一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置的制作方法

本发明涉及氯化苯尾气设备技术领域，尤其涉及一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置。

背景技术：

氯化苯是一种基本有机化工原料，主要原料为苯和氯气，干燥后纯苯通过催化剂的作用，在氯化器中与氯气发生氯化反应，反应后得到的酸性氯化液去水、碱洗处理，干燥后进入粗、精馏塔蒸馏得到成品氯化苯。氯化苯生产是苯在沸腾状态下氯化，生成物中有氯化苯和氯化氢气体。由于高温连续氯化过程，反应热的移出靠苯的蒸发气化来实现，因此生成的尾气中主要有氯化氢气体、苯蒸气和少量氯化苯蒸气，直接排放不仅造成资源浪费，而且会对环境产生严重污染。现有工艺降膜循环槽间隔八小时换新鲜吸收液一次，换料过程中尾气中苯含量不稳定，最高可上升到几百ppm，对后续系统在安全和能耗上影响较大。降膜尾气进入盐酸吸收系统采用水洗废水掺杂自来水吸收，水中含酸且水量难以控制，3台吸收塔从高到低依次分布，依靠重力自流进入下一级，吸收效果较差，酸浓度时浓时稀不稳定；尾气经过最后一级填料塔后直接放空，尾气中经常含有大量hcl气体和苯蒸汽，经过分析，氯化苯生产的二段尾气中含苯2000～6000ppm，不仅对环境造成污染，对员工身体也造成很大伤害，一直都难以得到有效解决。

技术实现要素：

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置。

本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置，包括n级净化单元；

在n级净化单元中的第m级净化单元包括第m级苯吸收装置和第m级氯化氢吸收装置，其中，n、m均为自然数，n>m≥1；

第m级苯吸收装置包括第m苯吸收塔、第m苯循环槽和第m苯循环泵，第m苯吸收塔设有第m塔进气口、第m塔出气口、第m塔进液口和第m塔出液口，第m苯循环槽用于装苯吸收液，第m苯循环槽设有第m苯吸收液进口、第m槽进液口和第m槽出液口，第m苯吸收塔的第m塔进液口通过第m级苯循环泵与第m槽出液口连接，第m苯吸收塔的第m塔出液口与第m槽进液口连接；

第m级氯化氢吸收装置包括第m氯化氢吸收塔、第m氯化氢循环槽和第m氯化氢循环泵，第m氯化氢吸收塔设有第m塔气体入口、第m塔气体出口、第m塔液体进口和第m塔液体出口，第m氯化氢循环槽用于装氯化氢吸收液，第m氯化氢循环槽设有第m氯化氢吸收液进口、第m槽液体进口和第m槽液体出口，第m塔气体入口与第m塔出气口连接，第m苯吸收塔的第m塔进气口与第m-1级氯化氢吸收塔的第m-1塔气体出口连接，第m塔气体出口与第m+1级净化单元的第m+1苯吸收塔的第m+1塔进气口连接，第m塔液体进口通过第m氯化氢循环泵与第m槽液体出口连接，第m塔液体出口与第m槽液体进口连接。

优选的，还包括喷淋吸收单元，喷淋吸收单元包括第一喷淋塔，第一喷淋塔设有第一进气口、第一出气口、第一喷淋液进口和第一喷淋液出口，第一进气口与n级净化单元的第n氯化氢吸收塔的第n塔气体出口连接。

优选的，还包括苯吸附单元，苯吸附单元包括多个并联的苯吸附器，各苯吸附器内均设有吸附剂，各苯吸附器均设有吸附进气口、吸附出气口，各苯吸附器的吸附进气口均与第一喷淋塔的第一出气口连接。

优选的，喷淋吸收单元还包括第二喷淋塔、喷淋循环槽和喷淋循环槽，第二喷淋塔设有第二进气口、第二出气口、第二喷淋液进口和第二喷淋液出口，喷淋循环槽设有第三喷淋液进口、第四喷淋液进口和第三喷淋液出口，第二进气口与各吸附出气口连接，第二喷淋液进口通过喷淋循环泵与第三喷淋液出口连接，第二喷淋液出口与第四喷淋液进口连接。

