乙炔气净化装置及其工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种乙炔气净化装置及其工艺，所述装置包括浓硫酸乙炔净化系统、废硫酸热解净化系统和烟气净化制酸系统，浓硫酸乙炔净化系统包括净化塔，净化塔内由下而上顺次设有贮酸段、填料段、泡罩段和除雾段；废硫酸热解净化系统包括顺次连通的废硫酸贮槽、热解炉和余热锅炉，废硫酸贮槽与贮酸段相连通；烟气净化制酸系统包括烟气洗涤塔、烟气冷却塔、水雾分离器、硫酸干燥塔、换热器、二氧化硫转化塔和吸收塔；通过三个系统的有机组合，系统不副产难处理的废硫酸，硫酸在新系统内循环使用，只需要少量补充既可满足装置正常运行需求，本发明专利技术不仅具有典型的清洁生产特点，而且还具有安全可靠、环保经济、净化乙炔气效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机原料净化装置及其工艺，尤其是一种乙炔气净化装置及其工艺。
技术介绍
乙炔是一种重要的基本有机原料，常用于制取氯乙烯、化学纤维等。工业上，现在一般以电石作原料生产乙炔，纯乙炔是无色无臭的气体，由电石生成的乙炔因常混有PH3、H2S等杂质而有特殊难闻的臭味，在工业应用上需要对粗乙炔气进行净化，以得到纯净的乙炔气应用于工业生产。现有技术中，对粗乙炔气进行净化的工艺主要有两种，一种是次氯酸钠净化乙炔工艺：在电石法制备氯乙烯生产装置中，原料乙炔气中的硫、磷杂质需要去除，常用乙炔气中的杂质去除工艺，是将粗乙炔气用0.06～0.15%的次氯酸钠在两台串联的填料塔中净化，为了保证净化效果，塔内需加入大量的0.06～0.15%的次氯酸钠循环，装置处理吨PVC产量的乙炔气产生的废水量在4～5吨之间，由此造成大量的碱性废水排出，不仅消耗水资源，还大幅度增加企业的污水处理成本。特别是对建设在西部水资源总体不足地区的PVC生产装置，影响是深远的。次氯酸钠乙炔净化工艺缺点有三：（1）安全性差，次氯酸钠溶液中的游离氯可与乙炔形成易爆炸物氯乙炔；（2）过程产生的废水量比较大，吨PVC理论产生9～9.5吨废水，虽约70%左右可以回用，总废水量仍大（30万吨PVC装置废水量近百万吨），处理成本高；（3）由于净化次氯酸钠废水回用，使电石渣中的氯根含量高，不能满足电石渣制水泥熟料的循环经济项目。第二种是浓硫酸净化乙炔工艺：浓硫酸也具有强氧化性，采用设计合理的浓硫酸酸洗乙炔气体装置可有效的净化乙炔气体中的S、P杂质；试验证明粗乙炔气经过浓硫酸酸洗后完全可以达到次氯酸钠清净的效果；其反应机理如下：3H2S+H2SO4→4H2O+4SH2S+H2SO4→S+2H2O+SO2↑(少量)SO2+2H2S→3S+2H2OH3P+2H2SO4→H3PO4+2H2O+2S国内近几年来开发了浓硫酸净化乙炔气新工艺，解决了次氯酸钠净化工艺的缺点，是一个很大的技术进步。但在浓硫酸净化乙炔气新工艺在工业化过程中，在实际运行过程中也遇到了很多的困难，其中主要需要解决的工程问题有二项：1、乙炔和其它炔烃相比，稳定性较差，易分解成碳和氢。乙炔分子分解时放出大量热，浓硫酸具有强氧化性，吸收乙炔气中的水会放出稀释热；试验验证当98%硫酸温度在18℃时，可见乙炔被分解；当98%硫酸温度上升超过18℃时，乙炔被分解速度大大加快，溶液温度升高迅速。这样会造成PVC材料的净化塔内件很快过热软化变形，形成生产故障。同时非金属材料的法兰密封性能不佳，在长周期运行过程中难保证乙炔的少量泄漏，由于乙炔的爆炸极限非常宽大（2%～80%），所以存在很大的安全隐患。