一種利用新型規整填料分離提純HCl的裝置及方法
【專利摘要】本發明公開一種利用新型規整填料分離提純HCl的裝置，HCl尾氣塔出口分為兩個支路，一條支路與第一吸收塔底部入口連接，另一條支路與第二吸收塔底部入口連接；第一吸收塔頂部入口連接吸收液塔，第一吸收塔頂部出口連接有機氣體回收裝置，底部出口連接第二吸收塔頂部入口；第二吸收塔頂部出口并入第一吸收塔頂部出口流股，第二吸收塔底部出口經液體泵與脫吸塔的底部入口連接；脫吸塔頂部入口與濃鹽酸塔連接，脫吸塔底部出口并入第一吸收塔底部出口流股，脫吸塔頂部出口采出HCl。本發明利用壓差進行物料流股的輸送，節省相關傳動設備；提高了氣液傳質傳熱效率；提高了資源利用率，促進清潔生產，降低生產成本。
【專利說明】
一種利用新型規整填料分離提純HCI的裝置及方法
技術領域
[0001]本發明屬于石油化工技術領域，涉及副產HCl尾氣中分離提純HCl的技術，具體涉及一種利用新型規整填料分離提純HCl的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]氯化氫是氯元素的重要存在形態，也是非常重要的化工產品和原料。主要用于生產PVC、聚氨酯、環氧樹脂、有機硅、合成橡膠、氟氯烴、T12涂料及一些農用化學品、建筑材料和一些醫藥制劑等。
[0003]化工生產大量消耗氯氣的同時，通常產生等摩爾的氯化氫氣體，因此氯化氫是工業上一種常見的副產物。而HCl是一種價格便宜、很難處理的化學品，過去常采用水吸收法制成鹽酸出售或用堿液中和后排放。將HCl直接轉化成Cl2加以利用，實現氯元素在工業體系中的循環利用和反應過程的零排放，帶來巨大的經濟效益，符合當代資源循環型社會發展的總體要求。原有技術中沒有回收副產氣，造成很大的浪費，而且會產生污染。
[0004]尤其是近年來我國氯化學品的迅速發展，特別是近十年來有機氯產品規模的迅速擴大，產生了大量的副產氯化氫，副產氯化氫的總量呈現逐年遞增態勢。當工藝系統不能回用時，造成了資源的極大浪費。因此開發一種高效節能的氯回收資源化利用技術是亟需的。
【發明內容】
[0005]發明目的:本發明目的在于針對現有技術的不足，提供一種高效節能、氣液傳質傳熱效率高、綠色環保的利用新型規整填料分離提純HCl的裝置及方法。
[0006]技術方案:本發明所述的一種利用新型規整填料分離提純HCl的裝置，包括HCl尾氣塔、第一吸收塔、第二吸收塔和脫吸塔;所述HCl尾氣塔出口分為兩個支路，一條支路與所述第一吸收塔底部入口連接，另一條支路與所述第二吸收塔底部入口連接;所述第一吸收塔頂部入口連接吸收液塔，第一吸收塔頂部出口連接有機氣體回收裝置，底部出口連接所述第二吸收塔頂部入口；所述第二吸收塔頂部出口并入所述第一吸收塔頂部出口流股，第二吸收塔底部出口經液體栗與所述脫吸塔的底部入口連接;所述脫吸塔頂部入口與濃鹽酸塔連接，脫吸塔底部出口并入所述第一吸收塔底部出口流股，脫吸塔頂部出口連接HCl收集裝置或耗氯裝置。
[0007]進一步地，為提高氣液傳質傳熱效率，所述第一吸收塔、第二吸收塔以及脫吸塔中均裝有新型開窗導流式規整填料。
[0008]進一步地，所述的新型開窗導流式規整填料包括若干平行區域，所述若干平行區域分為單模塊安裝區域和多模塊安裝區域，所述單模塊安裝區域和多模塊安裝區域由填料模塊安裝構成;所述填料模塊由若干模塊單元構成，所述模塊單元由開窗導流式填料片構成。
[0009]進一步地，所述吸收液塔內裝有脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物。
[0010]本發明還提供一種采用上述裝置進行分離提純HCl的方法，包括如下步驟:
(1)將副產HCl尾氣從第一吸收塔底部入口通入，脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物由第一吸收塔頂部入口通入，使副產HCl尾氣與脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物在第一吸收塔進行逆流交換吸收，塔頂得到有機氣體，通入有機氣體回收裝置并入原料流股;塔底得到鹽酸，并進行冷卻處理；
(2)步驟(I)中冷卻后的鹽酸直接進入第二吸收塔頂，再與副產HCl尾氣進行逆流吸收交換，最終塔底得到鹽酸;塔頂同樣得到有機氣體，并入第一吸收塔頂出口流股，通入有機氣體回收裝置并入原料流股；
(3)第二吸收塔所得鹽酸再進入脫吸塔底，與塔頂噴淋而下的濃鹽酸進行逆流解吸，從而在脫吸塔塔頂得到HCl氣體，經冷卻干燥得到HCl。
[0011]進一步地，所述第一吸收塔的操作壓力為0.5?1.0MPa，液氣體積流量比為3~10。
[0012]進一步地，所述第一吸收塔的塔底鹽酸濃度為15?20%。
[0013]進一步地，所述第二吸收塔的操作壓力為0.1?0.5MPa，液氣體積流量比為I?5。
[0014]進一步地，所述第二吸收塔的塔底鹽酸濃度為30~35%。
[0015]有益效果:(I)本發明采用兩級壓差吸收工藝，第一吸收塔操作壓力為0.5?