优选的，第m苯吸收塔内沿竖直方向间隔布置两个第m苯吸收隔板，两个第m苯吸收隔板将第m苯吸收塔内从上到下依次分隔成第m苯吸收进气腔、第m苯吸收冷却腔、第m苯吸收气液分离腔，第m塔进气口、第m塔进液口与第m苯吸收进气腔相通，第m塔出液口、第m塔出气口与第m气液分离腔相通，第m苯吸收塔设有与第m苯吸收冷却腔连通的第m冷却介质a进口、第m冷却介质a出口，第m苯吸收冷却腔内分布有竖直布置的第m苯吸收管，第m苯吸收管两端分别与第m苯吸收进气腔、第m苯吸收气液分离腔连通。

优选的，第m氯化氢吸收塔内沿竖直方向间隔布置两个第m氯化氢吸收隔板，两个第m氯化氢吸收隔板将第m氯化氢吸收塔内从上到下依次分隔成第m氯化氢吸收进气腔、第m氯化氢吸收冷却腔、第m氯化氢吸收气液分离腔，第m塔气体入口、第m塔液体进口与第m氯化氢吸收进气腔相通，第m塔液体出口、第m塔气体出口与第m氯化氢吸收气液分离腔相通，第m氯化氢吸收塔设有与第m氯化氢吸收冷却腔连通的第m冷却介质b进口、第m冷却介质b出口，第m氯化氢吸收冷却腔内分布有竖直布置的第m氯化氢吸收管，第m氯化氢吸收管两端分别与第m氯化氢吸收进气腔、第m氯化氢吸收气液分离腔连通。

优选的，第m级苯吸收装置的第m苯循环槽设有第m槽出气口，第m槽出气口与m级氯化氢吸收装置的第m氯化氢吸收塔的第m塔气体入口连接。

优选的，第m级氯化氢吸收装置的第m氯化氢循环槽设有第m槽气体出口，第m槽气体出口与第m+1级净化单元的第m+1苯吸收塔的第m+1塔进气口连接，n级净化单元的第n氯化氢循环槽的第n槽气体出口与第一喷淋塔的第一进气口连接。

优选的，所述环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置包括第一级净化单元、第二级净化单元、第三级净化单元。

本发明的工作原理如下：将含苯2000～6000ppm氯化苯二段尾气依次通过苯吸收单元、氯化氢吸收单元、苯吸附单元、喷淋吸收单元，苯和氯化苯有机气体在苯吸收单元和苯吸附单元内被吸收，氯化氢气体在氯化氢吸收单元和喷淋吸收单元内被吸收，剩余的惰性气体高位放空。

本发明充分利用吸收和吸附两个单元操作的特点，吸收操作适用于大组分浓度操作，处理量大，能耗低，而吸附操作可以进一步降低尾气中的有机物含量，使尾气达到排放标准。本发明装置总体效率高且能耗低，运行成本低，可以最大限度做到安全、环保、无公害。

附图说明

图1为本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置结构示意图；

图2为本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置的第一苯吸收塔结构示意图；

图3为本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置的第一氯化氢吸收塔结构示意图；

图4为本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置的第二苯吸收塔结构示意图；

图5为本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置的第二氯化氢吸收塔结构示意图；

图6为本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置的第三苯吸收塔结构示意图；

图7为本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置的第三氯化氢吸收塔结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，在一种实施例中，本发明提出一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置，包括第一级净化单元、第二级净化单元、第三级净化单元、喷淋吸收单元和苯吸附单元，其中：

第一级净化单元包括第一级苯吸收装置、第一级氯化氢吸收装置，第一级苯吸收装置包括第一苯吸收塔1、第一苯循环槽2、第一苯循环泵3，第一苯吸收塔1设有第一塔进气口101、第一塔出气口102、第一塔进液口103和第一塔出液口104，第一苯循环槽2用于装苯吸收液，第一苯循环槽2设有第一苯吸收液进口201、第一槽进液口202、第一槽出液口203、第一槽出气口204，第一苯吸收塔1的第一塔进液口103通过第一苯循环泵3与第一槽出液口203连接，第一苯吸收塔1的第一塔出液口104与第一槽进液口202连接。第一级氯化氢吸收装置包括第一氯化氢循吸收塔4、第一氯化氢循循环槽5、第一氯化氢循循环泵6，第一氯化氢循吸收塔4设有第一塔气体入口401、第一塔气体出口402、第一塔液体进口403、第一塔液体出口404，第一氯化氢循循环槽5用于装氯化氢吸收液，第一氯化氢循循环槽5设有第一氯化氢吸收液进口501、第一槽液体进口502、第一槽液体出口503、第一槽气体出口504，第一塔气体入口401与第一苯吸收塔1的第一塔出气口102、第一槽出气口204连接，第一塔液体进口403通过第一氯化氢循循环泵6与第一槽液体出口503连接，第一塔液体出口404与第一槽液体进口502连接。

