氯乙酸生产尾气中有机物的脱除系统的制作方法

1.本发明涉及化工尾气处理设备技术领域，具体为一种氯乙酸生产尾气中有机物的脱除系统。


背景技术：

2.我国为化工业大国，根据相关数据显示，2019年我国氯乙酸产量为76万吨左右，氯乙酸生产工艺一般采用醋酸、醋酐氯化法，1摩尔氯乙酸产生1摩尔的氯化氢，氯乙酸的尾气中含有氯化氢，醋酸，氯乙酸，二氯乙酸，氯乙酰氯，氯气等，业内通常会将此尾气中的氯化氢回收用以制作盐酸。
3.原有的氯乙酸生产工艺中，此股尾气通过醋酸，氯乙酸的反应釜洗涤后进入尾气处理装置，因氯乙酸的凝固点较高，此股尾气中的有机物在尾气中的含量较高，会达到2～3％左右，如果直接吸收成盐酸，此盐酸中将含有大量的有机物，大大减小了盐酸的后续使用范围，一般在吸收成盐酸前，通过饱和盐酸进行洗涤吸收，将气相中的有机物洗涤进盐酸中，但因有机物量较大，再次工段将产生大量的污酸，处理难度很大。
4.中国专利cn212632236u公开了一种氯乙酸生产尾气净化回收装置，包括按照尾气流动方向依次设置的盐酸洗涤塔、降膜吸收塔、尾气吸收塔和碱吸收装置，盐酸洗涤塔用于与尾气源连通，还包括储液罐一，盐酸洗涤塔上设置有出液口一，出液口一与储液罐一连通。该发明具有净化氯乙酸生产尾气的功效，但其仅对尾气中的乙酸有机物进行了处理，而目前氯乙酸生产尾气中通常还含有氯乙酸，二氯乙酸，氯乙酰氯等有机物，因此该回收装置对氯乙酸生产尾气中的有机物净化不够完全，影响后续采取尾气制得的盐酸质量。


