許宜偉，尚鴻艷，李林虎

（利民化工股份有限公司，江蘇新沂 221400）

氯乙烷主要用于染料中間體、乙基纖維素、殺菌劑、殺蟲(chóng)劑等的合成，具有非常廣泛的用途。近年來(lái)，隨著我國(guó)染料、香料、農(nóng)藥等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各生產(chǎn)線對(duì)氯乙烷的需求量與日俱增。目前獲得氯乙烷的主要方法為副產(chǎn)物回收法和合成法，回收氯乙烷的廢氣原料主要為合成乙膦鋁和亞磷酸二乙酯的副產(chǎn)物?；厥蘸屠煤靡异X和亞磷酸二乙酯尾氣中的氯乙烷，不僅能夠解決尾氣排放對(duì)環(huán)境的影響問(wèn)題，還可以帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，客觀上實(shí)現(xiàn)變廢為寶的目的[1-2]。但由于技術(shù)的限制，國(guó)內(nèi)大部分乙膦鋁和亞磷酸二乙酯生產(chǎn)企業(yè)對(duì)氯乙烷不能進(jìn)行有效地回收利用[3-4]。

現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中，氯乙烷尾氣的回收方法主要有以下兩種：①加壓冷凝法[5]。尾氣經(jīng)氣體冷凝器除去大部分水蒸汽，再進(jìn)入硫酸干燥器脫水，經(jīng)納氏泵加壓通過(guò)分離器除去酸霧后依次進(jìn)入2個(gè)串聯(lián)的粗氯乙烷冷凝器，冷凝后的粗氯乙烷液體進(jìn)入貯槽，最后通入蒸餾塔精制，塔頂出來(lái)的氣相組分經(jīng)成品冷凝器后進(jìn)精氯乙烷貯槽。②低溫吸收法[6-7]。將尾氣通入2個(gè)串聯(lián)的鼓泡吸收器，將吸收所得殘液冷卻后作為吸收劑，溶解吸收尾氣中的氯乙烷，再將所得吸收液置于貯槽中，最后通入蒸餾塔精制，塔頂出來(lái)的氣相組分經(jīng)成品冷凝器冷凝后進(jìn)精氯乙烷貯槽。

采用上述兩種方法回收氯乙烷，不僅回收率較低（一般為50%～60%），且回收的氯乙烷質(zhì)量不穩(wěn)定。為了彌補(bǔ)現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)存在的不足，本文提供一種乙膦鋁生產(chǎn)中氯乙烷尾氣的回收方法，該方法流程簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、成本低、回收率高、綠色環(huán)保，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 尾氣組分及參數(shù)

乙膦鋁生產(chǎn)過(guò)程中生成的含氯乙烷尾氣排放量1 000 Nm3/h，沸點(diǎn)12.5℃，為無(wú)色可燃?xì)怏w，含組分氯化氫55%、氯乙烷44%、氮?dú)?%，可作為燃料原料、煙霧劑和冷凍劑等。

2 工藝流程及說(shuō)明

回收乙膦鋁生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氯乙烷工藝流程見(jiàn)圖1。首先，將乙膦鋁生產(chǎn)過(guò)程中排放的含有氯化氫及氯乙烷混合廢氣通入釜頂冷凝器冷凝，冷凝液回流釜中，冷凝后的混合氣體依次通入三級(jí)水吸收塔，去除混合氣體中的氯化氫并回收副產(chǎn)物30%鹽酸；經(jīng)水吸收后的廢氣進(jìn)入氯乙烷尾氣緩沖罐中，將含有氯乙烷的尾氣從尾氣緩沖罐輸送到氣液分離器、除霧器，分別進(jìn)行氣液分離處理，分離出的水分回到三級(jí)水吸收塔作為補(bǔ)水；將經(jīng)過(guò)氣液分離處理的氯乙烷尾氣送入一級(jí)冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝溫度0～-2℃，使氣體中的水分冷凝分離，并收集氯乙烷氣體。

圖1 氯乙烷尾氣回收工藝流程

經(jīng)過(guò)一級(jí)冷凝器處理獲得的氯乙烷氣體經(jīng)氯乙烷氣體壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮處理，該氣體壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為無(wú)油潤(rùn)滑水冷活塞式，排氣壓力為0.8～1.2 MPa，吸氣壓力為常壓，傳動(dòng)方式為彈性聯(lián)軸器。

將經(jīng)過(guò)壓縮處理的氯乙烷通入二級(jí)冷凝器中，經(jīng)過(guò)冷凝溫度為-10～-15℃的深冷處理，最終得到成品氯乙烷。將經(jīng)過(guò)深冷處理獲得的成品氯乙烷輸送到氯乙烷液體貯槽，完成乙膦鋁生產(chǎn)過(guò)程中氯乙烷尾氣的回收。氯乙烷的回收率達(dá)到99.6%以上，含量達(dá)到99.8%以上。

3 主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

本處理工藝主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

4 運(yùn)行效果

含氯乙烷廢氣處理設(shè)施安裝調(diào)試完成后，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。含氯乙烷廢氣處理過(guò)程中產(chǎn)生非甲烷總烴的質(zhì)量濃度為10 000 mg/m3，產(chǎn)生速率為0.2 kg/h；處理后排放非甲烷總烴的質(zhì)量濃度為36mg/m3，產(chǎn)生速率為0.1 kg/h。尾氣排放非甲烷總烴符合《化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 32/3151—2016），執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為非甲烷總烴質(zhì)量濃度80 mg/m3，產(chǎn)生速率38 kg/h。工藝設(shè)計(jì)為DCS控制系統(tǒng)，三級(jí)水吸收塔液位、pH值監(jiān)測(cè)均設(shè)遠(yuǎn)傳裝置，pH值監(jiān)測(cè)、自動(dòng)加藥閥和進(jìn)出料均實(shí)現(xiàn)智能化操作；設(shè)置尾氣在線監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾氣排放情況；設(shè)定預(yù)警范圍，及時(shí)反饋系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題并適時(shí)調(diào)整。調(diào)試時(shí)將關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置好，嚴(yán)格限定廢氣進(jìn)氣量和排氣量、吸收塔pH值和液位、壓縮機(jī)運(yùn)行功率、冷凝器冷介質(zhì)溫度、水相分離器液位等，可達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，且有效回收副產(chǎn)物鹽酸用于生產(chǎn)，氯乙烷可出售。

5 結(jié)論

采用冷凝→三級(jí)水吸收→氣液分離→壓縮冷凝方式處理氯化氫及氯乙烷廢氣，解決廢氣處理過(guò)程中氯化氫及VOCs污染問(wèn)題，有效地將氯化氫及氯乙烷進(jìn)行回收分離并用于生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目的。

對(duì)氣液分離后的水進(jìn)行循環(huán)利用，有效降低水的使用量，減少?gòu)U水外排量。

整個(gè)流程通過(guò)DCS進(jìn)行有效控制，多處設(shè)置連鎖，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化并有效節(jié)能降耗。

裝置運(yùn)行后，可回收30%鹽酸2.5萬(wàn)t/a，回收氯乙烷0.6萬(wàn)t/a。排氣筒非甲烷總烴在線監(jiān)測(cè)值可連續(xù)穩(wěn)定小于80 mg/m3。此工藝對(duì)含氯化氫及氯乙烷的廢氣處理效果好，自動(dòng)化操作，有效解決了現(xiàn)有處理技術(shù)對(duì)含氯乙烷廢氣處理運(yùn)行成本高且無(wú)經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)回收副產(chǎn)物的目的，使經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益相統(tǒng)一。