第二级净化单元包括第二级苯吸收装置、第二级氯化氢吸收装置，第二级苯吸收装置包括第二苯吸收塔7、第二苯循环槽8、第二苯循环泵9，第二苯吸收塔7设有第二塔进气口701、第二塔出气口702、第二塔进液口703和第二塔出液口704，第二苯循环槽8用于装苯吸收液，第二苯循环槽8设有第二苯吸收液进口801、第二槽进液口802、第二槽出液口803、第二槽出气口804，第二苯吸收塔7的第二塔进气口701与第一级净化单元的第一塔气体出口402、第一槽气体出口504连接，第二苯吸收塔7的第二塔进液口703通过第二苯循环泵9与第二槽出液口803连接，第二苯吸收塔7的第二塔出液口704与第二槽进液口802连接。第二级氯化氢吸收装置包括第二氯化氢吸收塔10、第二氯化氢循环槽11、第二氯化氢循环泵12，第二氯化氢吸收塔10设有第二塔气体入口1001、第二塔气体出口1002、第二塔液体进口1003和第二塔液体出口1004，第二氯化氢循环槽11用于装氯化氢吸收液，第二氯化氢循环槽11设有第二氯化氢吸收液进口1101、第二槽液体进口1102、第二槽液体出口1103和第二槽气体出口1104，第二塔气体入口1001与第二塔出气口702、第二槽出气口804连接，第二塔液体进口1003通过第二氯化氢循环泵12与第二槽液体出口1103连接，第二塔液体出口1004与第二槽液体进口1102连接。

第三级净化单元包括第三级苯吸收装置和第三级氯化氢吸收装置，第三级苯吸收装置包括第三苯吸收塔13、第三苯循环槽14和第三苯循环泵15，第三苯吸收塔13设有第三塔进气口1301、第三塔出气口1302、第三塔进液口1303和第三塔出液口1304，第三苯循环槽14用于装苯吸收液，第三苯循环槽14设有第三苯吸收液进口1401、第三槽进液口1402、第三槽出液口1403、第三槽出气口1404，第三苯吸收塔13的第三塔进气口1301与第二级净化单元的第二塔气体出口1002、第二槽气体出口1104连接，第三苯吸收塔13的第三塔进液口1303通过第三苯循环泵15与第三槽出液口1403连接，第三苯吸收塔13的第三塔出液口1304与第三槽进液口1402连接。第三级氯化氢吸收装置包括第三氯化氢吸收塔16、第三氯化氢循环槽17、第三氯化氢循环泵18，第三氯化氢吸收塔16设有第三塔气体入口1601、第三塔气体出口1602、第三塔液体进口1603、第三塔液体出口1604，第三氯化氢循环槽17用于装氯化氢吸收液，第三氯化氢循环槽17设有第三氯化氢吸收液进口1701、第三槽液体进口1702、第三槽液体出口1703、第三槽气体出口1704，第三塔气体入口1601与第三塔出气口1302、第三槽出气口1404连接，第三塔液体进口1603通过第三氯化氢循环泵18与第三槽液体出口1703连接，第三塔液体出口1604与第三槽液体进口1702连接。

喷淋吸收单元包括第一喷淋塔19、第二喷淋塔20、喷淋循环槽21和喷淋循环泵22，第一喷淋塔19设有第一进气口1901、第一出气口1902、第一喷淋液进口1903、第一喷淋液出口1904，第一进气口1901与三级净化单元的第三塔气体出口1602、第三槽气体出口1704连接，第二喷淋塔20设有第二进气口2001、第二出气口2002、第二喷淋液进口2003、第二喷淋液出口2004，喷淋循环槽21设有第三喷淋液进口2101、第四喷淋液进口2102、第三喷淋液出口2103，第二喷淋液进口2003通过喷淋循环泵22与第三喷淋液出口2103连接，第二喷淋液出口2004与第四喷淋液进口2102连接。

苯吸附单元包括两个并联的苯吸附器23，各苯吸附器23内均设有吸附剂，各苯吸附器23均设有吸附进气口2301、吸附出气口2302，各苯吸附器23的吸附进气口2301均与第一喷淋塔19的第一出气口1902连接，各苯吸附器23的吸附出气口2302均与第二喷淋塔20的第二进气口2001连接。