技术实现要素：

5.本发明提供一种氯乙酸生产尾气中有机物的脱除系统，以解决现有技术中氯乙酸尾气有机物净化不完全和产生污酸量大等技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
7.本发明涉及一种氯乙酸生产尾气中有机物的脱除系统，其包括氯乙酸组合吸收塔、氯乙酸结晶器和污酸洗涤塔，氯乙酸组合吸收塔上部的液相入口为氯乙酸进液口，氯乙酸组合塔下部的气相入口为氯乙酸尾气入口，氯乙酸组合吸收塔上部的气相出口接通氯乙酸结晶器，氯乙酸结晶器接通污酸洗涤塔下部的气相入口，污酸洗涤塔上部的液相入口为盐酸进液口。
8.本发明采用了氯乙酸组合吸收塔，使用时将氯乙酸做为气相有机物的吸收剂通入氯乙酸组合吸收塔，因氯乙酸属于高沸点酸，且在氯化氢中的平衡分压较低，并根据相似相溶的原理，醋酸等有机物在氯乙酸中的溶解度较大，通过氯乙酸组合吸收塔的多级吸收，控制吸收剂中其他有机物的含量，降低了氯化氢中有机物的相对挥发度，经过氯乙酸的洗涤吸收后，气相中的有机物基本溶解在氯乙酸中，气相中残留的有机物主要为氯乙酸，便于后续处理。
9.优选地，氯乙酸结晶器还接通有氯乙酸中间槽，氯乙酸中间槽接通氯乙酸组合吸收塔上部的液相入口，氯乙酸中间槽与氯乙酸组合吸收塔上部的液相入口之间设有第一循环泵。通过第一循环泵可循环利用氯乙酸，避免浪费，符合我国绿色发展的理念。
10.优选地，氯乙酸组合吸收塔至少设置1组，污酸洗涤塔至少设置1组。
11.优选地，氯乙酸组合吸收塔至少设置2组，各氯乙酸组合吸收塔串联连接。
12.优选地，所述的氯乙酸结晶器设置2组，2组氯乙酸结晶器并联设置。氯乙酸会在氯乙酸结晶器上结晶，因此为了提高效率，2组氯乙酸结晶器需设置一开一备，并根据压差控制切换使用；氯乙酸结晶器冷却源可使用循环水，低温水或冷冻水，温度越低，气相中的氯乙酸含量越低；氯乙酸结晶器结晶溶解热源可采用蒸汽、热水或其他导热油等。
13.优选地，污酸洗涤塔至少设置2组，各污酸洗涤塔串联连接。
14.优选地，其还包括第二循环泵，第二循环泵的进液口接通污酸处理塔下部的液相出口，第二循环泵的出液口接通污酸处理塔中部的液相入口。
15.优选地，其还包括第三循环泵，第三循环泵的进液口接通氯乙酸组合吸收塔下部的液相出口，第三循环泵的出液口接通氯乙酸组合吸收塔中部的液相入口，氯乙酸组合吸收塔中部的液相入口与第三循环泵之间设有换热器。
16.优选地，第三循环泵的出液口处还接通有氯乙酸排放口，使用时氯乙酸排放口接通氯乙酸吸收液。
17.优选地，第二循环泵的出液口处还接通有污酸排放口，用于排出多余的污酸。
18.采用本发明所涉及的技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
19.1、本发明所涉及的氯乙酸生产尾气中有机物的脱除系统，可对氯乙酸生产尾气中的有机物进行脱除，大大降低氯乙酸生产尾气中有机物的含量，使尾气变为纯度高的氯化氢气体，提高了氯乙酸生产尾气制作出的盐酸品质，拓宽了所制得的盐酸的适用范围。
20.2、本发明所涉及的脱除系统可采用氯乙酸作为氯乙酸尾气中气相有机物的吸收剂，氯乙酸会溶解掉气相中的有机物，经过污酸洗涤塔的尾气中的杂质为氯乙酸，因此相比于传统污酸洗涤，本系统无需使用大量的盐酸来溶解多种杂质，也就不会产生大量的污酸，减少了污酸处理费用，提高了生产的经济性。
21.3、氯乙酸生产尾气中有机物的含量为2～3％，本发明所涉及的脱除系统用氯乙酸吸收氯化氢中有机物时，可将气相中有机物吸收降低至0.2％左右，污酸产出量减到为原来的10％以下，增加了气相中的有机物回收量，降低了氯乙酸的生产成本，减少了污酸处理费用，对于工艺优化、绿色生产具有显著的积极意义。
附图说明
22.图1本发明所涉及的氯乙酸生产尾气中有机物的脱除系统的结构示意图。
23.图中：1、氯乙酸组合吸收塔，11、氯乙酸进液口，12、氯乙酸尾气入口，2、氯乙酸结晶器，3、污酸洗涤塔，31、盐酸进液口，32、气相出口，4、换热器，5、氯乙酸中间槽，6、第三循环泵，7、第一循环泵，8、第二循环泵，9、污酸排放口，10、氯乙酸排放口。
具体实施方式
24.为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于
说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
25.请参阅图1，本发明涉及一种氯乙酸生产尾气中有机物的脱除系统，其包括氯乙酸组合吸收塔1、氯乙酸结晶器2和污酸洗涤塔3，氯乙酸组合吸收塔1上部的液相入口为氯乙酸进液口11，氯乙酸组合塔1下部的气相入口为氯乙酸尾气入口12，氯乙酸组合吸收塔1上部的气相出口接通氯乙酸结晶器2，氯乙酸结晶器2接通污酸洗涤塔3下部的气相入口，污酸洗涤塔3上部的液相入口32为盐酸进液口。
