CN109140468A - 一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,包括:燃烧室、锅炉、换热器、吸收器和碱洗塔,所述燃烧室用于使所述尾气与助燃空气在燃烧室内燃烧,生成高温烟气;所述锅炉和换热器用于对所述高温烟气进行降温,得到低温烟气,并对所述高温烟气的热量进行回收,产生蒸汽;所述吸收器用于吸收所述低温烟气中的HCl,得到稀盐酸溶液;所述碱洗塔内容纳有碱性洗涤液,用于对从所述吸收器出来的烟气进行洗涤,通过酸碱中和反应把所述烟气中残余的HCl中和掉,并吸收烟气中的Cl2。本发明提供的一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,操作简单可靠,具有极高的能源利用率和尾气回收处理效率。
Description
技术领域
本发明属于化工生产资源综合利用技术领域,更具体地,涉及一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统。
背景技术
氯乙烯(VCM)的生产多采用乙烯法,将乙烯和氯气通入氯化反应器中,在三氯化铁催化作用下生成粗的二氯乙烷(EDC),粗的EDC在氯化反应器中被自身反应所放出的热量汽化,以气态的形式从氯化反应器顶部馏出进入 EDC高沸塔,在EDC高沸塔中除去反应生成的高沸物后提馏制得精EDC,储存至EDC储罐,将EDC储罐中的EDC通过蒸汽汽化后以气态的形式送入 EDC裂解炉,发生裂解反应生成粗氯乙烯和氯化氢,然后再通入急冷塔、脱氯化氢塔和VCM汽提塔后制得满足聚合所需的氯乙烯。同时,在生产氯乙烯的过程中,从氯化反应器、EDC高沸塔、EDC储罐、脱氯化氢塔和VCM 汽提塔中会排出大量的尾气,这些尾气中含有大量的EDC、VCM、乙炔、氯气、乙烯、HCl等有毒有害的气体,不能直接排空。
在传统工艺中,常采用水吸收和碱吸收的方法对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行处理后直接排空,同时吸收产生的废水进入废水处理系统。这种处理方法会产生大量的废水,对环境极不友好,同时尾气中EDC、VCM等成分没有有效利用,造成极大的能源浪费。
发明内容
针对这一技术不足,本发明提供一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,通过对所述尾气进行燃烧,回收热量产生蒸汽,然后吸收燃烧后产生的烟气中的HCl气体,得到工业盐酸,极大的发挥了尾气的利用价值,通过处理后的尾气无污染排放。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,包括:燃烧室、锅炉、换热器、吸收器和碱洗塔,所述燃烧室用于使所述尾气与助燃空气在所述燃烧室内燃烧,生成高温烟气;所述锅炉和换热器用于对所述高温烟气进行降温,得到低温烟气,并对所述高温烟气的热量进行回收,产生蒸汽;所述吸收器用于吸收所述低温烟气中的HCl,得到稀盐酸溶液;所述碱洗塔内容纳有碱性洗涤液,用于对从所述吸收器出来的烟气进行洗涤,通过酸碱中和反应把所述烟气中残余的HCl中和掉,并吸收烟气中的 Cl2。
根据本发明的一个实施方式,其中,所述尾气包含二氯乙烷、氯乙烯、乙炔、氯气、乙烯、HCl中一种或多种。
根据本发明的一个实施方式,其中,所述锅炉和换热器用于对所述高温烟气进行降温,得到低温烟气,并对所述高温烟气的热量进行回收,产生蒸汽,包括:所述锅炉先对高温烟气进行降温,再使高温烟气进入所述换热器进一步降温,得到低温烟气;所述换热器先对除氧水进行预热,再使除氧水进入所述锅炉,吸收热量后汽化为蒸汽。
根据本发明的一个实施方式,其中,所述吸收器包括一级吸收器和二级吸收器,两级吸收器串联吸收所述低温烟气中的HCl,得到稀盐酸溶液。
根据本发明的一个实施方式,其中,所述一级吸收器和二级吸收器分别配置有吸收回流管路,所述吸收回流管路上设有吸收回流泵和吸收回流罐。
根据本发明的一个实施方式,其还包括过滤器,所述过滤器与所述换热器连接,用于对所述低温烟气进行过滤,除去所述低温烟气中的杂质。
根据本发明的一个实施方式,其还包括增浓吸收器,所述增浓吸收器用于对所述稀盐酸溶液进行增浓,得到浓度≥30%的工业盐酸。