本实施例中，第一苯吸收塔1内沿竖直方向间隔布置两个第一苯吸收隔板105，两个第一苯吸收隔板105将第一苯吸收塔1内从上到下依次分隔成第一苯吸收进气腔106、第一苯吸收冷却腔107、第一苯吸收气液分离腔108，第一塔进气口101、第一塔进液口103与第一苯吸收进气腔106相通，第一塔出液口104、第一塔出气口102与第一苯吸收气液分离腔108相通，第一苯吸收塔1设有与第一苯吸收冷却腔107连通的第一冷却介质a进口109、第一冷却介质a出口110，冷却介质a采用-5～-15℃冷冻盐水，第一苯吸收冷却腔107内分布有竖直布置的第一苯吸收管111，第一苯吸收管111两端分别与第一苯吸收进气腔106、第一苯吸收气液分离腔108连通。

本实施例中，第一氯化氢循吸收塔4内沿竖直方向间隔布置两个第一氯化氢吸收隔板405，两个第一氯化氢吸收隔板405将第一氯化氢循吸收塔4内从上到下依次分隔成第一氯化氢吸收进气腔406、第一氯化氢吸收冷却腔407、第一氯化氢吸收气液分离腔408，第一塔气体入口401、第一塔液体进口403与第一氯化氢吸收进气腔406相通，第一塔液体出口404、第一塔气体出口402与第一氯化氢吸收气液分离腔408相通，第一氯化氢循吸收塔4设有与第一氯化氢吸收冷却腔407连通的第一冷却介质b进口409、第一冷却介质b出口410，冷却介质b采用20～30℃循环水，第一氯化氢吸收冷却腔407内分布有竖直布置的第一氯化氢吸收管411，第一氯化氢吸收管411两端分别与第一氯化氢吸收进气腔406、第一氯化氢吸收气液分离腔408连通。

本实施例中，第二苯吸收塔7内沿竖直方向间隔布置两个第二苯吸收隔板705，两个第二苯吸收隔板705将第二苯吸收塔7内从上到下依次分隔成第二苯吸收进气腔706、第二苯吸收冷却腔707、第二苯吸收气液分离腔708，第二塔进气口701、第二塔进液口703与第二苯吸收进气腔706相通，第二塔出液口704、第二塔出气口702与第二苯吸收气液分离腔708相通，第二苯吸收塔7设有与第二苯吸收冷却腔707连通的第二冷却介质a进口709、第二冷却介质a出口710，冷却介质a采用-5～-15℃冷冻盐水，第二苯吸收冷却腔707内分布有竖直布置的第二苯吸收管711，第二苯吸收管711两端分别与第二苯吸收进气腔706、第二苯吸收气液分离腔708连通。

本实施例中，第二氯化氢吸收塔10内沿竖直方向间隔布置两个第二氯化氢吸收隔板1005，两个第二氯化氢吸收隔板1005将第二氯化氢吸收塔10内从上到下依次分隔成第二氯化氢吸收进气腔1006、第二氯化氢吸收冷却腔1007、第二氯化氢吸收气液分离腔1008，第二塔气体入口1001、第二塔液体进口1003与第二氯化氢吸收进气腔1006相通，第二塔液体出口1004、第二塔气体出口1002与第二氯化氢吸收气液分离腔1008相通，第二氯化氢吸收塔10设有与第二氯化氢吸收冷却腔1007连通的第二冷却介质b进口1009、第二冷却介质b出口1010，冷却介质b采用20～30℃循环水，第二氯化氢吸收冷却腔1007内分布有竖直布置的第二氯化氢吸收管1011，第二氯化氢吸收管1011两端分别与第二氯化氢吸收进气腔1006、第二氯化氢吸收气液分离腔1008连通。

本实施例中，第三苯吸收塔13内沿竖直方向间隔布置两个第三苯吸收隔板1305，两个第三苯吸收隔板1305将第三苯吸收塔13内从上到下依次分隔成第三苯吸收进气腔1306、第三苯吸收冷却腔1307、第三苯吸收气液分离腔1308，第三塔进气口1301、第三塔进液口1303与第三苯吸收进气腔1306相通，第三塔出液口1304、第三塔出气口1302与第三苯吸收气液分离腔1308相通，第三苯吸收塔13设有与第三苯吸收冷却腔1307连通的第三冷却介质a进口1309、第三冷却介质a出口1310，冷却介质a采用-5～-15℃冷冻盐水，第三苯吸收冷却腔1307内分布有竖直布置的第三苯吸收管1311，第三苯吸收管1311两端分别与第三苯吸收进气腔1306、第三苯吸收气液分离腔1308连通。

