氯乙酸生产中降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种氯乙酸生产中降低盐酸、乙酸副产物中硫酸含量的方法和装置，装置包括降膜吸收塔、预热器、反应器、冷却器、干燥管和干燥塔。方法为：⑴用浓盐酸吸收氯乙酸尾气中乙酸及三氧化硫，得到硫酸乙酸混合液；⑵分离后尾气与氯气按0：1～0.05:1体积比混合，进行干燥、预热；⑶预热后尾气在反应器二氧化硫与氯气反应，硫酰氯液体进入硫酰氯液接收器；⑷脱硫后尾气用水吸收尾气中氯获得浓盐酸产物；⑸硫酸乙酸混合液与水减压精馏分离，获得硫酸及乙酸产物；⑹硫酰氯液体与硫酸混合，分离出氯化氢气体。本发明专利技术资源化利用氯乙酸尾气，有效脱除尾气的中硫的氧化物，优化了工艺流程和产品质量，有利于减少废气排放，提高了企业经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法和装置
本专利技术属于化工生产尾气处理
，涉及一种氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法和装置。
技术介绍
我国目前广泛采用乙酸氯化法生产氯乙酸，其工艺过程为：以冰乙酸为原料，硫磺粉为催化剂，于100℃左右通氯气进行氯化，氯化液经冷却、结晶和抽滤，得到氯乙酸结晶产品。采用乙酸氯化法生产氯乙酸的过程中，伴有大量的尾气出现，其中以氯化氢为主(80％左右)，工业上生产1t氯乙酸约产生1.5t浓度为30％左右的盐酸。尾气中除含有氯化氢以外，还夹带各种副反应生成的杂质或未反应物，包括SO2、SO3、Cl2及CH3COOH等。目前工厂通过降膜吸收塔分别回收乙酸及盐酸。其中乙酸中含57～60％CH3COOH、20～25％H2SO4、8～10％HCl；盐酸中含25～31％HCl、0.05～0.1％H2SO4和＜1％的CH3COOH。回收的乙酸主要用于返回流程使用，但由于乙酸中的硫酸含量过高，易通过机械夹带作用进入产品，影响末端产品最终的质量，特别是食品级甘氨酸的质量。回收的盐酸由于硫酸含量偏高，仅能作为废酸花钱请周边金属加工等行业帮忙处理，供酸洗除锈，或作为废酸中和处理。对于日产180吨副产盐酸的企业来说，处理1t盐酸成本约为200元，每年需投入超过1千万元来处理盐酸，严重影响企业的经济效益及资源利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，资源化利用氯乙酸尾气，提高产品质量和纯度，增加企业的经济效益。本专利技术的另一目的是提供一种氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的装置。本专利技术的技术方案是：氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，过程包括：⑴将氯乙酸尾气依次通过三个降膜吸收塔，用浓盐酸吸收氯乙酸尾气中的乙酸及三氧化硫气体，得到硫酸乙酸混合液；降膜吸收的温度为20～40℃，压力为0～0.1MPa；⑵分离乙酸及三氧化硫后的尾气与氯气按0：1～0.05:1的体积比混合，依次通过1号干燥管和干燥塔进行干燥，去除残余的水分，然后经预热器进行预热；⑶预热后的尾气从顶部进入内装活化剂的反应器，使二氧化硫与氯气充分反应，反应产物及尾气从反应器底部流出，经冷凝器冷却至0～25℃，冷却后析出硫酰氯液体进入硫酰氯液接收器；⑷脱硫后的尾气经2号干燥管干燥后依次通过三个降膜吸收塔，用水吸收尾气中氯获得浓盐酸产物，吸收温度为20～40℃，吸收后残余的尾气出装置；⑸硫酸乙酸混合液与水按比例混合后进行减压精馏分离，获得硫酸及乙酸产物；⑹硫酰氯液体与硫酸按1:1～3:1(体积)混合，分离出氯化氢气体，提高硫酸的浓度，氯化氢气体送至降膜吸收塔进行吸收。步骤⑴和步骤⑷中浓盐酸的浓度为30％～38％(质量)；步骤⑷中浓盐酸的硫酸含量≤0.03％(质量)。步骤⑴的浓盐酸为步骤⑷中尾气脱硫后用水吸收获得的浓盐酸。1号干燥管和2号干燥管中所装干燥剂为颗粒球状氯化钙干燥剂。干燥塔采用浓硫酸喷淋方式进行干燥，硫酸浓度为：96％～98％(重)。预热器的气体预热温度为：25℃～80℃。步骤尾气进入反应器的方式为上进下出，反应器的反应温度为25℃～80℃，反应器中活化剂为活性炭。反应产物冷却方式为从反应器底部离开后再采用冷冻盐水进行强烈冷凝，冷冻盐水温度为-20～0℃。