一種二氯亞碸尾氣的處理方法與流程

2023-12-12 04:08:47 3

本發明涉及一種二氯亞碸尾氣的處理方法。

背景技術：

二氯亞碸作為一種基礎化工原料，廣泛應用於氯化反應中，如將醇羥基氯化為氯代烷烴或將羧酸氯化為醯氯等，具有氯化完全，副反應少等優點，得到的副產物均為揮發性氣體，故所得的醯氯產品易於純化。在生產中使用二氯亞碸的最大問題是其反應尾氣的處理，每摩爾正常參與氯化反應的二氯亞碸會產生一摩爾氯化氫及一摩爾二氧化硫，反應式如下：

R-OH+SOCl2→R-Cl+HCl+SO2

每摩爾與水反應的二氯亞碸會產生二摩爾氯化氫和一摩爾二氧化硫，反應式如下：

H2O+SOCl2→2HCl+SO2

不管是正常參與氯化反應還是反應結束後被水分解，都會產生大量的氯化氫及二氧化硫氣體；如果不加以處理，必然會造成嚴重的環境汙染。

目前常用的處理方法是分級吸收，先用水將大部分混合氣體吸收，然後再將前面沒有被吸收的氣體用鹼水吸收，得到含鹼、氯化鹽和亞硫酸鹽的混合廢鹼液，這樣處理得到了大量廢酸和混合廢鹼液，處理成本高。在環保要求日益提高的社會環境下，該法不能滿足綠色化學的要求。

也有報導通過分級吸收控制水的用量得到濃鹽酸，再用鹼水處理尾氣中的二氧化硫得到較純的鹼液，該方法雖然實現了部分副產物的回收利用，降低了處理成本、減輕了環保壓力，但是尾氣中的二氧化硫依然沒有得到較好的處理。

現有的脫硫技術中，以石灰、石灰石為基礎的鈣法，以氧化鎂為基礎的鎂法，以碳酸鈉、氫氧化鈉為基礎的鈉法應用較為廣泛。該些方法雖然能使廢氣達到排放標準，但存在設備投資大、運行維護費用高的問題，並且吸收劑無法實現循環利用，造成大量的資源浪費，同時得到的副產物附加值低，不易銷售，易造成二次汙染的問題。

中國專利CN101607173A提出了通過氧化鎂與亞硫酸氫鎂外部循環再生得到亞硫酸鎂進行煙氣脫硫，但是該法依舊需要補充氧化鎂，同時不斷生成亞硫酸氫鎂，未能真正實現循環利用吸收劑，且最終產物也存在資源浪費及二次汙染問題。美國專利US4366134和中國專利CN200410073471採用檸檬酸/檸檬酸鈉法，使用的吸收溶劑可以再生，但在使用過程中存在對金屬設備的腐蝕，且有部分含硫酸根的熱穩定鹽生成。基於上述不足之處，本發明人就此提出改良，設計出一種二氯亞碸尾氣的處理方法。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供一種二氯亞碸尾氣的處理方法，可以有效解決背景技術中的問題，將尾氣中氯化氫氣體儘可能轉化為工業上可使用的氯化氫醇溶液，並提供了一種可循環使用的二氧化硫吸收劑。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

