[实用新型]一种乙炔气净化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有机原料净化装置，尤其是一种乙炔气净化装置。

背景技术

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+4S

H₂S+H₂SO₄→S+2H₂O+SO₂↑(少量)

SO₂+2H₂S→3S+2H₂O

H₃P+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、乙炔和其它类烃相比，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，这样的填埋处理是将不符合环保要求的，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。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种安全可靠、环保经济的乙炔气净化装置。