸收器底部出料口连续排出，并送入盐酸脱吸装置(盐酸自脱吸步 骤)，脱吸制得的氯化氢气体返回氯乙烯合成工序，以增加VCM的产量，降低氯化氢消耗， 提高生产效益。解吸后浓度为～21％的稀盐酸返回稀酸槽，作为组合吸收塔和降膜吸收器的 氯化氢吸收剂。
实施例5
其它内容如实施例4，其中浓酸至盐酸脱吸装置与稀酸自脱吸装置连接。
本发明实际生产过程中，合成反应送来的温度为45℃含过量氯化氢3％～5％的氯乙烯混 合气首先在降膜吸收器中用～25％wt.稀酸吸收，得到～30％wt.的副产盐酸。降膜吸收器的 进酸量由设在其酸出口管线上的盐酸浓度在线分析仪控制。为提高吸收效果，降膜吸收器的 壳程用冷冻水撤出溶解热。吸收后的气体进入水洗塔的下部，由下而上经过填料段和筛板 段，分别经冷却的稀酸和新鲜水吸收后，脱去氯化氢后从塔顶排出，送碱洗塔进一步精制。
在正常操作情况下，水洗塔的吸收率随压降的上升而提高。反之亦然；故分析操作过程 中水洗塔内各段压降变化规律，是判断塔内操作状况的有效方法，可用此手段控制生产。塔 体中承受横向负载，水洗塔中、上部有横向固定。整个系统介质大多为蒸气和氯化氢，所以 操作人员必须穿戴好规定的劳动保护用品，包装盐酸和检修酸管路及设备时必须戴好防护眼 镜、耐酸手套。
本发明装置采用降膜吸收器加水洗塔的方式来吸收氯乙烯反应气中的过量氯化氢气 体。吸收后的盐酸经盐酸脱吸装置，回收了氯化氢，氯化氢作为氯乙烯合成原料，返回合成 工序，即氯乙烯反应工序。降低了装置氯化氢的消耗，减少危废排放，实现了系统的零排放 和循环经济，能耗低，具有可观的经济和社会效益，具有推广前景。
以上内容只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都将落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的 范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种氯化氢吸收处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)氯乙烯合成气经过降膜吸收器，进行第一次吸附分离；
(2)气体进入水洗塔进行第二次吸附分离；
(3)第二次分离后的气体进入碱洗塔后进入下一段工序。
2.根据权利要求1中所述的一种氯化氢吸收处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中回收第二次分离后的稀酸，冷凝后分别进入水洗塔和降膜吸收器中循环利用；所述水洗塔中吸收剂为水和盐酸。
3.根据权利要求2所述的一种氯化氢吸收处理方法，其特征在于：所述稀酸溶液温度≤12℃；稀酸循环量≥30m3/m2·h。
4.根据权利要求1中所述的一种氯化氢吸收处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中回收第一次分离后的浓酸进入盐酸脱吸系统进行脱吸，脱吸后的氯化氢返回常规的氯化氢合成工序，脱吸的稀酸与步骤(3)中回收第二次分离后的稀酸混合，参与循环利用。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种氯化氢吸收处理方法，其特征在于：所述氯乙烯合成气的总压是15kPa，HCL的分压是0.1pa，HCL气体在混合气中的体积百分数是0.003％。
6.根据权利要求1所述的一种氯化氢吸收处理装置，其特征在于：所述装置包括设有降膜吸收器、水洗塔、碱洗塔、浓酸槽和稀酸槽，所述降膜吸收器分别与水洗塔和浓酸槽相连，水洗塔分别与降膜吸收器、碱洗塔和稀酸槽相连。
7.根据权利要求6所述的一种氯化氢吸收处理装置，其特征在于：所述装置还设有浓酸泵、浓酸至盐酸脱吸装置、稀酸自脱吸装置、酸循环泵和循环酸冷却器，所述降膜吸收器分别与水洗塔、循环酸冷却器和浓酸槽相连，水洗塔分别与降膜吸收器、碱洗塔、循环酸冷却器和稀酸槽相连，稀酸槽和循环酸冷却器通过酸循环泵相连，稀酸槽、酸循环泵、循环酸冷却器和水洗塔形成一个封闭的循环圈，浓酸槽和浓酸泵相连，浓酸泵与浓酸至盐酸脱吸装置相连，稀酸槽与稀酸自脱吸装置连接。
8.根据权利要求7所述的一种氯化氢吸收处理装置，其特征在于：所述浓酸至盐酸脱吸装置与稀酸自脱吸装置连接。
9.根据权利要求8所述的一种氯化氢吸收处理方法，其特征在于：所述水洗塔循环酸进塔温度≤12℃、出塔温度≤18℃；所述水洗塔材质为FRP；所述水洗塔中运行温度≤50℃，压力≤20kPa。
10.根据权利要求6所述的一种氯化氢吸收处理装置的应用，其特征在于：所述装置应用于含氯化氢气体中的氯化氢吸收，尤其应用于低浓度氯化氢吸收，更应用于乙炔法氯乙烯装置反应气中低浓度氯化氢吸收。