2、净化乙炔后副产的废硫酸色黑、恶臭、粘稠，杂质多；酸液中含有大量的有机物，主要有甲基乙炔、二乙炔、乙烯基乙炔、乙烯基二乙炔、已三炔等高级炔烃，另外还含有磷酸、乙炔碳黑、单质硫等。从上述的废硫酸组成可以知道，该废硫酸是个组成复杂的混合溶液，粘度高，刺激性大；溶液里的有机物、乙炔碳黑和磷酸用化学法、过滤法、吸附法、蒸馏法等净化处理均具有局限性，不能再生合格的浓硫酸。废硫酸中的磷酸很难分离出来，即使采用吸附法对废硫酸脱臭、脱色也很困难。目前普遍的处理方法是采用电石渣中和，制成品质差的石膏（有机物含量严重超标），该石膏也很难出售。所以一般做填埋处理，随着环保政策和执法环境的发展，这样的填埋处理是不符合环保要求的，给企业带来了潜在的政策风险。经初步统计，采用浓硫酸净化乙炔气工艺每净化一吨PVC所需乙炔气，副产80～85%浓度的废硫酸20～25Kg，典型的50万吨PVC装置乙炔净化废硫酸量（满负荷，8000小时/年）约10000～12500吨左右；如果采用电石渣中和处理，会产生25000～31000吨左右的固废，这对企业造成的环保压力是巨大的。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种安全可靠、环保经济的乙炔气净化装置及其工艺。一种乙炔气净化装置，所述装置包括浓硫酸乙炔净化系统、废硫酸热解净化系统和烟气净化制酸系统，所述浓硫酸乙炔净化系统包括净化塔，所述净化塔内由下而上顺次设有贮酸段、填料段、泡罩段和除雾段，所述净化塔下部设有进气口，净化塔顶部设有出气口，所述填料段位于进气口上方，除雾段位于出气口下方，所述净化塔通过出气口与中和塔相连通；所述泡罩段由若干层泡罩塔板组成，顶部至少一层泡罩塔板通过浓硫酸计量泵与再生浓硫酸贮槽相连通，剩余泡罩塔板与浓硫酸冷却器、浓硫酸循环泵、浓硫酸循环槽之间形成循环；所述填料段与稀硫酸冷却器、稀硫酸循环泵、贮酸段之间形成循环；所述废硫酸热解净化系统包括顺次连通的废硫酸贮槽、热解炉和余热锅炉，所述废硫酸贮槽与贮酸段相连通；所述烟气净化制酸系统包括烟气洗涤塔、烟气冷却塔、水雾分离器、硫酸干燥塔、换热器、二氧化硫转化塔和吸收塔，所述烟气洗涤塔包括一级洗涤塔和二级洗涤塔，所述一级洗涤塔与二级洗涤塔之间通过烟气冷却塔相连通，二级洗涤塔通过水雾分离器与硫酸干燥塔相连通；所述换热器包括第Ⅰ换热器、第Ⅱ换热器、第Ⅲ换热器和第Ⅳ换热器，所述二氧化硫转化塔内由上而下顺次设有第一催化剂层、第二催化剂层、第三催化剂层和第四催化剂层，所述吸收塔包括Ⅰ段吸收塔和Ⅱ段吸收塔，所述Ⅰ段吸收塔下部设有Ⅰ段吸收塔进口，Ⅰ段吸收塔顶部设有Ⅰ段吸收塔出口，Ⅱ段吸收塔下部设有Ⅱ段吸收塔进口，Ⅱ段吸收塔顶部设有Ⅱ段吸收塔出口；所述硫酸干燥塔通过二氧化硫风机与第Ⅲ换热器相连通；所述第一催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第一进口、第一出口，第二催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第二进口、第二出口，第三催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第三进口、第三出口，第四催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第四进口、第四出口；所述第Ⅲ换热器通过第Ⅰ换热器与第一催化剂层的第一进口相连通，第一出口通过第Ⅰ换热器与第二进口相连通，第二出口通过第Ⅱ换热器与第三进口相连通，第三出口通过第Ⅲ换热器与Ⅰ段吸收塔进口相连通，Ⅰ段吸收塔出口依次通过第Ⅳ换热器、第Ⅱ换热器与第四进口相连通，第四出口通过第Ⅳ换热器与Ⅱ段吸收塔进口相连通，Ⅱ段吸收塔出口与烟囱相连通；所述Ⅰ段吸收塔与硫酸干燥塔相连通，Ⅰ段吸收塔与Ⅱ段吸收塔之间通过调节阀相连通，Ⅰ段吸收塔与再生浓硫酸贮槽相连通。