一種二氯亞碸尾氣的處理方法，其特徵在於：包括以下步驟：

第一步，通過控制醇的用量對尾氣中的氯化氫進行二級吸收；

第二步，利用有機胺吸收劑吸收二氧化硫；

第三步，吸收好之後，近飽和的吸收溶液在130-150℃加熱解吸，再生出純度95％以上的SO2，且有機胺吸收溶劑可循環使用，尾氣達到排放標準。

對本發明做進一步優選，在二級吸收中的第一級吸收時所產生的濃醇溶液進行二氧化硫脫除處理，得到工業上可用的氯化氫醇溶液和二氧化硫尾氣。

對本發明做進一步優選，脫二氧化硫的溫度為最好為80℃－110℃。

對本發明做進一步優選，所述有機胺吸收劑，吸收溫度20-40℃，用量為每產生1摩爾二氧化硫，需要用350-400克吸收劑。

對本發明做進一步優選，所述的有機胺吸收劑(I)，其結構式如下：

對本發明做進一步優選，所述有機胺吸收劑(I)的製備方法，其步驟如下：

首先，在THF中加入多聚甲醛和L-苯甘氨醇，升溫回流反應8-12h，製得化合物(I)；

其次，蒸餾回收幹溶劑即可得到產物，合成路線如下：

對本發明做進一步優選，THF的回流溫度為60-65℃。

對本發明做進一步優選，所述多聚甲醛換算為甲醛的摩爾量是L-苯甘氨醇摩爾量的1.5倍。

對本發明做進一步優選，所述多聚甲醛[HO(CH2O)nH，其中n為聚合度，n＝10～100]。

與現有技術相比本發明所達到的有益效果是：

本發明可以在常壓以及負壓下進行。本發明在解吸過程中，隨著SO2的釋放，吸收劑的PH通常隨之升高，SO2的解吸難度亦隨之增加，解析後得到的再生吸收劑PH值在7-8之間，該再生溶劑使用8次，無明顯SO2吸收量下降。本發明所述的SO2吸收溶劑投資低，使用過程中運行成本低，處理效率高，尾氣吸收完全，能耗低，可循環使用，無二次汙染。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。

圖1是本發明示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明涉及一種二氯亞碸尾氣的處理方法，其特徵在於：包括以下步驟：

第一步，通過控制醇的用量對尾氣中的氯化氫進行二級吸收；

第二步，利用有機胺吸收劑吸收二氧化硫，所述有機胺吸收劑吸收溫度20-40℃，用量為每產生1摩爾二氧化硫，需要用350-400克吸收劑；其中溫度高將使吸收效率降低，溫度太低使其在工業上運用時難以達到製冷要求。

第三步，吸收好之後，近飽和的吸收溶液在130-150℃加熱解吸，再生出純度95％以上的SO2，且有機胺吸收溶劑可循環使用，尾氣達到排放標準。

其中，在二級吸收中的第一級吸收時所產生的濃醇溶液進行二氧化硫脫除處理，得到工業上可用的氯化氫醇溶液和二氧化硫尾氣，脫二氧化硫的溫度為最好為80℃－110℃。本發明中的二級吸收採用的是吸收塔(包括填料塔和篩板塔等)，也可以是簡單的攪拌吸收釜或吸收槽等裝置，只要能達到吸收效果即可，並無特殊限制，工業上考慮吸收效率，以由耐腐蝕材料填充的吸收塔為好。

本發明中所述的有機胺吸收劑(I)，其結構式如下：

其中所述有機胺吸收劑(I)的製備方法，其步驟如下：

首先，在THF中加入多聚甲醛和L-苯甘氨醇，升溫回流反應8-12h，製得化合物(I)；

其次，蒸餾回收幹溶劑即可得到產物，合成路線如下：

其中THF的回流溫度為60-65℃，所述多聚甲醛換算為甲醛的摩爾量是L-苯甘氨醇摩爾量的1.5倍，所述多聚甲醛[HO(CH2O)nH，其中n為聚合度，n＝10～100]。

醇溶液中二氧化硫的含量用直接碘量法測定(參見GB/T11198.12-1989)；尾氣中二氧化硫的含量按照國家環境保護總局標準HJ/T56-2000用碘量法測定。

實施例1：

一摩爾氯化亞碸與醇羥基反應後產生的尾氣，經過乙醇溶液的二級吸收，之後，基本無氯化氫的二氧化硫尾氣通入350克有機胺吸收劑Ⅰ於30℃吸收後排放，廢氣按國家環境保護總局標準HJ/T56-2000的方法檢測，二氧化硫含量為5mg/m3(達到環保總局排放要求)。然後吸收液於130℃加熱解吸1小時，得到的吸收劑可循環使用，釋放出的二氧化硫去進一步深加工。