根据本发明的一个实施方式,其还包括急冷塔,所述急冷塔与所述一级吸收器连接,用于对所述低温烟气在进入所述一级吸收器之前做急冷处理。
根据本发明的一个实施方式,其中,所述急冷塔的塔顶设置有喷淋嘴,用于向所述急冷塔内喷洒喷淋水,使喷淋水与所述低温烟气同向流动进入所述急冷塔,吸收所述低温烟气的热量。
根据本发明的一个实施方式,其中,所述喷淋水从所述急冷塔的塔底排出,进入所述吸收器的吸收回流管路。
本发明提供的一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,具有以下优势:通过对所述尾气进行燃烧,回收热量产生蒸汽,提高能源利用率;吸收燃烧后产生的烟气中的HCl气体,得到工业盐酸,提高尾气的回收利用效率;处理后的烟气达到国家排放标准,直接排入大气,对大气无污染;相对传统工艺,产生的废水量较少,因此,本发明提供的一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,操作简单可靠,具有极高的能源利用率和尾气回收处理效率。
附图说明
图1为本发明提供的尾气回收处理的工艺流程图。
图2为本发明提供的包含有急冷塔和增浓吸收器的尾气回收处理的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,参考标号是指本发明中的组件、技术,以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化,并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
图1示出了根据本发明提供的尾气回收处理的流程图。
如图1所示,本发明提供的一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,包括:燃烧室1、锅炉2、换热器3、吸收器4和碱洗塔5,所述燃烧室1用于使所述尾气与助燃空气在所述燃烧室1内燃烧,生成高温烟气;所述锅炉2和换热器3用于对所述高温烟气进行降温,得到低温烟气,并对所述高温烟气的热量进行回收,产生蒸汽;所述吸收器4用于吸收所述低温烟气中的HCl,得到稀盐酸溶液;所述碱洗塔5内容纳有碱性洗涤液,用于对从所述吸收器出来的烟气进行洗涤,通过酸碱中和反应把烟气中残余的HCl中和掉,并吸收烟气中的Cl2。
本发明提供的方法,其中,所述尾气包含二氯乙烷、氯乙烯、乙炔、氯气、乙烯、HCl中一种或多种。这几种物质均是有毒有害的物质,不能直接排空,以免造成环境污染,因此需要对其进行回收处理。
将这些尾气通过管道收集后送入燃烧室1,与同时送入燃烧室1的助燃空气在燃烧室1内燃烧,温度控制在1000℃至1100℃左右,使其尾气燃烧生成H2O、HCl和CO2,还有大量的N2和部分过剩O2,以及少量的Cl2。在燃烧室1点火、升温以及所述尾气量较少时需用天然气伴烧,天然气的投用是根据燃烧室1的温度(1000℃至1100℃)和前系统(氯乙烯生产系统)生产负荷以及稳定程度而定。
本发明提供的方法,其中,所述锅炉2和换热器3用于对所述高温烟气进行降温,得到低温烟气,并对所述高温烟气的热量进行回收,产生蒸汽,包括:所述锅炉2先对高温烟气进行降温,再使高温烟气进入所述换热器3 进一步降温,得到低温烟气;所述换热器3先对除氧水进行预热,再使除氧水进入所述锅炉2,吸收热量后汽化为蒸汽。
燃烧后的高温烟气先送入锅炉2,将其大部分热量进行回收产生2.8MPa 的蒸汽后经过换热器3,间接用除氧水将烟气降温至200℃以下,得到低温烟气。除氧水通过换热器3后送入锅炉2进一步吸热后产生2.8MPa的蒸汽。产生的蒸汽输入蒸汽管网系统,投用在氯乙烯生产过程中各种塔器的加热、办公楼的采暖以及其他工艺中设备的加热等。除氧水主要用于锅炉2给水,目的是防止锅炉2的氧腐蚀。优选地,通过将脱盐水通入除氧水站6处理后得到除氧水,输入换热器3中,从而防止其腐蚀设备。
本发明提供的方法,其中,所述吸收器4包括一级吸收器41和二级吸收器42,两级吸收器串联吸收所述低温烟气中的HCl,得到稀盐酸溶液。优选地,采用的两级吸收器均为石墨降膜吸收器,从而防止吸收器被酸液腐蚀,两级吸收器的工作方式完全一致,设置两级吸收器的目的是为了充分回收利用低温烟气中的HCl气体。
