氯烃-52生产中副产氯化氢的净化工艺研究

朱炳梅 , 刘 毅 , 周贤国 ， 杜玉杰

(1.无锡市恒禾工程咨询设计有限公司 ， 江苏 无锡 214031 ；2.河南省化工研究所有限责任公司 ， 河南 郑州 450052 ； 3.中国平煤神马集团 安全监察局 ， 河南 平顶山 467013)

氯烃-52生产中副产氯化氢的净化工艺研究

朱炳梅1, 刘 毅2, 周贤国3*， 杜玉杰2

(1.无锡市恒禾工程咨询设计有限公司 ， 江苏 无锡 214031 ；2.河南省化工研究所有限责任公司 ， 河南 郑州 450052 ； 3.中国平煤神马集团 安全监察局 ， 河南 平顶山 467013)

针对氯烃-52生产过程中的尾气氯化氢杂质含量高、废酸质量差、价值低等实际问题，在酸性条件下，利用氯气与氯化亚铁反应生成三氯化铁沉淀，并结合酸雾捕集器除去酸性雾滴，得到了纯度为99.9%的氯化氢气体，提升了氯碱企业的氯平衡能力及技术装备，取得了显著的经济和社会效益。

氯烃-52 ； 尾气 ； 氯化氢 ； 净化 ； 氧化还原

氯烃-52的尾气氯化氢净化处理系统多采用降膜吸收塔直接用水吸收尾气制成副产盐酸销售，由于质量差，且含次氯酸和有机物，每吨售价只有几十元；因此开发了一种新工艺，用氢气与氯化亚铁反应，生成三氯化铁，经氯化氢净化处理后，副产的氯化氢气体纯度99.9%，可用于企业的聚氯乙烯生产、制备高质量盐酸和压缩后装瓶销售，其销售价格可达750元/t，经济效益显著。

1 反应原理

氯烃-52生产尾气组成为氯化氢95%，氯气4%，有机物1%。在酸性条件中，氯气与氯化亚铁反应生成三氯化铁，化学反应式为：

FeCl2在盐酸溶液中有较大的溶解度，且温度升高溶解度相应增加，如图1所示。

图1 氯化亚铁在水中及盐酸中的溶解度曲线

依据“Fe2+—Fe3+”氧化还原反应原理，用浓盐酸配制FeCl2饱和溶液，尾气中的氯气(Cl2)与氯化亚铁(FeCl2)反应生成三氯化铁(FeCl3)，并很快形成沉淀(悬浮颗粒)，经固液分离后，母液中补加FeCl2继续循环使用，如此可有效去除尾气中残留的Cl2；有机物冷凝在水相，纯净的氯化氢气体经酸雾捕集器除去酸性雾滴，得到纯度为99.9%的氯化氢气体。

2 工艺流程

氯烃装置氯化反应的尾气，经缓冲罐用加压泵加压，经过缓冲罐进入两级净化塔，净化塔为喷淋填料塔，净化液是用盐酸饱和的氯化亚铁溶液，尾气与净化液逆流接触，尾气中所含微量氯气与氯化亚铁反应去除，生成氯化铁，反应充分饱和后沉淀出来，用过滤装置滤出，尾气中的烃类物质也可在两级净化塔中洗涤出来，而后在带有冷却的酸雾捕集器中除去酸雾，输送至各使用工序，如图2所示。

3 工艺过程

氯烃-52生产尾气经过缓冲罐Ⅰ，由泵打入缓冲罐Ⅱ加压稳压[≥0.03 MPa(表压)]，保持流量125 Nm3/h(34.72 L/s)，送到用两级串联喷淋填料塔，与喷淋的净化液逆流接触，喷淋的净化液是饱和的盐酸氯化亚铁(FeCl2)溶液，下设主、副两个装有喷淋的净化液的10 m3循环贮罐，由耐酸泵泵至喷淋塔顶进行循环；连续运行48 h后，将循环贮罐中液体上部的油质有机物排出到集油槽，液体下部的三氯化铁(FeCl3)沉淀物，通过外循环泵送至固液分离装置过滤去除,母液循环使用并由净化液配制槽补加盐酸氯化亚铁(FeCl2)溶液；喷淋塔净化后的尾气中夹带有颗径≥3 μm的酸性雾滴，通过酸雾捕集器的高效憎水性材料制成的滤芯捕集，以保证尾气氯化氢气体的纯度，并将酸性雾滴捕集回收至配制槽；处理后的尾气氯化氢气体纯度99.95%，输送至聚氯乙烯(PVC)合成工段、压缩装瓶销售或通过降膜吸收塔制备优质盐酸。用于氯乙烯的生产时，采用该处理工艺制备的氯化氢气体纯度高，不会出现因过氯因素所造成的氯乙烯合成混合脱水和乙炔生成氯乙炔爆炸的问题，且有效提高了氯乙烯转化效率； 用于合成盐酸生产时，只需降膜吸收就可生产高质量的盐酸，见表1。

图2 尾气净化工艺流程图

表1 盐酸质量分析数据一览表

注：执行标准GB320-2006 工业合成盐酸。

4 经济效益分析

氯化氢净化处理系统投运前后的情况对比。原有氯烃-52生产装置：氯化尾气处理，直接用降膜吸收塔用水吸收，产品副产盐酸30%，工业副产盐酸市场销售，成本(水、电、设备费用)约30元/t(30%含量)，副产盐酸价格35 643 t/a，收入71.3万元。改建后氯烃-52生产装置：氯化尾气处理，采用氯化氢净化处理系统，产品中的副产氯化氢气为99.9%，用于聚氯乙烯合成或压缩装瓶销售。其中设备投资及运行费用51.63元/t，氯化氢气体99.9%。扣除成本后，收入543.4万元/a(氯化氢市场价726元/t)。

5 结论

2万t/a氯烃-52生产线的尾气氯化氢的净化工艺技术，使副产氯化氢气质量优于合成氯化氢，大大降低氯化氢合成炉工序的生产负荷及费用。原装置副产盐酸35 643 t/a，收入71.3万元；采用尾气净化处理设备后，副产99.9%HCl气体10 693 t/a，增加产值776.31万元，利税721.06万元。净化后氯化氢气体完全满足聚氯乙烯(PVC)生产的要求。

2016-10-10

朱炳梅(1962-)，女，高级工程师，从事化工设计管理工作，电话：13861710839；联系人：周贤国(1964-)，男，高级工程师，从事化工生产技术管理工作，电话：13903751569。

TQ124.42

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1003-3467(2016)12-0043-02