CN208308431U - 一种vcm净化盐酸全解析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种VCM净化盐酸全解析装置，包括浓盐酸解析系统和稀盐酸真空浓缩系统，浓盐酸解析系统包括顺次连通的双向换热器、浓盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、酸雾分离器，双向换热器下部通过稀酸冷却器与稀酸中间槽相连通；稀盐酸真空浓缩系统包括稀盐酸浓缩塔、水蒸气冷凝器、废水中间槽、废水冷却器，稀酸中间槽与稀盐酸浓缩塔相连通，稀盐酸浓缩塔底部与浓盐酸解析塔相连通，稀盐酸浓缩塔顺次与水蒸气冷凝器、废水中间槽相连通，废水中间槽又分别与稀盐酸浓缩塔、废水冷却器相连通。本实用新型没有含汞稀氯化钙废液排放，具有故障率低、可长周期连续运行、工艺流程短、占地面积小、投资小等优点。

Description

一种VCM净化盐酸全解析装置

技术领域

本实用新型属于盐酸解析技术领域，具体地说是涉及一种VCM净化盐酸全解析装置及工艺。

背景技术

截止到2017年12月份国内聚氯乙烯总生产能力约2300万吨/年，其中采用电石原料工艺路线装置约占83％，其余是乙烯法装置。在电石法原料路线生产装置中，VCM净化回收的盐酸中由于含汞元素(氯化汞是转化为VCM的催化剂)，是不能排放的，因此VCM净化回收的盐酸均采用了盐酸解析技术，回收氯化氢循环利用，为了解决水平衡的问题，大部分的盐酸解析装置分为两部分：浓盐酸的常规解析+部分稀盐酸的深度解析(氯化钙法)，氯化钙法全解析部分主要是解析出低酸度(～1％HCL)的水返回净化组合水洗塔。当前运行的氯化钙法稀盐酸全解析部在工业化实践中存在以下几个缺点：

(1)、由于氯化钙法稀盐酸全解析装置工艺温度高(塔釜温度120℃～135 ℃)，再沸器使用的蒸汽压力高(≧0.6MPa(G))，导致该装置故障率高，特别是石墨再沸器。

(2)、由于高浓度氯化钙水溶液的特点，容易在再沸器孔壁处结垢，导致其传热效率下降，废水中酸含量超标；特别是进系统稀盐酸带由铁、锌等金属离子形成的氯化物，对氯化钙溶液有絮凝作用，逐渐导致氯化钙溶液在再沸器管程逐渐结垢，首先会造成废水中酸含量超标，最终导致再沸器不能正常工作；所以在实际工业化运行中，再沸器的使用寿命大约在2～3年左右，需要大修处理(返厂重新钻孔)。

(3)、为了防止堵塞，提高装置的运行周期，当前企业采用了定期置换装置中的氯化钙盐酸溶液的方法，防止有害离子累积。典型的方法是氯化钙法深解析装置一季度置换系统中氯化钙一次，年置换4次左右.这样做的弊端是装置必须排放含汞稀氯化钙废液，装置做不到真正的“零”排放。并且年总排放的含汞稀氯化钙废液量并不少，以典型的30万吨PVC装置为例，年排放量达到20～25 吨含汞稀氯化钙废液，含汞高盐的废液需要高昂的处理费用。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种VCM净化盐酸全解析装置。

一种VCM净化盐酸全解析装置，所述装置包括浓盐酸解析系统和稀盐酸真空浓缩系统，所述浓盐酸解析系统包括顺次连通的双向换热器、浓盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、酸雾分离器，所述双向换热器底部与 VCM净化组合脱酸装置相连通，双向换热器顶部与浓盐酸解析塔上部相连通，浓盐酸解析塔下部与双向换热器上部相连通，所述双向换热器下部通过稀酸冷却器与稀酸中间槽相连通，所述稀酸中间槽与VCM净化组合脱酸装置相连通；所述浓盐酸解析塔底部与解析塔再沸器底部相连通，解析塔再沸器顶部与浓盐酸解析塔下部相连通；

