处理粗乙炔气的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种处理粗乙炔气的系统和方法，该系统包括：洗涤塔，具有粗乙炔气入口、洗涤后气出口和废硫酸出口；清净塔，具有洗涤后气入口、第一浓硫酸入口、清净后气出口；脱硫塔，具有清净后气入口和脱硫后气出口；脱磷砷塔，具有脱硫后气入口和净化乙炔气出口；澄清池，具有废硫酸入口和澄清后液出口；过滤器，具有澄清后液入口和过滤后液出口；裂解炉，具有过滤后液入口和裂解气出口；转化器，具有裂解气入口和三氧化硫出口；吸收塔，具有三氧化硫入口和硫酸产品出口。该系统可将粗乙炔气中硫、磷和砷的含量脱除到体积浓度小于5ppb，避免了硫、磷和砷对后续工艺中催化剂的影响，同时可生产出98wt％的工业浓硫酸，有效降低了能耗，经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】
处理粗乙炔气的系统和方法
本专利技术属于化工
，具体而言，本专利技术涉及处理粗乙炔气的系统和方法。
技术介绍
由于电石中含有杂质，因此电石水解后产生的粗乙炔气中含有少量的硫、磷和砷杂质，若不将该粗乙炔气中的杂质除去直接带入下游工段会使催化剂中毒，加快催化剂活性下降，因此需要选择合适的氧化剂，将粗乙炔气中的硫、磷和砷除去。目前多数工厂采用次氯酸钠溶液作为清净剂，但所得的乙炔气中仍残存着一定量的硫、磷和砷，同时次氯酸钠溶液中的氯离子会进入乙炔加氢系统，造成催化剂的短暂失活，随着时间的推移，氯含量降低，催化剂的活性得到恢复，此外还会产生大量废次氯酸钠溶液，且产生的电石渣不能满足水泥中对氯离子含量的要求。浓硫酸具有强氧化性，可脱除粗乙炔气中的硫、磷和砷，粗乙炔气经浓硫酸清净后完全能够达到次氯酸钠清净的效果，而且浓硫酸还有非常强的吸水能力，可以有效的吸收粗乙炔气体中所含有的少量水分，但是浓硫酸的脱除效果可以满足做PVC、1.4-丁二醇，并不满足乙炔加氢系统的要求，还需要将所得的乙炔气中的硫、磷和砷进一步脱除到小于5ppb的级别，同时当浓硫酸质量分数低于75％时清净效果变差，且废酸成分复杂，回用难度大，聚氯乙烯生产企业通常只能将其用于中和电石渣浆，孟莫克废酸再生工艺虽然将总能量回收率从传统装置的70％提高到90％以上，增加了蒸汽的产出，降低了水耗，减低传统方式产生蒸汽燃烧煤等物质产生的CO2等温室气体，但乙炔清净后的浓硫酸中含有硫、磷、砷、氯对炉管的腐蚀性强，余热利用系统的锅炉因腐蚀无法连续运行。因此，现有处理粗乙炔气的技术有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种处理粗乙炔气的系统和方法，该系统可将粗乙炔气中硫、磷和砷的含量脱除到体积浓度小于5ppb，避免了硫、磷和砷对后续工艺中催化剂的影响，同时可生产出98wt％的工业浓硫酸，有效降低了能耗，经济效益显著。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理粗乙炔气的系统，根据本专利技术的实施例，所述系统包括：洗涤塔，所述洗涤塔具有粗乙炔气入口、稀硫酸入口、洗涤后气出口和废硫酸出口；清净塔，所述清净塔具有洗涤后气入口、第一浓硫酸入口、清净后气出口和稀硫酸出口，所述稀硫酸出口与所述稀硫酸入口相连；脱硫塔，所述脱硫塔具有清净后气入口和脱硫后气出口，所述清净后气入口与所述清净后气出口相连；脱磷砷塔，所述脱磷砷塔具有脱硫后气入口和净化乙炔气出口，所述脱硫后气入口与所述脱硫后气出口相连；澄清池，所述澄清池具有废硫酸入口、澄清剂入口和澄清后液出口，所述废硫酸入口与所述废硫酸出口相连；过滤器，所述过滤器具有澄清后液入口、固体杂质出口和过滤后液出口，所述澄清后液入口与所述澄清后液出口相连；裂解炉，所述裂解炉具有过滤后液入口和裂解气出口，所述过滤后液入口与所述过滤后液出口相连；转化器，所述转化器具有裂解气入口和三氧化硫出口，所述裂解气入口与所述裂解气出口相连；吸收塔，所述吸收塔具有三氧化硫入口、第二浓硫酸入口和硫酸产品出口，所述三氧化硫入口与所述三氧化硫出口相连。