實施例2：

一摩爾氯化亞碸與醇羥基反應後產生的尾氣，經過二級醇吸收後脫除氯化氫的二氧化硫尾氣，經集氣罩收集並經過風機加壓後，在20-25℃下，通過噴淋使吸收劑與尾氣在填料塔內充分接觸，完成吸收反應後，淨化氣體從吸收塔頂端排出；吸收了二氧化硫後的溶液(富液)從吸收塔底抽出，進入再生塔上部再生。熱解吸釋放出來的二氧化硫氣體送往下一工序進行處理，吸收劑循環使用。

處理後的淨化氣體按國家環境保護總局標準HJ/T56-2000的方法檢測，二氧化硫含量為2mg/m3(達到環保總局排放要求)。富液中的二氧化硫有90％以上被釋放，再生出純度98％的SO2。

實施例3：

經過二級醇吸收後脫除氯化氫的1摩爾二氧化硫尾氣，經集氣罩收集並經過加壓後，在35-40℃下，通過噴淋使400克吸收劑與尾氣在填料塔內充分接觸，完成吸收後，淨化氣體從吸收塔頂端排出；吸收了二氧化硫後的溶液(富液)從吸收塔底排出，進入再生塔，於140-150℃再生脫二氧化硫。熱解吸釋放出來的二氧化硫氣體送往下一工序進行處理，吸收劑循環使用。

處理後的淨化氣體按國家環境保護總局標準HJ/T56-2000的方法檢測，二氧化硫含量為3mg/m3(達到環保總局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被釋放，再生出純度98％的SO2。

實施例4：

經過二級醇吸收後脫除氯化氫的1摩爾二氧化硫尾氣，在35-40℃下，通過導氣管進入400克吸收劑，磁力攪拌吸收，約半小時完成吸收；吸收了二氧化硫後的溶液(富液)於140-150℃加熱再生脫二氧化硫。熱解吸釋放出來的二氧化硫氣體送往下一工序進行處理，吸收劑循環使用。

處理後的淨化氣體按國家環境保護總局標準HJ/T56-2000的方法檢測，二氧化硫含量為5mg/m3(達到環保總局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被釋放，再生出純度98％的SO2。

實施例5：

經過二級醇吸收後脫除氯化氫的1摩爾二氧化硫尾氣，分別在20-25℃下，通過導氣管進入380克吸收劑，磁力攪拌吸收，約半小時完成吸收；吸收了二氧化硫後的溶液(富液)分別於130-140℃加熱再生脫二氧化硫。

處理後的淨化氣體按國家環境保護總局標準HJ/T56-2000的方法檢測，二氧化硫含量分別為3mg/m3(達到環保總局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被釋放，再生出純度98％的SO2。

實施例6：

經過二級醇吸收後脫除氯化氫的1摩爾二氧化硫尾氣，分別在25-30℃下，通過導氣管進入380克吸收劑，磁力攪拌吸收，約半小時完成吸收；吸收了二氧化硫後的溶液(富液)分別於135-145℃加熱再生脫二氧化硫。

處理後的淨化氣體按國家環境保護總局標準HJ/T56-2000的方法檢測，二氧化硫含量分別為5mg/m3(達到環保總局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被釋放，再生出純度98％的SO2。

實施例7：

經過二級醇吸收後脫除氯化氫的1摩爾二氧化硫尾氣，分別在30-40℃下，通過導氣管進入380克吸收劑，磁力攪拌吸收，約半小時完成吸收；吸收了二氧化硫後的溶液(富液)分別於140-150℃加熱再生脫二氧化硫。

處理後的淨化氣體按國家環境保護總局標準HJ/T56-2000的方法檢測，二氧化硫含量分別為4mg/m3(達到環保總局排放要求)。富液中的二氧化硫有95％以上被釋放，再生出純度98％的SO2。

最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。