所述稀盐酸真空浓缩系统包括稀盐酸浓缩塔、水蒸气冷凝器、废水中间槽、废水冷却器，所述稀酸中间槽与稀盐酸浓缩塔相连通，稀盐酸浓缩塔底部与浓缩塔再沸器底部相连通，浓缩塔再沸器顶部与稀盐酸浓缩塔下部相连通；所述稀盐酸浓缩塔底部与浓盐酸解析塔相连通，稀盐酸浓缩塔顶部与水蒸气冷凝器顶部相连通，所述水蒸气冷凝器底部与废水中间槽相连通，所述废水中间槽又分别与稀盐酸浓缩塔、废水冷却器相连通，所述废水冷却器与VCM净化组合脱酸装置相连通。

作为优选，所述水蒸气冷凝器底部与水喷射真空机组相连通，所述水喷射真空机组与废水中间槽相连通；所述水喷射真空机组还与尾气净化塔相连通。

作为优选，所述一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、酸雾分离器的底部分别与浓盐酸解析塔上部相连通。

作为优选，所述解析塔再沸器上部设有第一低压饱和蒸汽进口，解析塔再沸器下部设有第一蒸汽冷凝水出口；所述浓缩塔再沸器上部设有第二低压饱和蒸汽进口，浓缩塔再沸器下部设有第二蒸汽冷凝水出口。

作为优选，所述稀酸中间槽通过稀酸输送泵与VCM净化组合脱酸装置相连通，稀酸中间槽通过稀酸加料泵与稀盐酸浓缩塔中部相连通。

作为优选，所述稀盐酸浓缩塔底部通过浓缩酸循环泵与浓盐酸解析塔中部相连通。

作为优选，所述废水中间槽通过废水回流泵与稀盐酸浓缩塔上部相连通，废水中间槽通过废水输送泵与废水冷却器顶部相连通。

本实用新型采用浓盐酸解析+稀盐酸真空浓缩(稀盐酸深度解析)有机组合，采用稀盐酸真空浓缩系统替换氯化钙法稀盐酸全解析子系统，在一定真空度下改变稀盐酸恒沸浓度组成，分离出部分低酸度(～1％HCl)的水返回净化组合水洗塔，解决整个装置的水平衡。该设计的优点是系统中没有容易结垢的氯化钙溶液，系统没有含汞稀氯化钙废液排放；同时稀盐酸真空浓缩系统在一定真空度下运行，稀盐酸沸点温度低，需要的加热蒸汽压力低，解决了装置的可靠性问题，满足了新工艺装置长周期连续运行的要求。

本实用新型没有容易结垢的氯化钙溶液，没有含汞稀氯化钙废液排放，装置故障率低；稀盐酸真空浓缩系统在一定真空度下运行，稀盐酸沸点温度低，需要的加热蒸汽压力低(0.2～0.25MPaG饱和蒸汽)，解决了装置的可靠性问题，满足了新工艺装置长周期连续运行的要求；本实用新型具有工艺流程短、占地面积小、投资小等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型所要保护的范围并不限于此。

参照图1，一种VCM净化盐酸全解析装置，所述装置包括浓盐酸解析系统 1和稀盐酸真空浓缩系统2，所述浓盐酸解析系统包括顺次连通的双向换热器3、浓盐酸解析塔4、一级氯化氢冷却器5、二级氯化氢冷却器6、酸雾分离器7，所述双向换热器3底部与VCM净化组合脱酸装置相连通，双向换热器3顶部与浓盐酸解析塔4上部相连通，浓盐酸解析塔4下部与双向换热器3上部相连通，所述双向换热器3下部通过稀酸冷却器8与稀酸中间槽9相连通，所述稀酸中间槽 9通过稀酸输送泵22与VCM净化组合脱酸装置相连通；所述浓盐酸解析塔4底部与解析塔再沸器10底部相连通，解析塔再沸器10顶部与浓盐酸解析塔4 下部相连通；所述一级氯化氢冷却器5、二级氯化氢冷却器6、酸雾分离器7的底部分别与浓盐酸解析塔4上部相连通。

