工業氣體中氯化氫的全回收工藝的製作方法
2023-05-29 13:10:56
專利名稱：工業氣體中氯化氫的全回收工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業氣體中氯化氫的全回收工藝。
背景技術：
現有工業生產中往往涉及到氯化產物中氯化氫的回收處理問題，如以氯乙烯生產中過量氯化氫處理工藝為例，國內大多數廠家是粗氯乙烯由轉化器出來，進入除汞器用活性碳吸附汞蒸汽(主要含有氯高汞化合物)後，再進入合成氣石墨冷卻器將氣體冷卻至40℃左右方可進入由1～2臺篩板塔組成的脫酸系統回收合成氣中的過量氯化氫，製得25～30％的副產鹽酸。制酸後的合成氣先後進入水洗塔和鹼洗塔淨化，吸收餘下的氯化氫，二氧化碳等雜氣，獲得精製的氯乙烯供聚合用。水洗，鹼洗塔要保持一定的液體循環量，以滿足淨化需要，新鮮水從水洗塔連續加入，廢液亦連續排放，少部分流入篩板塔系統制酸，鹼液則定時更換，當其中碳酸鈉濃度超標後必須更用一定濃度的氫氧化鈉溶液作為吸收液。
該工藝的不足之處A.水洗塔須向外連續排放廢水(稀酸)，廢水中還溶解有氯乙稀，不僅造成可觀損失，而且汙染環境，構成安全隱患，增大治汙投入；B.氯化氫無法循環回收作為合成氯乙稀的原料氣，只能副產難以直接銷售的低濃度鹽酸；C.工藝流程長，設備多，篩板塔操作彈性小，壓力降高，過程操作控制難；D.開車階段有大量氯化氫進入系統，極易引起過程超溫，損壞設備；
E.鹼洗塔非連續操作，需定期更換鹼液，這對氯乙烯精製質量有一定影響。
發明內容本發明所要解決的技術問題在於提供一種對氯化氫全回收，減少環境汙染，節省生產成本的工業氣體中氯化氫的全回收工藝。
所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，包括下述順序步驟(1)含氯化氫的工業氣體從組合吸收塔下部進入後，經來自上部的水吸收後，塔頂得到濃度99％以上的工業氣體，塔底得到濃鹽酸；所述的組合吸收塔由下至上依次包括氣體分布區、填料吸收區、氣液分離區、塔板吸收區，氣體分布區下部設有氣體入口，塔板吸收區上部設有進水口，工業氣體與水在組合吸塔內逆流傳熱傳質；(2)將濃鹽酸通入濃酸脫吸塔中進行解吸，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到稀鹽酸；(3)將稀鹽酸通入稀酸脫吸塔中進行解吸，塔頂得到含飽和水的氯化氫。
上述的氣體分布區可採用本領域技術人員公知的氣體分布設備。
進一步，所述的步驟(2)中濃鹽酸通過解吸濃酸泵加壓輸送，經雙向換熱器加熱後進入濃酸脫吸塔頂部，與來自濃酸再沸器的高溫氯化氫和水蒸氣在塔內逆流傳熱傳質，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到恆沸酸。
進一步，濃酸脫吸塔中塔頂進料口鹽酸溫度控制在58～62℃，壓力控制在65～75Kpa。控制在上述條件將能保證將濃鹽酸中的氯化氫氣體進行回收得到純度為99％以上的氯化氫氣體。
進一步，所述的步驟(3)中在步驟(2)得到的稀鹽酸中添加氯化鈣溶液，經泵送入稀酸脫吸塔與來自稀酸再沸器的高溫氯化氫、水蒸氣和氯化鈣在塔內三元共沸，逆流傳熱傳質，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到低濃度氯化鈣溶液；低濃度氯化鈣溶液進入蒸發提濃塔與來自提濃塔再沸器的蒸汽在塔內逆流傳熱傳質，使氯化鈣恢復到原濃度，由泵再送入稀酸脫吸塔，提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔循環利用。
進一步，稀酸脫吸塔中塔頂進料口鹽酸溫度控制在90～115℃，壓力控制在65～75Kpa。控制在上述條件將能保證將稀鹽酸中的氯化氫氣體進行回收得到純度為99％以上的氯化氫氣體。
進一步，所述的含飽和水的氯化氫經氣體冷凝器冷卻得到純度為99.9％，溫度40℃的氯化氫氣體。該氯化氫氣體可以直接用於化學合成如氯乙烯單體的合成。
進一步，步驟(1)得到的濃鹽酸部分返回組合吸收塔中的填料吸收區。採用濃鹽酸循環吸收，可以提高氯化氫吸收率。
進一步，步驟(2)得到的稀鹽酸部分返回組合吸收塔中的塔板吸收區。
進一步，步驟(3)中提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔中的塔板吸收區。
進一步，所述的塔板吸收區布置有5層塔板，步驟(2)得到的稀鹽酸部分返回組合吸收塔中的中間塔板，步驟(3)中提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔中的最上層塔板。採用本設計將保證氯化氫氣體最佳的吸收效果。
本發明的氯化氫全回收工藝具有下述有益效果1).多工況操作，可將全部氯化氫吸收後再經解吸轉化為合成原料氣；2).實現了零排放，系統不排廢水；
3).流程簡化，設備少，佔地面積小，投資省；4).操作壓降低，裝置操作彈性大，過程控制方便；5).開車階段允許大量氯化氫流入設備，且不會引起過程超溫。
圖1是本發明步驟(1)中的組合吸收塔的結構示意圖。
圖2是本發明步驟(2)中的濃酸脫吸工藝流程圖。
圖3是本發明步驟(3)中的稀酸脫吸工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作優選地說明，但本發明的保護範圍並不限於此。
一種工業氣體中氯化氫的全回收工藝，包括下述順序步驟(1)含氯化氫的工業氣體從組合吸收塔下部進入後，經來自上部的水吸收後，塔頂得到濃度99％以上的工業氣體，塔底得到濃鹽酸；參照圖1，所述的組合吸收塔由下至上依次包括氣體分布區1、填料吸收區2、氣液分離區3、塔板吸收區4，氣體分布區1下部設有氣體入口，塔板吸收區4上部設有進水口，工業氣體與水在組合吸塔內逆流傳熱傳質；(2)將濃鹽酸通入濃酸脫吸塔中進行解吸，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到稀鹽酸；(3)將稀鹽酸通入稀酸脫吸塔中進行解吸，塔頂得到含飽和水的氯化氫。
步驟(1)工業氣體由氣體入口進入組合吸收塔，經氣流分布後進入填料吸收區與下降的液體傳熱傳質，大部分氯化氫氣體被吸收；上升的氣流夾帶大量液沫，在氣流分離區液沫沉降，氣流向上進入塔板吸收區再次與下降的液體(主要為水)傳熱傳質，剩餘的絕大部分氯化氫被吸收。塔頂得到的工業氣體通常再進入鹼洗塔，進一步吸收混合氣中所含的少量氯化氫和二氧化碳等雜質成份。
參照圖2，所述的步驟(2)中濃鹽酸通過解吸濃酸泵加壓輸送，經雙向換熱器加熱後進入濃酸脫吸塔頂部，與來自濃酸再沸器的高溫氯化氫和水蒸氣在塔內逆流傳熱傳質，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到恆沸酸。濃酸脫吸塔中塔頂進料口鹽酸溫度控制在58～62℃，壓力控制在65～75Kpa。
參照圖3，所述的步驟(3)中在步驟(2)得到的稀鹽酸中添加氯化鈣溶液，經泵送入稀酸脫吸塔與來自稀酸再沸器的高溫氯化氫、水蒸氣和氯化鈣在塔內三元共沸，逆流傳熱傳質，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到低濃度氯化鈣溶液；低濃度氯化鈣溶液進入蒸發提濃塔與來自提濃塔再沸器的蒸汽在塔內逆流傳熱傳質，使氯化鈣恢復到原濃度，由泵再送入稀酸脫吸塔，提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔循環利用。稀酸脫吸塔中塔頂進料口鹽酸溫度控制在90～115℃，壓力控制在65～75Kpa。
所述的含飽和水的氯化氫經氣體冷凝器冷卻得到純度為99.9％，溫度40℃的氯化氫氣體。當所述的工業氣體為氯乙烯合成氣時，上述得到的氯化氫氣體可以直接用作氯乙烯的合成。
步驟(1)得到的濃鹽酸部分返回組合吸收塔中的填料吸收區。
所述的塔板吸收區布置有5層塔板，步驟(2)得到的稀鹽酸部分返回組合吸收塔中的中間塔板，步驟(3)中提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔中的最上層塔板。
權利要求
1.一種工業氣體中氯化氫的全回收工藝，包括下述順序步驟(1)含氯化氫的工業氣體從組合吸收塔下部進入後，經來自上部的水吸收後，塔頂得到濃度99％以上的工業氣體，塔底得到濃鹽酸；所述的組合吸收塔由下至上依次包括氣體分布區、填料吸收區、氣液分離區、塔板吸收區，氣體分布區下部設有氣體入口，塔板吸收區上部設有進水口，工業氣體與水在組合吸塔內逆流傳熱傳質；(2)將濃鹽酸通入濃酸脫吸塔中進行解吸，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到稀鹽酸；(3)將稀鹽酸通入稀酸脫吸塔中進行解吸，塔頂得到含飽和水的氯化氫。
2.如權利要求1所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於所述的步驟(2)中濃鹽酸通過解吸濃酸泵加壓輸送，經雙向換熱器加熱後進入濃酸脫吸塔頂部，與來自濃酸再沸器的高溫氯化氫和水蒸氣在塔內逆流傳熱傳質，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到恆沸酸。
3.如權利要求2所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於濃酸脫吸塔中塔頂進料口鹽酸溫度控制在58～62℃，壓力控制在65～75Kpa。
4.如權利要求1所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於所述的步驟(3)中在步驟(2)得到的稀鹽酸中添加氯化鈣溶液，經泵送入稀酸脫吸塔與來自稀酸再沸器的高溫氯化氫、水蒸氣和氯化鈣在塔內三元共沸，逆流傳熱傳質，塔頂得到含飽和水的氯化氫，塔底得到低濃度氯化鈣溶液；低濃度氯化鈣溶液進入蒸發提濃塔與來自提濃塔再沸器的蒸汽在塔內逆流傳熱傳質，使氯化鈣恢復到原濃度，由泵再送入稀酸脫吸塔，提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔循環利用。
5.如權利要求4所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於稀酸脫吸塔中塔頂進料口鹽酸溫度控制在90～115℃，壓力控制在65～75Kpa。
6.如權利要求1～5之一所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於所述的含飽和水的氯化氫經氣體冷凝器冷卻得到純度為99.9％，溫度40℃的氯化氫氣體。
7.如權利要求1所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於步驟(1)得到的濃鹽酸部分返回組合吸收塔中的填料吸收區。
8.如權利要求1所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於步驟(2)得到的稀鹽酸部分返回組合吸收塔中的塔板吸收區。
9.如權利要求4所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於步驟(3)中提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔中的塔板吸收區。
10.如權利要求8或9所述的工業氣體中氯化氫的全回收工藝，其特徵在於所述的塔板吸收區布置有5層塔板，步驟(2)得到的稀鹽酸部分返回組合吸收塔中的中間塔板，步驟(3)中提濃塔蒸發出的水經冷凝器冷卻後返回組合吸收塔中的最上層塔板。
全文摘要
本發明涉及一種工業氣體中氯化氫的全回收工藝，包括下述順序步驟(1)含氯化氫的工業氣體從組合吸收塔下部進入後，經來自上部的水吸收後，塔頂得到濃度99％以上的工業氣體，塔底得到濃鹽酸；所述的組合吸收塔由下至上依次包括氣體分布區、填料吸收區、氣液分離區、塔板吸收區，氣體分布區下部設有氣體入口，塔板吸收區上部設有進水口，工業氣體與水在組合吸塔內逆流傳熱傳質；(2)將濃鹽酸通入濃酸脫吸塔中進行解吸；(3)將稀鹽酸通入稀酸脫吸塔中進行解吸。本發明的氯化氫全回收工藝多工況操作，可將全部氯化氫吸收後再經解吸轉化為合成原料氣，實現了零排放，流程簡化，過程控制方便。
文檔編號B01D53/78GK101081693SQ20071006978
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月29日 優先權日2007年6月29日
發明者黃奕平, 童新洋 申請人:杭州中昊科技有限公司