CN113979826A - 一种电石法乙炔去杂净化工艺 - Google Patents

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王明建
张忠瑞
王彬
孙智涛
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Abstract

本发明公开了一种电石法乙炔去杂净化工艺，包括以下步骤：电石法产生的乙炔气体原料，经过水洗塔、预碱洗塔、换热器及水雾捕集器后，在稀硫酸洗涤塔喷淋洗涤；再通入到浓硫酸洗涤塔浓硫酸喷淋洗涤，经过酸雾捕集器去除酸雾气体后，通入到氯乙烯生产车间；本发明增加硫酸循环使用路线。本发明通过二塔串联使边界状态的浓硫酸在稀硫酸洗涤塔中发挥作用，仍能够对乙炔气起到去杂作用，产生的废硫酸浓度更低（45%左右），从而大幅消减浓硫酸使用量；经工艺可行性验证，使用本发明的改进工艺，硫酸消耗得到大幅降低，既降低了生产成本，又降低了80%硫酸处理费用，因此在本行业有很大的推广前景。

Description

一种电石法乙炔去杂净化工艺
技术领域
本发明涉及技术领域，尤其涉及一种电石法乙炔去杂净化工艺。
背景技术
随着聚氯乙烯工业的迅猛发展，我国PVC工业高速增长，与此同时，国家对环保要求也越来越高，工业三废处理成为企业面临的重大难题。传统的次氯酸钠清净乙炔工艺产生的废水就是难题之一，同时含氯的电石泥也不能满足下游水泥生产的要求。硫酸清净解决了次氯酸钠清净所产生的废水问题，逐步取代次氯酸钠清净，而电石中含有的硫磷及其他杂质成为降低硫酸消耗降低的关键性问题。
目前氯碱厂乙炔车间硫酸消耗大多在20 kg/t PVC以上，浓硫酸水洗产生的稀硫酸大多成为废料，需提浓或用作他图，从而产生大量的硫酸处理费用及运输物力。因此需要分析电石中杂质成分及对硫酸消耗的影响，查找硫酸消耗高的原因，优化硫酸清净工艺，降低硫酸消耗，提高经济效益。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电石法乙炔去杂净化工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电石法乙炔去杂净化工艺，包括以下步骤：
1）电石法产生的乙炔气体原料，经过水洗塔除尘降温、再经过预碱洗塔去除酸性杂质气体后，再经过换热器换热、水雾捕集器进行初步除水后通入到稀硫酸洗涤塔的底部，经过稀硫酸洗涤塔下部填料区域的过滤反应，经过稀硫酸洗涤塔中上部的各级塔盘区域的冷却和洗涤，在稀硫酸洗涤塔顶部泡罩区域进行稀硫酸喷淋洗涤；
2）再通入到浓硫酸洗涤塔的底部，经过浓硫酸洗涤塔下部填料区域的过滤反应，经过浓硫酸洗涤塔中上部的各级塔盘区域的冷却和洗涤，在浓硫酸洗涤塔顶部泡罩区域进行浓硫酸喷淋洗涤，得到的精乙炔气；
3）精乙炔气经过酸雾捕集器去除酸雾气体后，通入到氯乙烯生产车间（VCM车间），酸雾气体收集后通入到浓硫酸中回收并使硫酸浓度适当增加。
本发明的重点在于，增加硫酸循环使用路线，主要包括以下方面：
1）浓硫酸洗涤塔顶部泡罩区域的喷淋头通过硫酸泵与浓硫酸储槽连通，其中浓硫酸储槽中的浓硫酸消耗即为整个净化工艺的消耗量。