步骤(5)减压精馏分离中硫酸乙酸混合液与水的体积比为10:1～1:1，减压精馏的温度为50～100℃，真空度分别为0.05～0.096MPa。本专利技术氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的装置，包括1号降膜吸收塔、2号降膜吸收塔、3号降膜吸收塔、4号降膜吸收塔、5号降膜吸收塔、6号降膜吸收塔、预热器、反应器、冷却器、1号干燥管、2号干燥管硫酰氯接收器和干燥塔，冷却器下部与反应器通过硫酰氯接收器15相连。1号降膜吸收塔设有氯乙酸尾气入口，1号降膜吸收塔、2号降膜吸收塔和3号降膜吸收塔依次从前一台降膜吸收塔的顶部尾气出口连接到下一台降膜吸收塔的尾气入口。3号降膜吸收塔设有浓盐酸入口，3号降膜吸收塔、2号降膜吸收塔和1号降膜吸收塔依次从前一台降膜吸收塔的底部混合液出口通过泵12连接到下一台降膜吸收塔的混合液入口，1号降膜吸收塔底部设有硫酸乙酸混合液出口。3号降膜吸收塔的尾气出口依次通过1号干燥管、干燥塔和预热器连接到反应器的上部入口，1号干燥管入口处设有氯气入口。反应器通过硫酰氯接收器、冷却器和2号干燥管连接到4号降膜吸收塔的尾气入口。4号降膜吸收塔、5号降膜吸收塔和6号降膜吸收塔依次从前一台降膜吸收塔的顶部尾气出口连接到下一台降膜吸收塔的尾气入口，6号降膜吸收塔的尾气出口连接到尾气处理体统。6号降膜吸收塔设有水入口，6号降膜吸收塔、5号降膜吸收塔和4号降膜吸收塔依次从前一台降膜吸收塔的底部液体出口通过泵连接到下一台降膜吸收塔的液体入口，4号降膜吸收塔设有浓盐酸出口。氯乙酸尾气入口设有进料流量计，氯气入口设有流量计。1号降膜吸收塔、2号降膜吸收塔、3号降膜吸收塔、4号降膜吸收塔、5号降膜吸收塔和6号降膜吸收塔的直径为110毫米，高度为810毫米，内装PP材质的鲍尔环填料层，填料层高度为300毫米。1号降膜吸收塔、2号降膜吸收塔、3号降膜吸收塔、4号降膜吸收塔、5号降膜吸收塔、6号降膜吸收塔和干燥塔分别设有回流管路，回流管路从各个塔底通过泵连接到各个塔的回流入口。1号降膜吸收塔、2号降膜吸收塔、3号降膜吸收塔、4号降膜吸收塔、5号降膜吸收塔、6号降膜吸收塔和干燥塔分别设有冷却夹套、冷却水入口和冷却水出口。冷却水入口与冷冻盐水管路连接，冷却水出口与冷冻盐水回路连接。反应器内设有活性炭层，活性炭层的高度为600毫米，中间用脱脂棉间隔，内嵌直径为10毫米的铁氟龙管，用以控制反应温度。反应器的直径为60毫米，高度为1100毫米，反应器的材质为内衬铁氟龙的碳钢。1号干燥管和2号干燥管的直径为50毫米，高度为500毫米。1号干燥管1和2号干燥管内装颗粒球状氯化钙干燥剂，用脱脂棉支撑。干燥塔的直径为110为毫米，高度为810毫米。干燥塔内装有玻璃弹簧填料，填料层高度为300毫米。本专利技术氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法通过在乙酸及盐酸吸收塔之间增加二氧化硫与氯气反应器，使尾气中二氧化硫与氯气反应形成硫酰氯，有效脱出尾气中硫的氧化物，使盐酸中硫酸含量≤0.03％，达到一等品标准。本专利技术充分的利用了资源率将工业废盐酸精制为高纯盐酸,减少了废气排放，显著提高了企业的经济效益，有利于环境保护。通过减压精馏能有效的分离乙酸中硫酸，使硫酸含量≤3％，不影响末端食品级甘氨酸产品质量，可充分循环利用。本专利技术氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的装置为实现上述氯乙酸尾气的资源化利用提供了设备基础，不需要添加任何化学试剂，不产生危险废物，不需对现有吸收塔进行大变动，易于实现工业化生产。附图说明图1为本专利技术氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量过程的流程示意图；图2为本专利技术氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量装置的流程示意图；其中：1—1号降膜吸收塔、2—2号降膜吸收塔、3—3号降膜吸收塔、4—流量计、5—预热器、6—反应器、7—冷却器、8—2号干燥管、9—4号降膜吸收塔、10—5号降膜吸收塔、11—6号降膜吸收塔、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