CN202010362365.4A 2020-04-30 2020-04-30 一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用 Pending CN111701404A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010362365.4A CN111701404A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010362365.4A CN111701404A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111701404A true CN111701404A (zh) 2020-09-25

Family

ID=72536875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010362365.4A Pending CN111701404A (zh) 2020-04-30 2020-04-30 一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111701404A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114053837A (zh) * 2021-11-29 2022-02-18 中国成达工程有限公司 一种回收含氯废物焚烧尾气中的氯化氢气体的方法
CN116688718A (zh) * 2023-06-20 2023-09-05 南通星球石墨股份有限公司 硫酸钾尾气处理系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114053837A (zh) * 2021-11-29 2022-02-18 中国成达工程有限公司 一种回收含氯废物焚烧尾气中的氯化氢气体的方法
CN116688718A (zh) * 2023-06-20 2023-09-05 南通星球石墨股份有限公司 硫酸钾尾气处理系统
CN116688718B (zh) * 2023-06-20 2024-01-19 南通星球石墨股份有限公司 硫酸钾尾气处理系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101235160B (zh) 一种pvc生产过程中氯化氢全回收零排放工艺与装置
CN102210964B (zh) 气相二氧化硅尾气处理工艺及处理系统
CN103724155B (zh) 一种氯丙烯的生产工艺
CN100464820C (zh) 一种气体净化组合吸收塔及其应用
CN104311383B (zh) 一种利用四氯乙烯生产过程中副产的氯化氢生产一氯甲烷的方法
CN111701404A (zh) 一种氯化氢吸收处理方法及装置及应用
CN100562487C (zh) 工业气体中氯化氢的全回收工艺
CN103724158B (zh) 一种氯丙烯的生产装置
JPS5929521B2 (ja) 精製塩酸の製造法
CN104876792A (zh) 一种生产高纯度氯丙烯的方法
CN111330412B (zh) 一种氯代工段副产氯化氢气体吸收净化成酸系统及工艺
CN110237650A (zh) 一种乙烯直接氧化制环氧乙烷中反应循环气的FTrPSA分离方法
CN202146695U (zh) 一种气相二氧化硅尾气处理系统
CN102267868A (zh) 三氯乙烯工业化生产装置
CN109319736B (zh) 氨罐驰放气回收装置及其工艺
CN201101938Y (zh) 工业气体中氯化氢的全回收系统
CN213101516U (zh) 一种氯化氢吸收处理装置
CN103214009B (zh) 一种合成氨脱碳工艺
CN107266285A (zh) 一种三氯乙烯制备四氟乙烷的方法
CN109232171B (zh) 一种完全脱除粗氯乙烯气体中酸性物质的方法
CN106076067A (zh) 一种用于处理氯化苯生产中尾气的装置
CN2905194Y (zh) 一种气体净化组合吸收塔
CN205850525U (zh) 一种用于处理氯化苯生产中尾气的装置
CN105480948A (zh) 一种脂肪酸或脂肪酰氯氯化生产过程中副产物氯化氢循环利用方法及系统
CN106422672B (zh) 一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination