一種含氯化氫尾氣的處理方法與流程
2023-12-05 22:10:51 4
本發明涉及尾氣的處理領域，具體地說是一種含氯化氫尾氣的處理方法。
背景技術：
硫基複合肥氫鉀轉化工序，濃硫酸與氯化鉀的反應產生含有氯化氫的氣體，該部分氣體基本都採用降膜吸收的方式進行副產鹽酸。鹽酸市場的低迷，大部分企業零利潤甚至倒貼外售，增加主產品複合肥的生產成本。隨著國家對環保要求日益嚴格，企業還需要投入大量的精力來保證尾氣達標排放。
另一方面，甘油生產數量不斷上升價格下跌，而下遊環氧樹脂對環氧丙烷的需求量不斷增加，廉價的甘油的供應，推動了以甘油為原料生產環氧丙烷工業的發展，在工業上使用甘油生產環氧氯丙烷，成為一個重要的發展方向。
因此，現有硫基複合肥氫鉀轉化工序中產生的含有氯化氫氣體的尾氣處理中存在處理成本高、處理效果不理想的技術問題。
技術實現要素：
本發明就是為了解決現有方法處理含有氯化氫氣體的尾氣處理中存在處理成本高、處理效果不理想的技術問題，提供一種可降低處理成本、提高處理效果的含氯化氫尾氣的處理方法。
為此，本發明提供一種含氯化氫尾氣的處理方法，其包括如下步驟：(1)將催化劑加入到反應釜內，同時添加丙三醇，所述催化劑的添加比例控制在所述丙三醇質量百分數的4％～6％，在微攪拌的條件下,使兩者充分混合；(2)將硫基複合肥氫鉀轉化副產的含氯化氫氣體，依次經過除沫器、一級或多級冷凝器、除霧器，將尾氣中泡沫、不溶物，以及水蒸氣捕集、分離去除，然後進入緩衝罐，經流量計量後緩慢送入反應釜，使其與丙三醇進行反應；(3)均質攪拌的情況下，反應進行，使丙三醇的含量低於5％；(4)反應達到終點後，採取減壓蒸餾將二氯丙醇蒸出，得到二氯丙醇。
優選的，步驟(1)中的催化劑為冰乙酸、辛酸、乙二酸中的一種或幾種。
優選的，步驟(2)中，尾氣含氯化氫質量百分數為5％～20％。
優選的，步驟(3)中，反應過程分兩步進行：第一步氯化反應，通過調節氯化氫的加入量，將反應溫度控制在90～115℃；第二步氯化反應，控制反應溫度在85～100℃。
優選的，步驟(4)中，氯化反應副產物水分分離後，返回硫基複合肥裝置做洗滌水循環使用，不外排。
本發明根據以上反應機理，以及氯化氫原料的來源和特徵綜合考慮，利用硫基複合肥副產的含氯化氫氣體，以及較為廉價的甘油為原料，生產二氯丙醇產品，為環氧氯丙烷的生產提供合格的中間體。本發明可對硫基複合肥氫鉀轉化副產的含氯化氫氣體進行綜合治理，減少生產企業的環保壓力，同時減少或杜絕低附加值鹽酸產品，生產附加值高的的二氯丙醇產品，為硫基複合肥企業的氯化氫氣體利用提供一種新的途徑。本發明中所用方法在於可改變現有肥料生產企業的鹽酸產品成本倒貼外售的困局，一方面減少30-80元/噸鹽酸倒貼成本，以10萬噸/年氨酸法複合肥生產為例，年產鹽酸約3萬噸，可節省約90-240萬/年；另一方面消除副產物危化品鹽酸的產出，排空尾氣氯化氫含量小於80mg/m3。
附圖說明
圖1為本發明工藝流程示意圖。
圖1中，1、除沫器；2、冷凝器；3、除霧器；4、緩衝罐；5、流量計。
具體實施方式
根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用於說明本發明，而不應當也不會限制權力要求書中所描述的本發明。
實施例1
將冰乙酸按計算的添加比例，加入到氯化主反應釜(A、B、C、D…)，同時添加對應數量的丙三醇(甘油)，其中：有機酸催化劑的添加比例控制在甘油重量的4％(質量分數)範圍內，在微攪拌的條件下使兩者充分的混合。
硫基複合肥氫鉀轉化過程中產生的含氯化氫氣體，依次經過1除沫器、2冷凝器、3除霧器，將尾氣中泡沫、不溶物，以及水蒸氣捕集、分離去除，然後進入4緩衝罐，經5流量計量後緩慢送入氯化反應釜A使其與丙三醇進行反應。
在反應過程中，根據反應釜溫度變化調整氯化氫氣體的加入量，將反應溫度控制在105℃左右；待反應溫度開始持續下降時，通過加熱器控制反應溫度在90℃左右，直至反應混合產物的分層率達到要求。
反應達到終點的後，將二氯丙醇混合物放入氯化反應釜B，採取減壓蒸餾將二氯丙醇蒸出，得到的二氯丙醇蒸出物儲存，作為進一步生產環氧丙烷或其他產品的原料。
通過氯化反應釜設置的液體排放口及時移除氯化氫與甘油的氯化反應液體為副產物水，保證反應的正向進行。氯化反應尾氣經末端循環水洗滌後達標排空，氯化反應排出的液體水返回硫基複合肥裝置做肥料尾氣洗滌水循環使用。
具體實施步驟如下：
(1)將催化劑冰乙酸按照計算的添加比例，加入到氯化反應釜A內，同時添加對應數量的丙三醇(甘油)，其中：有機酸催化劑的添加比例控制在4％(質量分數，基數為丙三醇)範圍內在微攪拌的條件下使兩者充分的混合；
(2)硫基複合肥氫鉀轉化副產的含氯化氫氣體，依次經過除沫器、一級或多級冷凝器、除霧器，將尾氣中泡沫、不溶物，以及水蒸氣捕集、分離去除，然後進入緩衝罐，經流量計量後緩慢送入氯化反應釜A使其與丙三醇進行反應；
(3)均質攪拌的情況下，反應進行可最少在1h使丙三醇的含量低於5％，反應過程分兩步進行。第一步氯化反應，該反應是放熱反應，反應產物是溶於水的一氯丙二醇，過程中溫度可升至120℃以上，可通過調節氯化氫的加入量，將反應溫度控制在105℃左右；第二步氯化反應，開始反應溫度會適當下降，反應產物是不溶於水的二氯丙醇，此時可通過加熱器控制反應溫度在90℃左右，直至反應混合產物的分層率達到要求，即可視為反應終點；
(4)反應達到終點的後，將二氯丙醇混合物放入氯化反應釜B，採取減壓蒸餾將二氯丙醇蒸出，得到的二氯丙醇蒸出物儲存，作為進一步生產環氧丙烷或其他產品的原料；
(5)分層率的檢測如下：分別取10ml反應混合液、10ml燒鹼溶液(1N)加入20ml量筒，混合均勻，靜置20min，觀察油相、水相的體積，油相體積3～5cm為達標；
(6)氯化氫與甘油的氯化反應副產物水，需及時移除，以利反應正向進行。氯化反應釜的在不同的高度位置設置液體溢流口，溢流液進入終極氯化反應釜。反應尾氣經末端循環水洗滌後達標排空，合格混合物返前級反應釜，返回硫基複合肥裝置做肥料尾氣洗滌水循環使用。
(7)該反應過程為半連續性反應，A氯化反應釜反應結束後，B、C、D…氯化反應釜依次進行(根據生產規模設置反應釜數量)，含氯化氫的尾氣連續加入，質量含量5％～20％；所使用的丙三醇原料中丙三醇質量含量在90～99％，兩者的含量均優選高含量，以利生產成本降低。
表1實例1尾氣處理效果數據表
實施例2
步驟(1)中，催化劑為辛酸，催化劑的添加比例控制在所述丙三醇質量百分數的6％；步驟(3)中，反應過程分兩步進行：第一步氯化反應，通過調節氯化氫的加入量，將反應溫度控制在90℃；第二步氯化反應，控制反應溫度在85℃。
其它同實施例1。
表2實例2尾氣處理效果數據表
實施例3
步驟(1)中，催化劑為乙二酸，催化劑的添加比例控制在所述丙三醇質量百分數的5％；步驟(3)中，反應過程分兩步進行：第一步氯化反應，通過調節氯化氫的加入量，將反應溫度控制在115℃；第二步氯化反應，控制反應溫度在100℃。
其它同實施例1。
表3實例3尾氣處理效果數據表