根据本专利技术实施例的处理粗乙炔气的系统通过将粗乙炔气通入洗涤塔和清净塔，洗涤塔和清净塔构成硫酸清净单元，粗乙炔气从洗涤塔底部进入，与稀硫酸逆向接触，可除去粗乙炔气中的硫、磷和砷等杂质，同时可吸收粗乙炔气中的水分，得到洗涤后气和废硫酸，洗涤后气从清净塔底部进入，与第一浓硫酸逆向接触，可进一步除去洗涤后气中的硫、磷和砷等杂质，进一步除去洗涤后气中的水分，得到清净后气和稀硫酸，其中稀硫酸可回用至洗涤塔，作为洗涤塔的稀硫酸使用，得到的清净后气中硫、磷和砷的体积浓度均小于50ppb，水分的体积浓度小于50ppm；上述清净后气再进入脱硫塔以除去清净后气中的硫，将清净后气中的硫的体积浓度降至5ppb以下，所得的脱硫后气进入脱磷砷塔以除去脱硫后气中的磷和砷，使得所得的净化乙炔气中磷和砷的体积浓度均降至5ppb以下；而洗涤塔中的产生的废硫酸流经澄清池，在澄清剂的作用下得到澄清后液；再经过滤器将澄清后液中的固体杂质过滤掉，得到过滤后液；然后经烧嘴将得到的过滤后液喷射进裂解炉中，在裂解炉内过滤后液分解为由氧气和二氧化硫组成的裂解气；所得的裂解气再经转化器转化为三氧化硫，二氧化硫的转化率为99.6％-99.9％，所得的三氧化硫经吸收塔中第二浓硫酸吸收，得到硫酸产品，即98wt％的工业浓硫酸。由此，采用本申请的系统可将粗乙炔气中硫、磷和砷的含量脱除到体积浓度小于5ppb，避免了硫、磷和砷对后续工艺中催化剂的影响，同时可生产出98wt％的工业浓硫酸，有效降低了能耗，经济效益显著。另外，根据本专利技术上述实施例的处理粗乙炔气的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述处理粗乙炔气的系统进一步包括：水洗塔，所述水洗塔具有粗乙炔气进口、冷却水入口、水洗后液出口和水洗后气出口；冷却塔，所述冷却塔具有水洗后气入口和冷却后气出口，所述水洗后气入口与所述水洗后气出口相连；所述冷却后气出口与所述粗乙炔气入口相连。由此，可除去粗乙炔气中的固体颗粒物、降低水分，从而降低后续浓硫酸的消耗。在本专利技术的一些实施例中，所述处理粗乙炔气的系统进一步包括：酸雾捕集器，所述酸雾捕集器具有清净后气进口和捕集后气出口，所述清净后气进口与所述清净后气出口相连，所述捕集后气出口与所述清净后气入口相连。由此，可除去清净后气中的硫酸雾。在本专利技术的一些实施例中，所述裂解炉为蓄热式热裂解炉，并且所述蓄热式热裂解炉的蓄热室内填充有蜂窝陶瓷蓄热体。由此，有利于提高裂解炉的热利用率，进而提高整个处理粗乙炔气的热利用率。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种采用上述处理粗乙炔气的系统处理粗乙炔气的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将所述粗乙炔气供给至所述洗涤塔中利用稀硫酸进行洗涤处理，以便得到洗涤后气和废硫酸；(2)将所述洗涤后气供给至所述清净塔中利用第一浓硫酸进行处理，以便得到清净后气和稀硫酸，并将所述稀硫酸返回至步骤(1)中作为所述稀硫酸使用；(3)将所述清净后气供给至所述脱硫塔中进行脱硫处理，以便得到脱硫后气；(4)将所述脱硫后气供给至所述脱磷砷塔中进行脱磷砷处理，以便得到净化乙炔气；(5)将步骤(1)得到的所述废硫酸供给至所述澄清池中利用澄清剂进行澄清处理，以便得到澄清后液；(6)将所述澄清后液供给至所述过滤器中进行过滤处理，以便得到固体杂质和过滤后液；(7)将所述过滤后液供给至所述裂解炉中进行裂解处理，以便得到裂解气；(8)将所述裂解气供给所述转化器中进行转化处理，以便得到三氧化硫；(9)将所述三氧化硫供给至所述吸收塔中利用第二浓硫酸进行吸收，以便得到硫酸产品。