1.0MPa，第二吸收塔操作壓力為0.1-0.5MPa，利用級差進行物料流股的輸送，節省相關傳動設備；(2)涉及塔器中均采用新型開窗導流式規整填料組件，提高液相自分布能力，同時提高了氣液傳質傳熱效率；(3)采用本裝置搭配適當的工藝參數，最終可得到純度達99%以上的HCl; (3)整個工藝實現了HCl回收資源化利用，充分提高了資源利用率，促進清潔生產，降低生產成本，達到氯化氫氣體的零排放，節能環保，是一種綠色工藝，具有廣闊的市場應用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的裝置結構示意圖；
其中:1、HCl尾氣塔，2、第一吸收塔，3、第二吸收塔，4、脫吸塔，5、吸收液塔，6、液體栗。
【具體實施方式】
[0017]下面通過附圖對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0018]實施例1:一種利用新型規整填料分離提純HCl的裝置，包括HCl尾氣塔1、第一吸收塔2、第二吸收塔3和脫吸塔4;所述HCl尾氣塔I出口分為兩個支路，一條支路與所述第一吸收塔2底部入口連接，另一條支路與所述第二吸收塔3底部入口連接;所述第一吸收塔2頂部入口連接吸收液塔5，第一吸收塔2頂部出口連接有機氣體回收裝置，底部出口連接所述第二吸收塔3頂部入口 ；所述第二吸收塔3頂部出口并入所述第一吸收塔2頂部出口流股，第二吸收塔3底部出口經液體栗6與所述脫吸塔4的底部入口連接;所述脫吸塔4頂部入口與濃鹽酸塔連接，脫吸塔4底部出口并入所述第一吸收塔2底部出口流股，脫吸塔4頂部出口連接HCl收集裝置或耗氯裝置。
[0019]本裝置中，第一吸收塔2、第二吸收塔3以及脫吸塔4中均裝有新型開窗導流式規整填料;所述的新型開窗導流式規整填料包括8個平行區域，兩端為單模塊安裝區域，中間6個平行區域均為多模塊安裝區域，多模塊安裝區域內的每個平行區域劃分為6個分區域，共分為38個分區域，并依次編號，在每個分區域內利用射頻識別編碼定位安裝填料模塊，在多模塊安裝區域內按從一端開始至另一端結束的安裝順序安裝填料模塊;上層規整填料塔盤相對于下層規整填料塔盤沿同一方向旋轉90°;本實施例中填料模塊由開窗導流式填料片依次排列組成;吸收液塔5內裝有常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物。
[0020]采用上述裝置進行分離提純HCl的方法，包括如下步驟:
(1)將副產HCl尾氣從第一吸收塔底部入口通入，脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物由第一吸收塔頂部入口通入，使副產HCl尾氣與脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物在第一吸收塔進行逆流交換吸收，塔頂得到有機氣體，通入有機氣體回收裝置并入原料流股;其中，第一吸收塔的操作壓力為0.8 MPa,液氣體積流量比為6;塔底得到濃度為18?20%的鹽酸，并進行冷卻處理；
(2)步驟(I)中冷卻后的鹽酸直接進入第二吸收塔頂，再與副產HCl尾氣進行逆流吸收交換，其中，第二吸收塔的操作壓力為0.45 MPa，液氣體積流量比為4，最終塔底得到鹽酸濃度為33?35%;塔頂同樣得到有機氣體，并入第一吸收塔頂出口流股，通入有機氣體回收裝置并入原料流股；
(3)第二吸收塔所得鹽酸再進入脫吸塔底，與塔頂噴淋而下的濃鹽酸進行逆流解吸，從而在脫吸塔塔頂得到HCl氣體，經冷卻干燥得到濃度為99.3%的HCl。
[0021 ]實施例2:本實施例中的裝置與實施例1中相同，其不同在于本實施例中吸收液塔內裝有脫鹽水。
[0022]采用上述裝置進行分離提純HCl的方法，包括如下步驟:
(1)將副產HCl尾氣從第一吸收塔底部入口通入，脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物由第一吸收塔頂部入口通入，使副產HCl尾氣與脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物在第一吸收塔進行逆流交換吸收，塔頂得到有機氣體，通入有機氣體回收裝置并入原料流股;其中，第一吸收塔的操作壓力為0.55 MPa，液氣體積流量比為3;塔底得到濃度為15?17%的鹽酸，并進行冷卻處理；
(2)步驟(I)中冷卻后的鹽酸直接進入第二吸收塔頂，再與副產HCl尾氣進行逆流吸收交換，其中，第二吸收塔的操作壓力為0.15 MPa，液氣體積流量比為I，最終塔底得到鹽酸濃度為30~32%;塔頂同樣得到有機氣體，并入第一吸收塔頂出口流股，通入有機氣體回收裝置并入原料流股；
(3)第二吸收塔所得鹽酸再進入脫吸塔底，與塔頂噴淋而下的濃鹽酸進行逆流解吸，從而在脫吸塔塔頂得到HCl氣體，經冷卻干燥得到濃度為99.0%的HCl。
[0023]實施例3:本實施例中的裝置與實施例1中相同。
[0024]采用上述裝置進行分離提純HCl的方法，包括如下步驟:
