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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
  • 浏览:1447
  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-31 12:46:24
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

光气法酰氯反应尾气处理技术解析

2019/8/9 15:17:00 市政工程 张凯
资料简介

摘要:针对酰氯反应尾气处理特点,例如难度大、流程复杂等,进行有效的分析,并简要介绍妥善处理光气法酰氯反应尾气的重要价值,提出光气法酰氯反应尾气处理工艺要点,旨在给相关学者提供借鉴。

光气法酰氯反应尾气处理技术解析

张凯

身份证号码 : 320705197903090***

摘要:针对酰氯反应尾气处理特点,例如难度大、流程复杂等,进行有效的分析,并简要介绍妥善处理光气法酰氯反应尾气的重要价值,提出光气法酰氯反应尾气处理工艺要点,旨在给相关学者提供借鉴。

关键词:化学吸收碱破坏工艺;物理吸收反应工艺;物理吸收回用工艺

0引言:

在酰氯反应过程中,会产生较多的尾气,尾气中含有毒有害物质,不但会引起人体呼吸道疾病,而且会导致酸雨,严重破坏现有的生态系统。工业生产企业在逐渐扩大生产规模的同时,要强化自身的污染防治意识,对酰氯反应尾气进行妥善处理,减小环境破坏。鉴于此,本文重点分析光气法酰氯反应尾气处理技术要点。

1妥善处理光气法酰氯反应尾气的重要价值分析

酰氯化主要指的是含有酰基物质和含有活泼氯试剂发生反应后,所生产酰氯物质过程,酰氯是一种比较活泼的化学试剂,同时也是较为常见的有机化工产品,在有机合成与精细化加工中被广泛运用,具备良好的附加值。

当前时期,酰氯化工合成方法主要分为三种,分别是三氯化磷工艺、五氯化磷工艺、氯化亚砜和光气方法。前两种工艺会影响酰氯产品和副产物分离效果,同时会对装置产生严重的腐蚀,在工业中应用较少。而氯化亚砜工艺具备反应条件稳定、反应回收率高的优势,但是,此项工艺在应用过程中,通常会产生有毒有害气体,处理费用比较高,工业生产难度也比较大。以上述三种工艺不同,光气方法的反应周期比较短,产品质量更加稳定,回收率比较高,在工业生产过程中应用较多。为了保证光气法在工业生产中得到更好运用,减少环境污染与破坏,工业企业要妥善处理光气法酰氯反应尾气,进而更好的保护生态环境。

2探讨光气法酰氯反应尾气处理工艺

2.1化学吸收碱破坏工艺

当前阶段,光气法酰氯生产企业采取化学吸收碱破坏工艺较多,此工艺主要是将氢氧化钠溶液和光气法酰氯尾气发生反应,经过洗涤处理后,待尾气符合规定标准要求,方可排放。

酰氯化装置内部的尾气,通过进入到尾气吸收塔,和氢氧化钠溶液发生反应,由于中和反应的不断进行,氢氧化钠溶液的浓度不断下降,当溶液的浓度下降到规定数值时,废弃的碱液会快速排出,同时,塔釜液位也会缓慢的降低到设定数值,技术人员通过重新添加新的氢氧化钠溶液到塔釜起始液位。因为废气和连续进料的反应,全部是放热反应,因此,可以安装换热器,保证系统内部的热量有效散发[1]

化学吸收碱破坏工艺具有以下优点:操作流程简单、工艺控制效果好、便于操作。但是,此种工艺也存在一定缺陷,会使用较多的能源与减液。按照投入产出统计得知,35kt/a的硬脂酰氯装置当中,会存在较多的碱性废水,给环境带来较大影响。由于化学反应装置规模的逐渐扩大,若工业企业采取此种工艺,则会消耗更多的能源,物料消耗量也随之增加。但是,如果能够回收利用光气,同时,将分离出来的氯化氢与二氧化碳作为反应副产品进行外卖,不但可以提高企业的经济收入,而且能够减少废水排放。

2.2物理吸收反应工艺

物理吸收反应工艺,主要指的是将酰氯化尾气,用来当做下游产品的生产原料,不仅可以减少废水的产量,提高物料的利用率,而且能够降低物理吸收法光气解析生产成本。在吸收塔或者吸收器当中,利用甘油,将氯化尾气内部的光气与氯化氢完全吸收,通过对吸收液进行加热处理,最终和催化剂充分混合,生长环氧氯丙烷。现阶段,此项工艺仍处于实验室阶段,未来,在工业化装置建设中应用前景广阔[2]。但是,结合此阶段该技术的应用情况得知,仍然存在很多问题,需要技术人员来处理。