2）浓硫酸洗涤塔塔盘区域的中部通过管道连接有硫酸中间槽，酸雾捕集器所得的酸雾气体返回到硫酸中间槽中进行吸收，得到硫酸经过浓硫酸泵连接有三通管I，三通管I一端的流体直接返回到浓硫酸洗涤塔塔盘区域的中部，三通管I另一端的流体经过换热器后返回到浓硫酸洗涤塔塔盘区域的顶部，用于检测并控制浓硫酸洗涤塔塔盘区域的浓酸浓度。
3）浓硫酸洗涤塔下部填料区域的底部通过硫酸泵连接有三通管II，三通管II一端的流体经过换热器后返回到浓硫酸洗涤塔下部填料区域的顶部，用于填料区域的硫酸循环，提高浓硫酸的使用率，当通过三通管II返回到浓硫酸洗涤塔下部填料区域顶部的硫酸浓度低于70%时，立即关闭该端三通管II的出口，禁止塔内硫酸循环，待硫酸浓度超过75%时再重新打开，重启填料区域的硫酸循环；三通管II另一端与稀硫酸洗涤塔顶部泡罩区域的喷头连接，即浓硫酸洗涤塔产生的稀硫酸，用于供应稀硫酸洗涤塔的喷淋，当浓硫酸洗涤塔底部硫酸浓度低于70%时，可以排除浓硫酸洗涤塔内的不合标准的低浓度硫酸。
4）稀硫酸洗涤塔下部填料区域的底部通过酸循环泵连接有三通管III，三通管III一端的流体经过稀硫酸外排调节阀输入到稀硫酸储槽中，经检测合格后，经过废硫酸泵运输至厂外；三通管III另一端的流体经过板式换热器后返回到稀硫酸洗涤塔塔盘区域的顶部，用于调节稀硫酸洗涤塔内的硫酸浓度，当返回的硫酸浓度低于40℃，则关闭三通管III该端出口，禁止禁止塔内硫酸循环，待硫酸浓度超过45%时再重新打开，重启稀硫酸洗涤塔的硫酸循环。
优选地，与浓硫酸洗涤塔连接的换热器中的循环介质为5℃冷冻水。
优选地，板式换热器的循环介质为0℃以下的过冷水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.针对浓硫酸（浓度＞70%）洗涤乙炔产生大量稀硫酸（浓度＜70%），造成硫酸消耗过大成本偏高的问题。本发明试图在浓硫酸洗涤前增加稀硫酸洗涤过程，并在此之前搭配水洗塔除尘降温和预碱洗塔去除酸性杂质气体的过程，实现浓硫酸洗涤塔+稀硫酸洗涤塔串联的浓度梯度，并发现增加的稀硫酸循环行程比单塔浓酸洗涤的净化程度更高，而且发挥硫酸在浓硫酸浓度状态的全部作用，避免处于边界状态（浓度75%左右）的硫酸在循环时作用很小的不利因素；
2.实际本发明的思路是通过二塔串联使边界状态的浓硫酸在稀硫酸洗涤塔中发挥作用，仍能够对乙炔气起到去杂作用，产生的废硫酸浓度更低（45%左右），从而大幅消减浓硫酸使用量；经工艺可行性验证，使用本发明的改进工艺，硫酸消耗得到大幅降低，既降低了生产成本，又降低了80%硫酸处理费用，因此在本行业有很大的推广前景。
附图说明
图1为本发明提出的一种电石法乙炔去杂净化工艺的流程图（水平放置）。
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。
参照图1，一种电石法乙炔去杂净化工艺，包括以下步骤：
1）电石法产生的乙炔气体原料，经过水洗塔除尘降温、再经过预碱洗塔去除酸性杂质气体后，再经过换热器换热、水雾捕集器进行初步除水后通入到稀硫酸洗涤塔的底部，经过稀硫酸洗涤塔下部填料区域的过滤反应，经过稀硫酸洗涤塔中上部的各级塔盘区域的冷却和洗涤，在稀硫酸洗涤塔顶部泡罩区域进行稀硫酸喷淋洗涤；