所述稀盐酸真空浓缩系统包括稀盐酸浓缩塔11、水蒸气冷凝器12、废水中间槽13、废水冷却器14，所述稀酸中间槽9通过稀酸加料泵23与稀盐酸浓缩塔11中部相连通，稀盐酸浓缩塔11底部与浓缩塔再沸器15底部相连通，浓缩塔再沸器15顶部与稀盐酸浓缩塔11下部相连通；所述稀盐酸浓缩塔11底部通过浓缩酸循环泵24与浓盐酸解析塔4中部相连通，稀盐酸浓缩塔11顶部与水蒸气冷凝器12顶部相连通，所述水蒸气冷凝器12底部与废水中间槽13相连通，所述废水中间槽13通过废水回流泵25与稀盐酸浓缩塔11上部相连通，废水中间槽13通过废水输送泵26与废水冷却器14顶部相连通，所述废水冷却器14与 VCM净化组合脱酸装置相连通。

所述水蒸气冷凝器12底部与水喷射真空机组16相连通，所述水喷射真空机组16与废水中间槽13相连通；所述水喷射真空机组16还与尾气净化塔17相连通。所述解析塔再沸器10上部设有第一低压饱和蒸汽进口18，解析塔再沸器下部设有第一蒸汽冷凝水出口19；所述浓缩塔再沸器15上部设有第二低压饱和蒸汽进口20，浓缩塔再沸器下部设有第二蒸汽冷凝水出口21。

上述装置用于VCM净化盐酸全解析的工艺，包括浓盐酸解析段和稀盐酸真空浓缩段，所述浓盐酸解析段包括下述步骤：

(1)来自VCM净化组合脱酸装置的浓盐酸(≥31％)经流量计与调节阀进行控制，首先经过双向换热器3与从浓盐酸解析塔4排出的高温恒沸酸进行逆向换热，利用并回收部分热能后送入浓盐酸解析塔4处理，浓盐酸在塔顶经过盘式液体分布器进行分布，均匀流入填料层，在填料段与被加热汽化的氯化氢与水的混合物逆流接触传热后，浓盐酸中的一部分氯化氢被蒸发解析出来，中间夹带着饱和水蒸气，进入一级氯化氢冷却器5，气相中大部分水蒸气被冷凝，并被气相中的氯化氢所饱和，形成35～40％浓盐酸回流至浓盐酸解析塔的塔顶分布器，进行再蒸馏分离中间的氯化氢气体；

(2)经过初步冷却的氯化氢与水混合气进入二级氯化氢冷却器6，气相中的水分得到进一步冷凝并被气相中的氯化氢所饱和，形成38～42％浓盐酸回流至浓盐酸解析塔4的塔顶分布器；

(3)经过两级冷却低温的氯化氢气体，进入酸雾分离器7，把氯化氢气体冷却过程中因冷凝产生的酸雾几乎100％分离，这样经过深冷、高效除雾脱水的氯化氢返回VCM生产装置；

所述稀盐酸真空浓缩段包括下述步骤：

(1)浓盐酸解析塔塔底19～20％的恒沸酸被解析塔再沸器10蒸发作为加热媒介使用，由于塔顶不断补充新鲜浓盐酸，塔釜段液位通过稀酸溢流管上的调节阀与液位连锁进行调节控制，塔釜段恒沸酸首先通过双向换热器3初步冷却后，进入稀酸冷却器8冷却，冷却至40℃进入稀盐酸中间槽9，大部分稀盐酸由稀酸输送泵22送回VCM净化组合脱酸装置循环吸收氯化氢，另一部分稀盐酸由稀酸加料泵23经流量计与调节阀进行控制送入稀盐酸浓缩塔11；