2.3物理吸收回用工艺

2.3.1工艺原理

物理吸收回用工艺的主要原理是多种气体,吸收剂相同环境下,其溶解度存在较大差异,吸收剂具备吸收工艺选择性。物理吸收回用工艺主要是进行酰氯化反应气体中光气回收,光气回收完毕后,将光气自吸收剂中进行解析处理。此项工艺是物理吸收工艺的补充,通常需要在解析之后,设置吸收剂精制,进一步提升吸收剂可靠性。物理吸收回用工艺所分离出来的光气,会重新送回到系统内部,实现循环利用,而经过系统所分离的氯化氢与二氧化氮,运用水吸收方法,制作为高浓度的盐酸[3]

一般来说,吸收液的循环量和尾气气量,包括操作环境存在较大联系。通过提升操作的压力,同时逐渐降低操作的温度,能够减少溶液循环量,降低装置操作成本。但是,酰氯化通常需要在微正压下反应,因此,仅能够对操作温度进行调整,进而找到最佳的操作条件。在工业生产过程中,光气解析塔的上半部分会聚集较多的水分,生成较多的盐酸。为了提升装置的耐腐蚀性能,以及解析塔上半部分的塔体、各类支撑材料,均采取哈氏合金材料。结合上述分析得知,吸收塔与解析塔,所需要使用的吸收剂甲苯循环量比较少,操作温度比较低。

2.3.2光气吸收塔的特点

为保证下游盐酸吸收的安全性,甲苯吸收塔的顶部气体中,光气含量不宜超过3ppm,在符合吸收要求与级间冷却需求的基础上,理论板数量超过15之后,吸收剂的用量,对最终分离效果影响特别小。理论板数量的确定,要全面考虑多项因素,要求相关人员结合具体的操作温度与甲苯用量,包括级间冷却效果,进行多次计算,进而合理确定理论板数量。

2.3.3级间冷却器的选择

甲苯吸收光气属于放热的过程,因此,如果能够将吸收过程当中的热量完全移出,吸收剂容量会不断增强,使得吸收剂循环量不断下降,所以会降低装置运行成本。例如,可以将吸收塔分成两段或者三段,同时,增加两台级间冷却器,而冷却介质则需要使用-15℃的冷媒介。级数多,表明塔内部的各个板温度更加稳定,由于级数的逐渐增多,吸收剂甲苯使用量和理论基本一致,用量会逐渐减少[4]

2.3.4合理确定甲苯使用量

结合上述的分析得知,甲苯吸收塔理论板使用32块,同时在两个段之间安装换热器,在该工艺条件之下,甲苯使用量,会对塔的吸收效果影响较大。若甲苯的使用量超过2100kg/h,塔顶二氧化碳与氯化氢内部的光气含量能够达到3PPM,有效满足下游盐酸吸收需求。

2.3.5光气解析塔

第一,为了提升成品的质量,解析塔顶所回收的光气甲苯含量不宜超过20ppm。

第二,解析塔进料量主要由灵敏板方法来管控[5]

3结束语:

在酰氯合成工艺之中,光气法具备反应周期较短、产品质量高、污染小的特点,是我国工业化生产的核心方向。化学吸收碱破坏工艺操作简单,但是,受工艺条件限制较大,容易产生较多污染。物理吸收反应工艺能够代表行业未来发展方向,但现阶段没有实现工业化生产。而物理回用工艺是一种比较安全的工业化生产方法,不仅能够将光气与氯化氢回收利用,而且不会产生废水,但是此种工艺投资比较高。因此,相关人员要结合工业生产规模与特点,合理确定物理回用工艺操作参数。

参考文献:

[1]韦庆书,刘宝彪,梁永星,和立连,刘海亮.关于酰氯化反应对噻霉酮制备工艺影响的研究[J].化工管理,2019,(27):184-185.

[2]徐永芬,郑剑,黄焰根,赵圣印,胥波.三乙胺对酰氯/烯醇酯化反应的影响——介绍一个探索性有机化学实验[J].天津化工,2019,33(02):22-23+48.

[3]李玉萍,刘慧,陈建新.α-羰基酰氯与氨甲酰基硅烷反应合成连三羰基化合物的新方法[J].山西师范大学学报(自然科学版),2017,31(02):60-64.

[4]戴田行,张才煜,耿颖,何兰.手性酰氯探针对于盐酸兰地洛尔及其立体异构体识别的质谱研究[J].分析化学,2018,46(03):332-341.

[5]Xing HT,李瑞鹏.Fe_2O_3催化的酰氯和亚砜的Pummerer重排反应:简便合成α-酰氧基硫醚[J].中国医药工业杂志,2017,48(09):1323.