本发明提供的方法,其中,所述一级吸收器41和二级吸收器42分别配置有吸收回流管路,所述吸收回流管路上设有吸收回流泵和吸收回流罐。两级吸收器均配置吸收回流管路,以使吸收液在所述吸收器4中从上至下循环流动。所述低温烟气与吸收液同向进入吸收器4的管程,在管程内,烟气与吸收液充分接触,使烟气中的HCl气体溶解于吸收液中,从而得到稀盐酸溶液。优选地,选用脱盐水作为吸收液。同时由于HCl气体溶解于水是放热反应,故在吸收器4的壳程设置有循环冷却水,可将放出的热量通过冷却水带走。
从所述二级吸收器42出来的烟气进入所述碱洗塔5,用碱性洗涤液如氢氧化钠和亚硫酸钠等高效地对烟气进行最终的洗涤处理,通过酸碱中和反应把烟气中的残余不多的HCl气体中和掉,并把烟气中的Cl2吸收掉,使烟气达到国家排放标准,直接排入大气,同时,产生的废水进入废水处理系统。此方法中,由于烟气中的大部分HCl气体都被吸收液吸收,需要中和掉的残余HCl气体很少,因此产生的废水量也相较传统工艺的量少很多。
图2示出了本发明提供的包含有急冷塔和增浓吸收器的尾气回收处理的工艺流程图。
如图2所示,本发明提供的方法,其还包括过滤器7,所述过滤器7与所述换热器3连接,用于对所述低温烟气进行过滤,除去所述低温烟气中的杂质。在尾气燃烧过程中,会产生炭黑,随着烟气进入后面的工序,设置过滤器7是为了将低温烟气中的杂质除去,从而使后面工序中得到更纯净的工业盐酸。优选地,选用的过滤器为活性炭过滤器。
本发明提供的方法,其还包括增浓吸收器8,所述增浓吸收器8用于对所述稀盐酸溶液进行增浓,得到浓度≥30%的工业盐酸。所述增浓吸收器8 配置有增浓回流管路,所述增浓回流管路上设有增浓回流泵和增浓回流罐,以使稀盐酸进入增浓吸收器进行增浓。在吸收回流管路中,通过取样分析吸收液中HCl气体的浓度,当吸收液中HCl气体的浓度达到20%时,则作为稀盐酸溶液通过增浓泵输送到增浓回流管路。在增浓吸收器8中,将稀盐酸与 HCl气体同时通入增浓吸收器8,通过循环吸收,将盐酸的浓度逐渐提到,以此来保证工业盐酸的浓度不小于30%。由于增浓吸收器8在吸收的过程中是放热反应,需要用循环冷却水将其放出的热量带走。生产的工业盐酸可用于氯乙烯的生产工艺或者装车外售。
本发明提供的方法,其还包括急冷塔9,所述急冷塔9与所述一级吸收器41连接,用于对所述低温烟气在进入所述一级吸收器41之前做急冷处理。由于从所述换热器3出来的低温烟气的温度在200℃以下,如果直接进入所述一级吸收器41,会导致一级吸收器41内的吸收液温度过高蒸发,而不利于对烟气中HCl气体的吸收,因此所述低温烟气在进入所述一级吸收器41 之前需要进入急冷塔9,做急冷处理。
本发明提供的方法,其中,所述急冷塔9的塔顶设置有喷淋嘴,用于向所述急冷塔9内喷洒喷淋水,使喷淋水与所述低温烟气同向流动进入所述急冷塔,吸收所述低温烟气的热量。由于气体从塔顶进入塔底流出所需的时间要比从塔底进入塔顶流出所需的时间长,所以为了使喷淋水与所述低温烟气的接触时间更长,喷淋水和所述低温烟气从急冷塔9的塔顶同向流动进入塔内。优选地,选用脱盐水作为喷淋水,在急冷塔9上部急冷段,脱盐水由塔顶喷淋嘴雾化成伞状的小液滴,向急冷塔9内均匀喷洒,与进入塔内的低温烟气同向流动相互接触进行换热和传质。两相在换热过程中,一部分液相中的水蒸发转化为水蒸汽,吸收大部分热量,同时脱盐水温度升高,吸取烟气的部分热量,从而大幅度地降低烟气的温度,可降到80℃左右,即达到对烟气急冷的目的。同时,喷淋水在与低温烟气接触的过程中,也会溶解所述低温烟气的HCl气体,达到传质的目的。为了防止压力波动时产生的带有腐蚀性的盐酸雾液向急冷塔进气口的管线反窜,造成设备腐蚀,其进气口的管线以及急冷塔塔体采用耐盐酸腐蚀的石墨材质,为保护石墨急冷塔在允许工作温度范围运行,在急冷塔壳体外侧设置水冷夹套,对石墨体进行冷却。水冷夹套内有循环冷却水,烟气与脱盐水的换热负荷一部分由冷却水带走。
本发明提供的方法,其中,所述喷淋水从所述急冷塔9的塔底排出,进入所述吸收器的吸收回流管路。所述喷淋水在所述急冷塔9中吸收了低温烟气的热量,溶解了低温烟气中的HCl气体之后,不是直接作为废水排出,而是进入所述吸收器的吸收回流管路中,作为吸收液重复利用。