26.本实施例中的脱除系统为采用氯乙酸做为氯乙酸尾气有机物的吸收剂的专用脱除系统，使用时通入氯乙酸至氯乙酸组合吸收塔，因氯乙酸属于高沸点酸，且在氯化氢中的平衡分压较低，并根据相似相溶的原理，醋酸等有机物在氯乙酸中的溶解度较大，通过氯乙酸组合吸收塔的多级吸收，控制吸收剂中其他有机物的含量，降低了氯化氢中有机物的相对挥发度，经过氯乙酸的洗涤吸收后，气相中的有机物基本溶解在氯乙酸中，气相中残留的有机物主要为氯乙酸，便于后续处理。
27.请参阅图1，氯乙酸结晶器2还接通有氯乙酸中间槽5，氯乙酸中间槽5接通氯乙酸组合吸收塔1上部的液相入口，氯乙酸中间槽5与氯乙酸组合吸收塔上部的液相入口之间设有第一循环泵7。通过第一循环泵7可循环利用氯乙酸，避免浪费，符合我国绿色发展的理念。本实施例中氯乙酸组合吸收塔1设置1组，也可串联设置多组，污酸洗涤塔设置1组，也可串联设置多组。本实施例中氯乙酸结晶器2设置2组，2组氯乙酸结晶器并联设置，氯乙酸会在氯乙酸结晶器2上结晶，结晶后需要对氯乙酸结晶器加热来回收氯乙酸，因此为了提高效率，2组氯乙酸结晶器需设置一开一备，并根据压差控制切换使用；氯乙酸结晶器2冷却源可使用循环水，低温水或冷冻水，温度越低，气相中的氯乙酸含量越低；氯乙酸结晶器2结晶溶解热源可采用蒸汽、热水或其他导热油等。
28.请参阅图1，本实施例还包括第二循环泵8，第二循环泵8的进液口接通污酸处理塔3下部的液相出口，第二循环泵8的出液口接通污酸处理塔3中部的液相入口。本实施例还包括第三循环泵6，第三循环泵6的进液口接通氯乙酸组合吸收塔1下部的液相出口，第三循环泵6的出液口接通氯乙酸组合吸收塔1中部的液相入口，氯乙酸组合吸收塔1中部的液相入口与第三循环泵6之间设有换热器4。第三循环泵6的出液口处还接通有氯乙酸排放口10，使用时氯乙酸排放口10需要接通氯乙酸吸收液。第二循环泵8的出液口处还接通有污酸排放口9，用于排出多余的污酸。
29.采用本发明所涉及的脱除系统脱除氯乙酸尾气中的有机物时，氯乙酸尾气会经过如下三个阶段的脱除净化：
30.1)氯乙酸组合吸收塔阶段
31.氯乙酸尾气通过氯乙酸尾气入口12进入氯乙酸组合吸收塔1，根据氯乙酸尾气中有机物的含量，将适量的新鲜氯乙酸通过氯乙酸进液口11加入氯乙酸组合吸收塔1，两者在氯乙酸组合吸收塔1内气液传质。采用氯乙酸做为气相有机物的吸收剂，因氯乙酸属于高沸点酸，且在氯化氢中的平衡分压较低，并根据相似相溶的原理，醋酸等有机物在氯乙酸中的溶解度较大，通过氯乙酸多级吸收，控制吸收剂中其他有机物的含量，降低了氯化氢中有机物的相对挥发度，经过氯乙酸的洗涤吸收后，气相中的有机物基本溶解在氯乙酸中，气相中残留的有机物主要为氯乙酸。氯乙酸组合吸收塔1顶部喷淋下的氯乙酸可通过第三循环泵6再循环至氯乙酸组合吸收塔1重复利用，同时也可通过换热器4控制其温度，待其无法满足
利用要求时即从氯乙酸排放口10排至氯乙酸吸收液内吸收。
32.2)氯乙酸结晶阶段
33.氯乙酸尾气经过氯乙酸洗涤后，气相中的氯乙酸含量在1％左右，因氯乙酸的凝固点在55-65℃，采用循环水冷却后，氯乙酸会在氯乙酸结晶器2内表面形成结晶体，液相的氯乙酸与固相的氯乙酸在氯化氢中的饱和蒸汽压相差较大，氯乙酸在气相中含量降低至0.2％以下，气相中的有机物被大量除去。冷凝结晶的氯乙酸通过加热的方式进行溶解后回收到氯乙酸中间槽5，再通过第一循环泵7送至氯乙酸组合吸收塔1内循环利用。
34.3)污酸洗涤塔阶段
35.经过氯乙酸组合吸收塔1和氯乙酸结晶器2的氯乙酸尾气已经变成了纯度较高的氯化氢气体，氯化氢气体中含有微量的氯乙酸，氯化氢气体进入污酸洗涤塔3，将饱和盐酸从盐酸进液口31进入污酸洗涤塔3，氯化氢气体通过饱和盐酸高温洗涤，将气相中氯乙酸再吸收入盐酸中，形成污酸，气相中氯乙酸含量降低至50ppm，此气相，即纯净的氯化氢气体即可从气相出口32排出，进入尾气吸收装置，用以制备高品质、大使用范围的盐酸。污酸洗涤塔低的盐酸经过吸收变为污酸，可通过第二循环泵送至污酸洗涤塔中部循环利用，为减少氯化氢的损失量，需控制污酸中盐酸浓度在一定的范围，可提高污酸循环温度，根据需要设置换热器或不设换热器，也可靠盐酸吸收放热提高温度，污酸吸收氯乙酸需控制污酸中氯乙酸的含量，需不断补充新鲜盐酸，待污酸洗涤塔底的污酸无法满足使用要求时，从污酸排放口9排出至污酸处理装置。
36.因盐酸吸收的杂质的量并不大，杂质种类单一而基本为氯乙酸，并且产生的污酸也可循环使用，因此相比于同类脱除系统，本发明所涉及的脱除系统最终产生污酸的量大大减小，为同类脱除系统的10％以下。
37.氯乙酸尾气经过氯乙酸组合吸收塔后已经脱除了其中的大量有机物杂质，因此若对尾气中有机物含量的要求不高，也可以去除本系统中的氯乙酸结晶器和污酸洗涤塔；加入的新鲜氯乙酸的量需要依据氯乙酸尾气中有机物的量进行调节、加入饱和盐酸的量需要依据污酸中有机物的量进行调节，新鲜氯乙酸与饱和盐酸均是逆着气相的流动方向添加，以产生吸收梯度，增强脱除效果。
38.以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。