2）再通入到浓硫酸洗涤塔的底部，经过浓硫酸洗涤塔下部填料区域的过滤反应，经过浓硫酸洗涤塔中上部的各级塔盘区域的冷却和洗涤，在浓硫酸洗涤塔顶部泡罩区域进行浓硫酸喷淋洗涤，得到的精乙炔气；
3）精乙炔气经过酸雾捕集器去除酸雾气体后，通入到氯乙烯生产车间（VCM车间），酸雾气体收集后通入到浓硫酸中回收并使硫酸浓度适当增加。
本发明的重点在于，增加硫酸循环使用路线，主要包括以下方面：
1）浓硫酸洗涤塔顶部泡罩区域的喷淋头通过硫酸泵与浓硫酸储槽连通，其中浓硫酸储槽中的浓硫酸消耗即为整个净化工艺的消耗量。
2）浓硫酸洗涤塔塔盘区域的中部通过管道连接有硫酸中间槽，酸雾捕集器所得的酸雾气体返回到硫酸中间槽中进行吸收，得到硫酸经过浓硫酸泵连接有三通管I，三通管I一端的流体直接返回到浓硫酸洗涤塔塔盘区域的中部，三通管I另一端的流体经过换热器后返回到浓硫酸洗涤塔塔盘区域的顶部，用于检测并控制浓硫酸洗涤塔塔盘区域的浓酸浓度。
3）浓硫酸洗涤塔下部填料区域的底部通过硫酸泵连接有三通管II，三通管II一端的流体经过换热器后返回到浓硫酸洗涤塔下部填料区域的顶部，用于填料区域的硫酸循环，提高浓硫酸的使用率，当通过三通管II返回到浓硫酸洗涤塔下部填料区域顶部的硫酸浓度低于70%时，立即关闭该端三通管II的出口，禁止塔内硫酸循环，待硫酸浓度超过75%时再重新打开，重启填料区域的硫酸循环；三通管II另一端与稀硫酸洗涤塔顶部泡罩区域的喷头连接，即浓硫酸洗涤塔产生的稀硫酸，用于供应稀硫酸洗涤塔的喷淋，当浓硫酸洗涤塔底部硫酸浓度低于70%时，可以排除浓硫酸洗涤塔内的不合标准的低浓度硫酸。
4）稀硫酸洗涤塔下部填料区域的底部通过酸循环泵连接有三通管III，三通管III一端的流体经过稀硫酸外排调节阀输入到稀硫酸储槽中，经检测合格后，经过废硫酸泵运输至厂外；三通管III另一端的流体经过板式换热器后返回到稀硫酸洗涤塔塔盘区域的顶部，用于调节稀硫酸洗涤塔内的硫酸浓度，当返回的硫酸浓度低于40℃，则关闭三通管III该端出口，禁止禁止塔内硫酸循环，待硫酸浓度超过45%时再重新打开，重启稀硫酸洗涤塔的硫酸循环。
并公开本发明研发过程中的一些研究思路以供同行参考取舍，如下：
（1）增加水洗塔、预碱洗塔、水洗二塔水洗效果；
（2）控制进入硫酸清净塔温度；
（3）控制稀硫酸循环段和浓硫酸循环段温度；
（4）通过工艺控制连续补充98%硫酸；
（5）调整稀硫酸段硫酸循环浓度和流量；
（6）增加稀硫酸洗涤塔。
根据本工厂统计数据：2017年安徽华塑股份有限公司氯碱厂乙炔车间消耗98%硫酸10713t，折算到PVC约25.49Kg/t PVC：2017年底投入本发明的工艺及设备，并于2018年4月调试后使用一个季度，将硫酸消耗降低至18Kg/t PVC，按照年产PVC42万吨计算每年可节约98%硫酸3153t，同时降低80%硫酸处理费用，大幅度降低生产成本，在本行业有很大的推广前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电石法乙炔去杂净化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）电石法产生的乙炔气体原料，经过水洗塔除尘降温、再经过预碱洗塔去除酸性杂质气体后，再经过换热器换热、水雾捕集器进行初步除水后通入到稀硫酸洗涤塔的底部，经过稀硫酸洗涤塔下部填料区域的过滤反应，经过稀硫酸洗涤塔中上部的各级塔盘区域的冷却和洗涤，在稀硫酸洗涤塔顶部泡罩区域进行稀硫酸喷淋洗涤；