本发明提供的一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,具有以下优势:通过对所述尾气进行燃烧,回收热量产生蒸汽,提高能源利用率;吸收燃烧后产生的烟气中的HCl气体,得到工业盐酸,提高尾气的回收利用效率;处理后的烟气达到国家排放标准,直接排入大气,对大气无污染;相对传统工艺,产生的废水量较少,因此,本发明提供的一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,操作简单可靠,具有极高的能源利用率和尾气回收处理效率。
应该注意的是,上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
Claims (10)
1.一种对生产氯乙烯过程中产生的尾气进行回收处理的系统,包括:燃烧室(1)、锅炉(2)、换热器(3)、吸收器(4)和碱洗塔(5),
所述燃烧室(1)用于使所述尾气与助燃空气在所述燃烧室(1)内燃烧,生成高温烟气;
所述锅炉(2)和换热器(3)用于对所述高温烟气进行降温,得到低温烟气,并对所述高温烟气的热量进行回收,产生蒸汽;
所述吸收器(4)用于吸收所述低温烟气中的HCl,得到稀盐酸溶液;
所述碱洗塔(5)内容纳有碱性洗涤液,用于对从所述吸收器出来的烟气进行洗涤,通过酸碱中和反应把所述烟气中残余的HCl中和掉,并吸收烟气中的Cl2。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述尾气包含二氯乙烷、氯乙烯、乙炔、氯气、乙烯、HCl中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述锅炉(2)和换热器(3)用于对所述高温烟气进行降温,得到低温烟气,并对所述高温烟气的热量进行回收,产生蒸汽,包括:
所述锅炉(2)先对高温烟气进行降温,再使高温烟气进入所述换热器(3)进一步降温,得到低温烟气;
所述换热器(3)先对除氧水进行预热,再使除氧水进入所述锅炉(2),吸收热量后汽化为蒸汽。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述吸收器(4)包括一级吸收器(41)和二级吸收器(42),两级吸收器串联吸收所述低温烟气中的HCl,得到稀盐酸溶液。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述一级吸收器(41)和二级吸收器(42)分别配置有吸收回流管路,所述吸收回流管路上设有吸收回流泵和吸收回流罐。
6.根据权利要求3所述的系统,其还包括过滤器(7),所述过滤器(7)与所述换热器(3)连接,用于对所述低温烟气进行过滤,除去所述低温烟气中的杂质。
7.根据权利要求4所述的系统,其还包括增浓吸收器(8),所述增浓吸收器(8)用于对所述稀盐酸溶液进行增浓,得到浓度≥30%的工业盐酸。
8.根据权利要求4所述的系统,其还包括急冷塔(9),所述急冷塔(9)与所述一级吸收器(41)连接,用于对所述低温烟气在进入所述一级吸收器(41)之前做急冷处理。
9.根据权利要求8所述的系统,其中,所述急冷塔(9)的塔顶设置有喷淋嘴,用于向所述急冷塔(9)内喷洒喷淋水,使喷淋水与所述低温烟气同向流动进入所述急冷塔(9),吸收所述低温烟气的热量。
10.根据权利要求9所述的系统,其中,所述喷淋水从所述急冷塔(9)的塔底排出,进入所述吸收器(4)的吸收回流管路。
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CN113941242A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-01-18 | 芜湖融汇化工有限公司 | 一种三氯乙烯生产中的尾气处理装置 |
CN117160221A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-05 | 天津大沽化工股份有限公司 | 一种氯碱装置焚烧烟气净化脱氯生产无铁浓盐酸的方法 |
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