作为优选，所述泡罩段由六层泡罩塔板组成，上二层泡罩塔板通过浓硫酸计量泵与再生浓硫酸贮槽相连通，下四层泡罩塔板与浓硫酸冷却器、浓硫酸循环泵、浓硫酸循环槽之间形成循环。作为优选，所述净化塔内的贮酸段设有第一液位自动保持装置，废硫酸贮槽内设有第二液位自动保持装置，硫酸干燥塔中的底部设有第三液位自动保持装置，Ⅰ段吸收塔中的底部设有第四液位自动保持装置。作为优选，所述废硫酸贮槽通过废硫酸计量泵与热解炉相连通。作为优选，所述烟气冷却塔、一级洗涤塔分别通过酸水循环泵与一级洗涤塔中的喷淋头相连通。作为优选，所述水雾分离器底部与稀酸贮槽相连通，所述稀酸贮槽、二级洗涤塔分别通过稀酸循环泵与二级洗涤塔中的喷淋头相连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙炔气净化装置，其特征在于：所述装置包括浓硫酸乙炔净化系统、废硫酸热解净化系统和烟气净化制酸系统，所述浓硫酸乙炔净化系统包括净化塔，所述净化塔内由下而上顺次设有贮酸段、填料段、泡罩段和除雾段，所述净化塔下部设有进气口，净化塔顶部设有出气口，所述填料段位于进气口上方，除雾段位于出气口下方，所述净化塔通过出气口与中和塔相连通；所述泡罩段由若干层泡罩塔板组成，顶部至少一层泡罩塔板通过浓硫酸计量泵与再生浓硫酸贮槽相连通，剩余泡罩塔板与浓硫酸冷却器、浓硫酸循环泵、浓硫酸循环槽之间形成循环；所述填料段与稀硫酸冷却器、稀硫酸循环泵、贮酸段之间形成循环； 所述废硫酸热解净化系统包括顺次连通的废硫酸贮槽、热解炉和余热锅炉，所述废硫酸贮槽与贮酸段相连通；所述烟气净化制酸系统包括烟气洗涤塔、烟气冷却塔、水雾分离器、硫酸干燥塔、换热器、二氧化硫转化塔和吸收塔，所述烟气洗涤塔包括一级洗涤塔和二级洗涤塔，所述一级洗涤塔与二级洗涤塔之间通过烟气冷却塔相连通，二级洗涤塔通过水雾分离器与硫酸干燥塔相连通；所述换热器包括第Ⅰ换热器、第Ⅱ换热器、第Ⅲ换热器和第Ⅳ换热器，所述二氧化硫转化塔内由上而下顺次设有第一催化剂层、第二催化剂层、第三催化剂层和第四催化剂层，所述吸收塔包括Ⅰ段吸收塔和Ⅱ段吸收塔，所述Ⅰ段吸收塔下部设有Ⅰ段吸收塔进口，Ⅰ段吸收塔顶部设有Ⅰ段吸收塔出口，Ⅱ段吸收塔下部设有Ⅱ段吸收塔进口，Ⅱ段吸收塔顶部设有Ⅱ段吸收塔出口；所述硫酸干燥塔通过二氧化硫风机与第Ⅲ换热器相连通；所述第一催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第一进口、第一出口，第二催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第二进口、第二出口，第三催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第三进口、第三出口，第四催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第四进口、第四出口；所述第Ⅲ换热器通过第Ⅰ换热器与第一催化剂层的第一进口相连通，第一出口通过第Ⅰ换热器与第二进口相连通，第二出口通过第Ⅱ换热器与第三进口相连通，第三出口通过第Ⅲ换热器与Ⅰ段吸收塔进口相连通，Ⅰ段吸收塔出口依次通过第Ⅳ换热器、第Ⅱ换热器与第四进口相连通，第四出口通过第Ⅳ换热器与Ⅱ段吸收塔进口相连通，Ⅱ段吸收塔出口与烟囱相连通；所述Ⅰ段吸收塔与硫酸干燥塔相连通，Ⅰ段吸收塔与Ⅱ段吸收塔之间通过调节阀相连通，Ⅰ段吸收塔与再生浓硫酸贮槽相连通。...