本实施例中，第三氯化氢吸收塔16内沿竖直方向间隔布置两个第三氯化氢吸收隔板1605，两个第三氯化氢吸收隔板1605将第三氯化氢吸收塔16内从上到下依次分隔成第三氯化氢吸收进气腔1606、第三氯化氢吸收冷却腔1607、第三氯化氢吸收气液分离腔1608，第三塔气体入口1601、第三塔液体进口1603与第三氯化氢吸收进气腔1606相通，第三塔液体出口1604、第三塔气体出口1602与第三氯化氢吸收气液分离腔1608相通，第三氯化氢吸收塔16设有与第三氯化氢吸收冷却腔1607连通的第三冷却介质b进口1609、第三冷却介质b出口1610，冷却介质b采用20～30℃循环水，第三氯化氢吸收冷却腔内1607分布有竖直布置的第三氯化氢吸收管1611，第三氯化氢吸收管1611两端分别与第三氯化氢吸收进气腔1606、第三氯化氢吸收气液分离腔1608连通。

本实施例中，第一苯吸收塔1、第一氯化氢吸收塔4、第二苯吸收塔7、第二氯化氢吸收塔10、第三苯吸收塔13、第三氯化氢吸收塔16气液两相采用同向吸收方式，第一苯吸收塔1、第二苯吸收塔7、第三苯吸收塔13气相出口温度分别为55～65℃、30～40℃、20～25℃，且第三苯吸收塔13气相出口含苯2～1ppm，第一氯化氢吸收塔4、第二氯化氢吸收塔10、第三氯化氢吸收塔16气相出口温度分别为55～65℃、30～40℃、20～25℃，且第二喷淋塔19气相出口含苯≤10ppm、hcl(g)≤10ppm。第一苯循环槽2、第二苯循环槽8、第三苯循环槽14内吸收液为含苯0.03～0.1％(wt)次品氯化苯，且净化完毕之后，第一苯循环槽2、第二苯循环槽8、第三苯循环槽14内含苯吸收液采出。进入第一喷淋塔19、第一苯循环槽2、第二苯循环槽8、第三苯循环槽14的吸收液为自来水或高纯水，净化完毕之后，一喷淋塔19、第一苯循环槽2、第二苯循环槽8、第三苯循环槽14内吸收液含酸31～33％(wt)采出。进入第二喷淋塔20吸收液为32％液碱，且第二喷淋塔20气相出口含苯≤0.5ppm、hcl(g)≤0.5ppm。

本发明的工作原理如下：将含苯2000～6000ppm氯化苯二段尾气依次通过第一级净化单元、第二级净化单元、第三级净化单元、喷淋吸收单元、苯吸附单元，苯和氯化苯有机气体以及氯化氢气体第一级净化单元、第二级净化单元、第三级净化单元、喷淋吸收单元、苯吸附单元被完全吸收，剩余的惰性气体高位放空。

将含苯的氯化苯二段尾气经过一段循环水和二段冷冻盐水冷凝后送入本发明装置吸收系统，尾气中大部分苯被次品氯化苯吸收液吸收，大部分氯化氢气体被自来水或高纯水水吸收，得到副产盐酸外售，接着尾气进入苯吸收器，苯及氯化苯等有机气体和少量氯化氢气体被吸附剂吸附，剩余气体经过以及碱喷淋吸收塔后高位放空，吸附剂饱和后采用热再生备用。尾气行进方向与吸收液行进方向相反，保证新鲜吸收液与最后一级尾气相接触，最大限度降低尾气中需脱除组分含量，新鲜物料从一侧进入另一侧采出，实现装置连续平稳运行，泵强制循环有效保证气液混合效果。一套装置可对应多台氯化器，操作弹性大，是行业内尾气处理最理想的装置之一。

本发明提出的一种环保无污染氯化苯生产中尾气净化装置，充分利用吸收和吸附两个单元操作的特点，吸收操作适用于大组分浓度操作，处理量大，能耗低，而吸附操作可以进一步降低尾气中的有机物含量，使尾气达到排放标准。本发明装置总体效率高且能耗低，运行成本低，可以最大限度做到安全、环保、无公害。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。