(2)在稀盐酸浓缩塔11内一定真空度条件下，稀盐酸中的相对挥发度高的一部分水蒸气被蒸发出塔，稀盐酸浓缩塔相对提浓的恒沸酸被浓缩塔再沸器15 蒸发作为加热媒介使用，由于塔顶不断补充解析出的稀盐酸，塔釜段液位通过浓缩酸循环泵24控制，浓缩后的稀盐酸通过浓缩酸循环泵24送回浓盐酸解析塔4 循环解析；

(3)蒸发出稀盐酸浓缩塔11顶的水蒸气和少量氯化氢由水蒸气冷凝器12 冷凝后收集于废水中间槽13中，废水中的氯化氢含量由废水回流泵25控制一定的回流量实现，实现工艺目标浓度废水由废水输送泵26送回VCM净化组合脱酸装置循环吸收氯化氢。

稀盐酸浓缩塔11的真空度由水喷射真空泵机组16实现。

解析塔再沸器10采用0.5MPa饱和蒸汽作热源，浓缩塔再沸器15采用0.2～0.25MPa饱和蒸汽作热源。对于低压饱和蒸汽相对富裕的聚氯乙烯企业是有利的，可以大大降低处理成本。

Claims (7)

1.一种VCM净化盐酸全解析装置，其特征在于：所述装置包括浓盐酸解析系统和稀盐酸真空浓缩系统，所述浓盐酸解析系统包括顺次连通的双向换热器、浓盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、酸雾分离器，所述双向换热器底部与VCM净化组合脱酸装置相连通，双向换热器顶部与浓盐酸解析塔上部相连通，浓盐酸解析塔下部与双向换热器上部相连通，所述双向换热器下部通过稀酸冷却器与稀酸中间槽相连通，所述稀酸中间槽与VCM净化组合脱酸装置相连通；所述浓盐酸解析塔底部与解析塔再沸器底部相连通，解析塔再沸器顶部与浓盐酸解析塔下部相连通；

所述稀盐酸真空浓缩系统包括稀盐酸浓缩塔、水蒸气冷凝器、废水中间槽、废水冷却器，所述稀酸中间槽与稀盐酸浓缩塔相连通，稀盐酸浓缩塔底部与浓缩塔再沸器底部相连通，浓缩塔再沸器顶部与稀盐酸浓缩塔下部相连通；

所述稀盐酸浓缩塔底部与浓盐酸解析塔相连通，稀盐酸浓缩塔顶部与水蒸气冷凝器顶部相连通，所述水蒸气冷凝器底部与废水中间槽相连通，所述废水中间槽又分别与稀盐酸浓缩塔、废水冷却器相连通，所述废水冷却器与VCM净化组合脱酸装置相连通。

2.根据权利要求1所述的VCM净化盐酸全解析装置，其特征在于：所述水蒸气冷凝器底部与水喷射真空机组相连通，所述水喷射真空机组与废水中间槽相连通；所述水喷射真空机组还与尾气净化塔相连通。

3.根据权利要求1所述的VCM净化盐酸全解析装置，其特征在于：所述一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、酸雾分离器的底部分别与浓盐酸解析塔上部相连通。

4.根据权利要求1所述的VCM净化盐酸全解析装置，其特征在于：所述解析塔再沸器上部设有第一低压饱和蒸汽进口，解析塔再沸器下部设有第一蒸汽冷凝水出口；所述浓缩塔再沸器上部设有第二低压饱和蒸汽进口，浓缩塔再沸器下部设有第二蒸汽冷凝水出口。

5.根据权利要求1所述的VCM净化盐酸全解析装置，其特征在于：所述稀酸中间槽通过稀酸输送泵与VCM净化组合脱酸装置相连通，稀酸中间槽通过稀酸加料泵与稀盐酸浓缩塔中部相连通。

6.根据权利要求1所述的VCM净化盐酸全解析装置，其特征在于：所述稀盐酸浓缩塔底部通过浓缩酸循环泵与浓盐酸解析塔中部相连通。

7.根据权利要求1所述的VCM净化盐酸全解析装置，其特征在于：所述废水中间槽通过废水回流泵与稀盐酸浓缩塔上部相连通，废水中间槽通过废水输送泵与废水冷却器顶部相连通。