根据本专利技术实施例的处理粗乙炔气的方法通过将粗乙炔气通入洗涤塔和清净塔，洗涤塔和清净塔构成硫酸清净单元，粗乙炔气从洗涤塔底部进入，与稀硫酸逆向接触，可除去粗乙炔气中的硫、磷和砷等杂质，同时可吸收粗乙炔气中的水分，得到洗涤后气和废硫酸，洗涤后气从清净塔底部进入，与第一浓硫酸逆向接触，可进一步除去洗涤后气中的硫、磷和砷等杂质，进一步除去洗涤后气中的水分，得到清净后气和稀硫酸，其中稀硫酸可回用至洗涤塔，作为洗涤塔的稀硫酸使用，得到的清净后气中硫、磷和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理粗乙炔气的系统，其特征在于，包括：洗涤塔，所述洗涤塔具有粗乙炔气入口、稀硫酸入口、洗涤后气出口和废硫酸出口；清净塔，所述清净塔具有洗涤后气入口、第一浓硫酸入口、清净后气出口和稀硫酸出口，所述稀硫酸出口与所述稀硫酸入口相连；脱硫塔，所述脱硫塔具有清净后气入口和脱硫后气出口，所述清净后气入口与所述清净后气出口相连；脱磷砷塔，所述脱磷砷塔具有脱硫后气入口和净化乙炔气出口，所述脱硫后气入口与所述脱硫后气出口相连；澄清池，所述澄清池具有废硫酸入口、澄清剂入口和澄清后液出口，所述废硫酸入口与所述废硫酸出口相连；过滤器，所述过滤器具有澄清后液入口、固体杂质出口和过滤后液出口，所述澄清后液入口与所述澄清后液出口相连；裂解炉，所述裂解炉具有过滤后液入口和裂解气出口，所述过滤后液入口与所述过滤后液出口相连；转化器，所述转化器具有裂解气入口和三氧化硫出口，所述裂解气入口与所述裂解气出口相连；吸收塔，所述吸收塔具有三氧化硫入口、第二浓硫酸入口和硫酸产品出口，所述三氧化硫入口与所述三氧化硫出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理粗乙炔气的系统，其特征在于，包括：洗涤塔，所述洗涤塔具有粗乙炔气入口、稀硫酸入口、洗涤后气出口和废硫酸出口；清净塔，所述清净塔具有洗涤后气入口、第一浓硫酸入口、清净后气出口和稀硫酸出口，所述稀硫酸出口与所述稀硫酸入口相连；脱硫塔，所述脱硫塔具有清净后气入口和脱硫后气出口，所述清净后气入口与所述清净后气出口相连；脱磷砷塔，所述脱磷砷塔具有脱硫后气入口和净化乙炔气出口，所述脱硫后气入口与所述脱硫后气出口相连；澄清池，所述澄清池具有废硫酸入口、澄清剂入口和澄清后液出口，所述废硫酸入口与所述废硫酸出口相连；过滤器，所述过滤器具有澄清后液入口、固体杂质出口和过滤后液出口，所述澄清后液入口与所述澄清后液出口相连；裂解炉，所述裂解炉具有过滤后液入口和裂解气出口，所述过滤后液入口与所述过滤后液出口相连；转化器，所述转化器具有裂解气入口和三氧化硫出口，所述裂解气入口与所述裂解气出口相连；吸收塔，所述吸收塔具有三氧化硫入口、第二浓硫酸入口和硫酸产品出口，所述三氧化硫入口与所述三氧化硫出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：水洗塔，所述水洗塔具有粗乙炔气进口、冷却水入口、水洗后液出口和水洗后气出口；冷却塔，所述冷却塔具有水洗后气入口和冷却后气出口，所述水洗后气入口与所述水洗后气出口相连；所述冷却后气出口与所述粗乙炔气入口相连。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：酸雾捕集器，所述酸雾捕集器具有清净后气进口和捕集后气出口，所述清净后气进口与所述清净后气出口相连，所述捕集后气出口与所述清净后气入口相连。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述裂解炉为蓄热式热裂解炉，并且所述蓄热式热裂解炉的蓄热室内填充有蜂窝陶瓷蓄热体。5.一种利用权利要求1-4中所述的系统处理粗乙炔气的方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：史雪君，余海鹏，苏二强，刘周恩，吴黎阳，史东军，黄伟，吴道洪，
申请(专利权)人：北京华福工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11