，其特征是：过程包括：⑴将氯乙酸尾气依次通过三个降膜吸收塔，用浓盐酸吸收氯乙酸尾气中的乙酸及三氧化硫气体，得到硫酸乙酸混合液；降膜吸收的温度为20～40℃，压力为0～0.1MPa；⑵分离乙酸及三氧化硫后的尾气与氯气按0：1～0.05:1的体积比混合，依次通过1号干燥管(13)和干燥塔(14)进行干燥，去除残余的水分，然后经预热器(5)进行预热；⑶预热后的尾气从顶部进入内装活化剂的反应器(6)，使二氧化硫与氯气充分反应，反应产物及尾气从反应器底部流出，经冷凝器(7)冷却至0～25℃，冷却后析出硫酰氯液体进入硫酰氯液接收器(15)；⑷脱硫后的尾气经2号干燥管(8)干燥后依次通过三个降膜吸收塔，用水吸收尾气中氯化氢获得浓盐酸产物，吸收温度为20～40℃，吸收后残余的尾气出装置；⑸所述硫酸乙酸混合液与水按比例混合后进行减压精馏分离，获得硫酸及乙酸产物；⑹所述硫酰氯液体与硫酸按1:1～3:1(体积)混合，分离出氯化氢气体，提高硫酸的浓度，氯化氢气体送至降膜吸收塔进行吸收。

【技术特征摘要】
1.一种氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，其特征是：过程包括：⑴将氯乙酸尾气依次通过三个降膜吸收塔，用浓盐酸吸收氯乙酸尾气中的乙酸及三氧化硫气体，得到硫酸乙酸混合液；降膜吸收的温度为20～40℃，压力为0～0.1MPa；⑵分离乙酸及三氧化硫后的尾气与氯气按0：1～0.05:1的体积比混合，依次通过1号干燥管(13)和干燥塔(14)进行干燥，去除残余的水分，然后经预热器(5)进行预热；⑶预热后的尾气从顶部进入内装活化剂的反应器(6)，使二氧化硫与氯气充分反应，反应产物及尾气从反应器底部流出，经冷凝器(7)冷却至0～25℃，冷却后析出硫酰氯液体进入硫酰氯液接收器(15)；⑷脱硫后的尾气经2号干燥管(8)干燥后依次通过三个降膜吸收塔，用水吸收尾气中氯化氢获得浓盐酸产物，吸收温度为20～40℃，吸收后残余的尾气出装置；⑸所述硫酸乙酸混合液与水按比例混合后进行减压精馏分离，获得硫酸及乙酸产物；⑹所述硫酰氯液体与硫酸按1:1～3:1(体积)混合，分离出氯化氢气体，提高硫酸的浓度，氯化氢气体送至降膜吸收塔进行吸收。2.根据权利要求1所述氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，其特征是：所述步骤⑴和步骤⑷中浓盐酸的浓度为30％～38％(质量)，浓盐酸中硫酸含量≤0.03％(质量)。3.根据权利要求1所述氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，其特征是：所述1号干燥管(13)和2号干燥管(8)中所装干燥剂为颗粒球状氯化钙干燥剂；干燥塔采用浓硫酸喷淋方式进行干燥，所述硫酸浓度为：96％～98％(重)；所述预热器(5)的气体预热温度为：25℃～80℃。4.根据权利要求1所述氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，其特征是：所述步骤(3)尾气进入反应器(6)的方式为上进下出，所述反应器的反应温度为25℃～80℃，所述反应器装有活化剂，活化剂为活性炭；反应产物冷却方式为从反应器底部离开后再采用冷冻盐水进行强烈冷凝，所述冷冻盐水温度为-20～0℃。5.根据权利要求1所述氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量的方法，其特征是：所述步骤(5)减压精馏分离中硫酸乙酸混合液与水的体积比为10:1～1:1，所述减压精馏的温度为50～100℃，真空度为0.05～0.096MPa。6.一种实现权利要求1所述氯乙酸生产降低盐酸、乙酸副产中硫酸含量方法的装置，其特征是：所述装置包括1号降膜吸收塔(1)、2号降膜吸收塔(2)、3号降膜吸收塔(3)、4号降膜吸收塔(9)、5号降膜吸收塔(10)、6号降膜吸收塔(11)、预热器(5)、反应器(6)、冷却器(7)、1号干燥管(13)、2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢巧玲，赵晓燕，李桂平，张振友，远立峰，
申请(专利权)人：河北东华舰化工有限公司，深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：河北,13