[发明专利]一种等离子裂解协同处理有机氟和萜烯残液的方法及装置

说明书

本发明属于化工废弃物处理技术领域，具体公开了一种采用等离子体裂解来协同处理有机氟残液和萜烯残液的方法，同时还公开了一种处理用装置。本发明提供的采用等离子裂解来协同处理有机氟和萜烯残液的方法，通过将有机氟残液和萜烯残液按配比混合，无氧环境中、在等离子高温电弧作用下进行裂解，可以反应得到炭黑和氟化氢气体。本发明方法不仅实现了有机氟和萜烯残液的综合协同处理，而且制备得到了纯度高的炭黑产品，还得到了副产品氢氟酸，具有良好的经济、环境效益。

技术领域

本发明涉及化工废弃物处理技术领域，特别是涉及一种采用等离子体裂解来协同处理有机氟残液和萜烯残液的方法及装置。

背景技术

有机氟残液和萜烯残液是氟聚合物工业产生的主要废弃物。在生产有机氟聚合物过程中产生的废液即有机氟残液，目前处理有机氟残液的常用方法是焚烧处理。焚烧处理的缺点是焚烧不完全，高能耗，会产生二次污染，还容易产生二噁英等。目前已有报道采用等离子裂解来处理有机氟废弃物。例如公开号为CN109798531A的专利申请，其中公开了一种等离子裂解处理有机氟残液的方法，该方法是将有机氟残液与压缩空气进行混合裂解，裂解生成了氟化氢气体。但是由于压缩空气的存在，还会生成二氧化碳气体和少量的氮氧化合物，对环境有一定的危害。

萜烯残液来源于防止四氟乙烯单体聚合添加的萜烯。由于高纯的四氟乙烯极易发生自聚，为防止四氟乙烯单体自聚，有效的方法是加入一定量的阻聚剂。例如在精馏塔、四氟乙烯贮槽中添加萜类化合物作为阻聚剂。但是萜烯仅稍溶于四氟乙烯，25℃时约500ppm，-45℃时为50ppm，因此一般从塔顶加入阻聚剂，不溶于四氟乙烯的萜烯在蒸馏过程中沉于塔底，形成了萜烯残液。目前一般处理萜烯残液的方法是焚烧，但同样存在焚烧不完全，高能耗，二次污染，易产生二噁英等缺点。

并且，目前对有机氟残液和萜烯残液的处理都是将其作为废弃物进行无害化处理，没有创造经济价值。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种等离子裂解协同处理有机氟和萜烯残液的方法，同时还提供了一种处理用装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种等离子裂解协同处理有机氟和萜烯残液的方法，包括步骤：将有机氟残液和萜烯残液混合，无氧环境中、在等离子高温电弧作用下进行裂解，反应得到炭黑和氟化氢气体。

作为一种优选的实施方案，所述等离子高温电弧温度为2000～2500℃。

优选地，所述有机氟残液和萜烯残液的配比为30～40kg/h:13～17kg/h。本发明处理的有机氟残液其主要成分C_nF_2n的质量百分含量为90％～95％，主要包括成分八氟环丁烷、全氟丙烯、少量一氯二氟甲烷；处理的萜烯残液中主要成分C₁₀H₁₆的质量百分含量为80％左右，其他为重组分及少量水。有机氟残液可以为四氟乙烯残液、六氟丙烯残液等。

作为一种优选的实施方案，所述裂解反应在裂解炉内进行，裂解炉内压力为-300～-900Pa，裂解炉裂解段反应温度控制为1400～2000℃。

优选地，进入所述裂解炉的有机氟残液流量控制为30～40kg/h，进入所述裂解炉的萜烯残液流量控制为13～17kg/h。

进一步地，本发明提供的处理方法，包括以下步骤：

(1)将等离子电弧升温至2000～2500℃，之后同时通入有机氟残液和萜烯残液，有机氟残液和萜烯残液的配比为30～40kg/h:13～17kg/h；无氧环境中，所述有机氟残液和萜烯残液在等离子电弧高温区混合进行裂解，裂解段内保持反应温度为1400～2000℃，裂解炉内控制压力为-300～-900Pa，裂解生成炭黑和氟化氢气体；

(2)裂解生成的炭黑从裂解炉底部的排料口卸出；裂解生成的氟化氢气体从裂解炉尾气出口排出，之后经水洗冷却得到氢氟酸产品。