【技术特征摘要】
1.一种乙炔气净化装置，其特征在于：所述装置包括浓硫酸乙炔净化系统、废硫酸热解净化系统和烟气净化制酸系统，
所述浓硫酸乙炔净化系统包括净化塔，所述净化塔内由下而上顺次设有贮酸段、填料段、泡罩段和除雾段，所述净化塔下部设有进气口，净化塔顶部设有出气口，所述填料段位于进气口上方，除雾段位于出气口下方，所述净化塔通过出气口与中和塔相连通；所述泡罩段由若干层泡罩塔板组成，顶部至少一层泡罩塔板通过浓硫酸计量泵与再生浓硫酸贮槽相连通，剩余泡罩塔板与浓硫酸冷却器、浓硫酸循环泵、浓硫酸循环槽之间形成循环；所述填料段与稀硫酸冷却器、稀硫酸循环泵、贮酸段之间形成循环； 
所述废硫酸热解净化系统包括顺次连通的废硫酸贮槽、热解炉和余热锅炉，所述废硫酸贮槽与贮酸段相连通；
所述烟气净化制酸系统包括烟气洗涤塔、烟气冷却塔、水雾分离器、硫酸干燥塔、换热器、二氧化硫转化塔和吸收塔，所述烟气洗涤塔包括一级洗涤塔和二级洗涤塔，所述一级洗涤塔与二级洗涤塔之间通过烟气冷却塔相连通，二级洗涤塔通过水雾分离器与硫酸干燥塔相连通；所述换热器包括第Ⅰ换热器、第Ⅱ换热器、第Ⅲ换热器和第Ⅳ换热器，所述二氧化硫转化塔内由上而下顺次设有第一催化剂层、第二催化剂层、第三催化剂层和第四催化剂层，所述吸收塔包括Ⅰ段吸收塔和Ⅱ段吸收塔，所述Ⅰ段吸收塔下部设有Ⅰ段吸收塔进口，Ⅰ段吸收塔顶部设有Ⅰ段吸收塔出口，Ⅱ段吸收塔下部设有Ⅱ段吸收塔进口，Ⅱ段吸收塔顶部设有Ⅱ段吸收塔出口；所述硫酸干燥塔通过二氧化硫风机与第Ⅲ换热器相连通；所述第一催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第一进口、第一出口，第二催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第二进口、第二出口，第三催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第三进口、第三出口，第四催化剂层所对应的二氧化硫转化塔上分别设有第四进口、第四出口；所述第Ⅲ换热器通过第Ⅰ换热器与第一催化剂层的第一进口相连通，第一出口通过第Ⅰ换热器与第二进口相连通，第二出口通过第Ⅱ换热器与第三进口相连通，第三出口通过第Ⅲ换热器与Ⅰ段吸收塔进口相连通，Ⅰ段吸收塔出口依次通过第Ⅳ换热器、第Ⅱ换热器与第四进口相连通，第四出口通过第Ⅳ换热器与Ⅱ段吸收塔进口相连通，Ⅱ段吸收塔出口与烟囱相连通；所述Ⅰ段吸收塔与硫酸干燥塔相连通，Ⅰ段吸收塔与Ⅱ段吸收塔之间通过调节阀相连通，Ⅰ段吸收塔与再生浓硫酸贮槽相连通。
2.根据权利要求1所述的乙炔气净化装置，其特征在于：所述泡罩段由六层泡罩塔板组成，上二层泡罩塔板通过浓硫酸计量泵与再生浓硫酸贮槽相连通，下四层泡罩塔板与浓硫酸冷却器、浓硫酸循环泵、浓硫酸循环槽之间形成循环。
3.根据权利要求1所述的乙炔气净化装置，其特征在于：所述净化塔内的贮酸段设有第一液位自动保持装置，废硫酸贮槽内设有第二液位自动保持装置，硫酸干燥塔中的底部设有第三液位自动保持装置，Ⅰ段吸收塔中的底部设有第四液位自动保持装置。
4.根据权利要求1所述的乙炔气净化装置，其特征在于：所述废硫酸贮槽通过废硫酸计量泵与热解炉相连通。
5.根据权利要求1所述的乙炔气净化装置，其特征在于：所述烟气冷却塔、一级洗涤塔分别通过酸水循环泵与一级洗涤塔中的喷淋头相连通。
6.根据权利要求1所述的乙炔气净化装置，其特征在于：所述水雾分离器底部与稀酸贮槽相连通，所述稀酸贮槽、二级洗涤塔分别通过稀酸循环泵与二级洗涤塔中的喷淋头相连通。
7.任一种权利要求1～6所述装置进行乙炔气净化的工艺，其特征在于包括下述步骤：
（1）粗乙炔气进入浓硫酸乙炔净化塔，先与填料层接触，然后与泡罩塔板接触，净化后合格的乙炔气经塔顶除雾器除雾后，送入后道中和塔；
（2）将再生浓硫酸贮槽中的酸定量泵入净化塔的顶层，再逐层溢流而下汇入填料段循环酸中，填料段的硫酸在稀硫酸循环泵、稀硫酸冷却器、填料段间、塔釜间循环流动；
（3）将废硫酸贮槽中的酸定量泵入废硫酸热解炉进行热解，热解完成后的高温烟气进余热锅炉进行热交换；
（4）出余热锅炉的烟气经烟气一级洗涤塔、烟气冷却塔、烟气二级洗涤塔处理后，经水雾分离器进行除雾，然后烟气进入硫酸干燥塔进行干燥处理；
（5）出硫酸干燥塔的烟气经二氧化硫风机加压后，先后经过第Ⅲ换热器和第Ⅰ换热器，进入二...

【专利技术属性】
技术研发人员：童新洋，刘刚，丁礼堂，徐林波，
申请(专利权)人：杭州中昊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33