楊東亮
(山西運(yùn)城市鹽湖區(qū)環(huán)保局山西運(yùn)城044000)
三氯乙酰氯尾氣凈化處理再利用
楊東亮
(山西運(yùn)城市鹽湖區(qū)環(huán)保局山西運(yùn)城044000)
三氯乙酰氯尾氣含有多種有毒有害物質(zhì),如果尾氣在排放前得不到有效處理,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,同時(shí)造成物料浪費(fèi),生產(chǎn)環(huán)境嗆人無法操作,嚴(yán)重制約企業(yè)正常生產(chǎn),因此,生產(chǎn)尾氣必須得到有效處理和利用,找到一種在環(huán)保性、可行性、經(jīng)濟(jì)性上都有優(yōu)勢(shì)的處理辦法,徹底改善工作環(huán)境,使生產(chǎn)能夠穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)。
三氯乙酰氯;合成技術(shù);氯化氫;氯化硫;尾氣回收利用
無色或微黃色液體,有刺激性氣味,遇水易分解,沸點(diǎn)114~118℃,比重1.6290。是合成醫(yī)藥、農(nóng)藥的重要中間體。在醫(yī)藥方面約占70%,在農(nóng)藥方面用量占25%,是合成廣譜高效農(nóng)藥毒死蜱和綠草定的中間體。
三氯乙酰氯生產(chǎn)方法很多,主要有三氯乙酸法、四氯乙烯法、四氯化碳法、本文所用工藝路線是一種新型的路線。采用氯乙酸母液?;s后再氯化精餾路線。工藝分兩大步
混合酰氯氯乙酸母液蒸餾除去水分和低沸物雜質(zhì)后,用硫磺做催化劑在一定溫度下通氯,反應(yīng)到一定程度取樣做沸程跟蹤,確認(rèn)到終點(diǎn)后,蒸餾得混合酰氯。
三氯乙酰氯混合酰氯用無水吡啶做催化劑在一定溫度下通氯,反應(yīng)到一定程度取樣用氣相色譜跟蹤,確認(rèn)到終點(diǎn)后,用精餾塔精餾得三氯乙酰氯。
酰化和氯化反應(yīng)均采用兩釜串聯(lián)通氯,主釜到終點(diǎn)導(dǎo)料后投入新料,主副釜互換通氯,循環(huán)使用。該反應(yīng)是氣液相反應(yīng),是一種典型的動(dòng)態(tài)反應(yīng)過程,盡管通氯過程中尾氣通過水冷凝器,通過副釜,副釜水冷凝器,再通過二冷冷凍鹽水,還是有大量的反應(yīng)中間體隨尾氣逸出。?;^程中氯乙酸精制母液加硫磺通氯尾氣成分以氯化氫為主,還含有一氯化硫、二氯化硫、二氧化硫,混酰氯通氯反應(yīng)尾氣主要是氯化氫、少量氯氣。若只是簡單的用水吸收,會(huì)有氯氣無法吸收造成環(huán)境嗆人,氯化硫遇水生成固體堵塞管道,使生產(chǎn)無法進(jìn)行,且副產(chǎn)鹽酸不純,尾氣中夾帶的氯化硫和氯氣得不到回收利用會(huì)造成原料消耗高,因此,要針對(duì)尾氣中不同的成分含量找到合理的處理方式,以達(dá)到改善生產(chǎn)環(huán)境、降低原料消耗、提高生產(chǎn)效率的目的。
反應(yīng)排放的尾氣中氯化氫占80-90%,其余是氯化硫、氯氣和酰氯,從成分看要想辦法分出氯化氫氣體,其余組分返回反應(yīng)釜參與反應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品,降低消耗。氯化氫氣體凈化處理后水吸收得到工業(yè)鹽酸。因此用下列方法進(jìn)行凈化處理尾氣。
因反應(yīng)物料母液中的氯乙酸、二氯乙酸是高熔點(diǎn)物質(zhì),會(huì)因冷凝溫度過低而結(jié)晶堵塞冷凝器,使反應(yīng)中斷,所以要分段冷凝,尾氣一冷先用水冷凝,二冷用冷凍鹽水冷凝,反應(yīng)釜已是主副兩釜串聯(lián),考慮到減少投資、節(jié)省場地、確?;厥招Ч?,可以三條反應(yīng)線共用一個(gè)副副釜,釜內(nèi)投與反應(yīng)線同量的精制母液,釜上裝冷凝器通冷凍鹽水作為三冷,進(jìn)一步回收低沸點(diǎn)中間體,線上有料到終點(diǎn)導(dǎo)走后,投料投副副釜料保證吸收效果,這樣就大大降低了尾氣中氯化硫、氯氣和酰氯的含量,因其在副副釜中參與了反應(yīng),凈化了氯化氫氣體。
?;c氯化反應(yīng)的尾氣吸收凈化流程為:主釜、副釜、副副釜,主釜未反應(yīng)完的氯氣、反應(yīng)中間體及副產(chǎn)氯化氫經(jīng)主釜上的水冷凝器冷卻,冷凝下來的液體回入主釜,未冷凝的氣體進(jìn)入副釜繼續(xù)反應(yīng),從副釜出來的尾氣經(jīng)副釜上的水冷凝器冷卻,冷凝下來的液體回入副釜反應(yīng),未冷凝的氣體進(jìn)入二冷冷凍鹽水,再進(jìn)入副副釜繼續(xù)反應(yīng),尾氣再經(jīng)過三冷冷凍鹽水冷凝后進(jìn)入鹽酸吸收系統(tǒng)。
此法工藝簡單,幾乎不增加設(shè)備,能大幅降低成本,處理后的尾氣氯化氫氣體較純。
?;磻?yīng)因大量使用硫磺,凈化后還含有二氧化硫和少量氯化硫,若不處理直接進(jìn)降膜吸收塔,則氯化硫見水反應(yīng)生成硫磺堵塞列管而中斷生產(chǎn),二氧化硫使鹽酸純度低,要設(shè)法去除。
將尾氣用冷鹽酸洗,可以洗掉其中夾帶的少量氯化硫,吸收尾氣中的二氧化硫(因亞硫酸或硫酸濃度可達(dá)到98%,遠(yuǎn)高于鹽酸的36%,會(huì)把氯化氫氣體置換出去),使用一段時(shí)間后,用產(chǎn)生的混酸去中和堿性廢水,換用新的稀鹽酸。
凈化后的氯化氫,采用“三級(jí)降膜吸收+一級(jí)噴淋吸收塔+一級(jí)堿噴淋吸收塔”吸收處理,制得31%的工業(yè)鹽酸出售。
經(jīng)過以上三氯乙酰氯尾氣凈化處理后,徹底改善了工作環(huán)境,優(yōu)化了生產(chǎn)設(shè)備和工藝,使生產(chǎn)能得以穩(wěn)定連續(xù)進(jìn)行,為生產(chǎn)企業(yè)解決了制約生產(chǎn)的難題,同時(shí)降低了原料消耗,大大提高了生產(chǎn)效率。參考文獻(xiàn)
[1]劉堯運(yùn),沈士堂,陳學(xué)民.三氯乙酰氯合成工藝研究.化學(xué)世界,1998年08期
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