2）再通入到浓硫酸洗涤塔的底部，经过浓硫酸洗涤塔下部填料区域的过滤反应，经过浓硫酸洗涤塔中上部的各级塔盘区域的冷却和洗涤，在浓硫酸洗涤塔顶部泡罩区域进行浓硫酸喷淋洗涤，得到的精乙炔气；
3）精乙炔气经过酸雾捕集器去除酸雾气体后，通入到氯乙烯生产车间（VCM车间），酸雾气体收集后通入到浓硫酸中回收并使硫酸浓度适当增加。
2.根据权利要求1所述的一种电石法乙炔去杂净化工艺，其特征在于，所述浓硫酸洗涤塔顶部泡罩区域的喷淋头通过硫酸泵与浓硫酸储槽连通，其中浓硫酸储槽中的浓硫酸消耗即为整个净化工艺的消耗量。
3.根据权利要求1所述的一种电石法乙炔去杂净化工艺，其特征在于，所述浓硫酸洗涤塔塔盘区域的中部通过管道连接有硫酸中间槽，酸雾捕集器所得的酸雾气体返回到硫酸中间槽中进行吸收，得到硫酸经过浓硫酸泵连接有三通管I，三通管I一端的流体直接返回到所述浓硫酸洗涤塔塔盘区域的中部，三通管I另一端的流体经过换热器后返回到所述浓硫酸洗涤塔塔盘区域的顶部，用于检测并控制浓硫酸洗涤塔塔盘区域的浓酸浓度。
4.根据权利要求1所述的一种电石法乙炔去杂净化工艺，其特征在于，所述浓硫酸洗涤塔下部填料区域的底部通过硫酸泵连接有三通管II，三通管II一端的流体经过换热器后返回到所述浓硫酸洗涤塔下部填料区域的顶部，用于填料区域的硫酸循环，提高浓硫酸的使用率，当通过三通管II返回到浓硫酸洗涤塔下部填料区域顶部的硫酸浓度低于70%时，立即关闭该端三通管II的出口，禁止塔内硫酸循环，待硫酸浓度超过75%时再重新打开，重启填料区域的硫酸循环；
三通管II另一端与稀硫酸洗涤塔顶部泡罩区域的喷头连接，即浓硫酸洗涤塔产生的稀硫酸，用于供应稀硫酸洗涤塔的喷淋，当浓硫酸洗涤塔底部硫酸浓度低于70%时，可以排除浓硫酸洗涤塔内的不合标准的低浓度硫酸。
5.根据权利要求1所述的一种电石法乙炔去杂净化工艺，其特征在于，与浓硫酸洗涤塔连接的所述换热器中的循环介质为5℃冷冻水。
6.根据权利要求1所述的一种电石法乙炔去杂净化工艺，其特征在于，所述稀硫酸洗涤塔下部填料区域的底部通过酸循环泵连接有三通管III，三通管III一端的流体经过稀硫酸外排调节阀输入到稀硫酸储槽中，经检测合格后，经过废硫酸泵运输至厂外；
三通管III另一端的流体经过板式换热器后返回到所述稀硫酸洗涤塔塔盘区域的顶部，用于调节稀硫酸洗涤塔内的硫酸浓度，当返回的硫酸浓度低于40℃，则关闭三通管III该端出口，禁止禁止塔内硫酸循环，待硫酸浓度超过45%时再重新打开，重启稀硫酸洗涤塔的硫酸循环。
7.根据权利要求1所述的一种电石法乙炔去杂净化工艺，其特征在于，所述板式换热器的循环介质为0℃以下的过冷水。
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