(1)將副產HCl尾氣從第一吸收塔底部入口通入，脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物由第一吸收塔頂部入口通入，使副產HCl尾氣與脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物在第一吸收塔進行逆流交換吸收，塔頂得到有機氣體，通入有機氣體回收裝置并入原料流股;其中，第一吸收塔的操作壓力為I MPa，液氣體積流量比為10;塔底得到濃度為16?18%的鹽酸，并進行冷卻處理；
(2)步驟(I)中冷卻后的鹽酸直接進入第二吸收塔頂，再與副產HCl尾氣進行逆流吸收交換，其中，第二吸收塔的操作壓力為0.5 MPa,液氣體積流量比為5，最終塔底得到鹽酸濃度為32?34%;塔頂同樣得到有機氣體，并入第一吸收塔頂出口流股，通入有機氣體回收裝置并入原料流股；
(3)第二吸收塔所得鹽酸再進入脫吸塔底，與塔頂噴淋而下的濃鹽酸進行逆流解吸，從而在脫吸塔塔頂得到HCl氣體，經冷卻干燥得到濃度為99.1%的HCl。
[0025]本發明實施例得到的高純度鹽酸可作為原料氣返回到耗氯裝置得到了資源化回用，也可以收集保存待用;充分提高了資源利用率，促進清潔生產，降低生產成本達到氯化氫氣體的零排放。
[0026]如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
【主權項】
1.一種利用新型規整填料分離提純HCl的裝置，其特征在于:包括HCl尾氣塔、第一吸收塔、第二吸收塔和脫吸塔;所述HCl尾氣塔出口分為兩個支路，一條支路與所述第一吸收塔底部入口連接，另一條支路與所述第二吸收塔底部入口連接;所述第一吸收塔頂部入口連接吸收液塔，第一吸收塔頂部出口連接有機氣體回收裝置，底部出口連接所述第二吸收塔頂部入口 ；所述第二吸收塔頂部出口并入所述第一吸收塔頂部出口流股，第二吸收塔底部出口經液體栗與所述脫吸塔的底部入口連接;所述脫吸塔頂部入口與濃鹽酸塔連接，脫吸塔底部出口并入所述第一吸收塔底部出口流股，脫吸塔頂部出口連接HCl收集裝置或耗氯目.ο2.根據權利要求1所述的利用新型規整填料分離提純HCl的裝置，其特征在于:所述第一吸收塔、第二吸收塔以及脫吸塔中均裝有新型開窗導流式規整填料。3.根據權利要求2所述的利用新型規整填料分離提純HCl的裝置，其特征在于:所述的新型開窗導流式規整填料包括若干平行區域，所述若干平行區域分為單模塊安裝區域和多模塊安裝區域，所述單模塊安裝區域和多模塊安裝區域由填料模塊安裝構成;所述填料模塊由若干模塊單元構成，所述模塊單元由開窗導流式填料片構成。4.根據權利要求1所述的利用新型規整填料分離提純HCl的裝置，其特征在于:所述吸收液塔內裝有脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物。5.采用上述I?4任一項所述的裝置進行分離提純HCl的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將副產HCl尾氣從第一吸收塔底部入口通入，脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物由第一吸收塔頂部入口通入，使副產HCl尾氣與脫鹽水或常壓下脫鹽水與鹽酸的共沸物在第一吸收塔進行逆流交換吸收，塔頂得到有機氣體，通入有機氣體回收裝置并入原料流股;塔底得到鹽酸，并進行冷卻處理； (2)步驟(I)中冷卻后的鹽酸直接進入第二吸收塔頂，再與副產HCl尾氣進行逆流吸收交換，最終塔底得到鹽酸;塔頂同樣得到有機氣體，并入第一吸收塔頂出口流股，通入有機氣體回收裝置并入原料流股； (3)第二吸收塔所得鹽酸再進入脫吸塔底，與塔頂噴淋而下的濃鹽酸進行逆流解吸，從而在脫吸塔塔頂得到HCl氣體，經冷卻干燥得到HCl。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于:所述第一吸收塔的操作壓力為0.5?1.0MPa，液氣體積流量比為3~10。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于:所述第一吸收塔的塔底鹽酸濃度為15?20%。8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于:所述第二吸收塔的操作壓力為0.1?0.5MPa，液氣體積流量比為I?5。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于:所述第二吸收塔的塔底鹽酸濃度為30?35%。
【文檔編號】C01B7/07GK105836708SQ201610420485
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】黃益平, 周俊超, 李憑力, 劉春江, 徐義明
【申請人】中建安裝工程有限公司