光气法酰氯反应尾气处理技术解析

光气法酰氯反应尾气处理技术解析

张凯

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摘要：针对酰氯反应尾气处理特点，例如难度大、流程复杂等，进行有效的分析，并简要介绍妥善处理光气法酰氯反应尾气的重要价值，提出光气法酰氯反应尾气处理工艺要点，旨在给相关学者提供借鉴。

关键词：化学吸收碱破坏工艺；物理吸收反应工艺；物理吸收回用工艺

0引言：

在酰氯反应过程中，会产生较多的尾气，尾气中含有毒有害物质，不但会引起人体呼吸道疾病，而且会导致酸雨，严重破坏现有的生态系统。工业生产企业在逐渐扩大生产规模的同时，要强化自身的污染防治意识，对酰氯反应尾气进行妥善处理，减小环境破坏。鉴于此，本文重点分析光气法酰氯反应尾气处理技术要点。

1妥善处理光气法酰氯反应尾气的重要价值分析

酰氯化主要指的是含有酰基物质和含有活泼氯试剂发生反应后，所生产酰氯物质过程，酰氯是一种比较活泼的化学试剂，同时也是较为常见的有机化工产品，在有机合成与精细化加工中被广泛运用，具备良好的附加值。

当前时期，酰氯化工合成方法主要分为三种，分别是三氯化磷工艺、五氯化磷工艺、氯化亚砜和光气方法。前两种工艺会影响酰氯产品和副产物分离效果，同时会对装置产生严重的腐蚀，在工业中应用较少。而氯化亚砜工艺具备反应条件稳定、反应回收率高的优势，但是，此项工艺在应用过程中，通常会产生有毒有害气体，处理费用比较高，工业生产难度也比较大。以上述三种工艺不同，光气方法的反应周期比较短，产品质量更加稳定，回收率比较高，在工业生产过程中应用较多。为了保证光气法在工业生产中得到更好运用，减少环境污染与破坏，工业企业要妥善处理光气法酰氯反应尾气，进而更好的保护生态环境。

2探讨光气法酰氯反应尾气处理工艺

2.1化学吸收碱破坏工艺

当前阶段，光气法酰氯生产企业采取化学吸收碱破坏工艺较多，此工艺主要是将氢氧化钠溶液和光气法酰氯尾气发生反应，经过洗涤处理后，待尾气符合规定标准要求，方可排放。

酰氯化装置内部的尾气，通过进入到尾气吸收塔，和氢氧化钠溶液发生反应，由于中和反应的不断进行，氢氧化钠溶液的浓度不断下降，当溶液的浓度下降到规定数值时，废弃的碱液会快速排出，同时，塔釜液位也会缓慢的降低到设定数值，技术人员通过重新添加新的氢氧化钠溶液到塔釜起始液位。因为废气和连续进料的反应，全部是放热反应，因此，可以安装换热器，保证系统内部的热量有效散发^[1]。

化学吸收碱破坏工艺具有以下优点：操作流程简单、工艺控制效果好、便于操作。但是，此种工艺也存在一定缺陷，会使用较多的能源与减液。按照投入产出统计得知，35kt/a的硬脂酰氯装置当中，会存在较多的碱性废水，给环境带来较大影响。由于化学反应装置规模的逐渐扩大，若工业企业采取此种工艺，则会消耗更多的能源，物料消耗量也随之增加。但是，如果能够回收利用光气，同时，将分离出来的氯化氢与二氧化碳作为反应副产品进行外卖，不但可以提高企业的经济收入，而且能够减少废水排放。

2.2物理吸收反应工艺

物理吸收反应工艺，主要指的是将酰氯化尾气，用来当做下游产品的生产原料，不仅可以减少废水的产量，提高物料的利用率，而且能够降低物理吸收法光气解析生产成本。在吸收塔或者吸收器当中，利用甘油，将氯化尾气内部的光气与氯化氢完全吸收，通过对吸收液进行加热处理，最终和催化剂充分混合，生长环氧氯丙烷。现阶段，此项工艺仍处于实验室阶段，未来，在工业化装置建设中应用前景广阔^[2]。但是，结合此阶段该技术的应用情况得知，仍然存在很多问题，需要技术人员来处理。

2.3物理吸收回用工艺

2.3.1工艺原理

物理吸收回用工艺的主要原理是多种气体，吸收剂相同环境下，其溶解度存在较大差异，吸收剂具备吸收工艺选择性。物理吸收回用工艺主要是进行酰氯化反应气体中光气回收，光气回收完毕后，将光气自吸收剂中进行解析处理。此项工艺是物理吸收工艺的补充，通常需要在解析之后，设置吸收剂精制，进一步提升吸收剂可靠性。物理吸收回用工艺所分离出来的光气，会重新送回到系统内部，实现循环利用，而经过系统所分离的氯化氢与二氧化氮，运用水吸收方法，制作为高浓度的盐酸^[3]。

一般来说，吸收液的循环量和尾气气量，包括操作环境存在较大联系。通过提升操作的压力，同时逐渐降低操作的温度，能够减少溶液循环量，降低装置操作成本。但是，酰氯化通常需要在微正压下反应，因此，仅能够对操作温度进行调整，进而找到最佳的操作条件。在工业生产过程中，光气解析塔的上半部分会聚集较多的水分，生成较多的盐酸。为了提升装置的耐腐蚀性能，以及解析塔上半部分的塔体、各类支撑材料，均采取哈氏合金材料。结合上述分析得知，吸收塔与解析塔，所需要使用的吸收剂甲苯循环量比较少，操作温度比较低。

2.3.2光气吸收塔的特点

为保证下游盐酸吸收的安全性，甲苯吸收塔的顶部气体中，光气含量不宜超过3ppm，在符合吸收要求与级间冷却需求的基础上，理论板数量超过15之后，吸收剂的用量，对最终分离效果影响特别小。理论板数量的确定，要全面考虑多项因素，要求相关人员结合具体的操作温度与甲苯用量，包括级间冷却效果，进行多次计算，进而合理确定理论板数量。

2.3.3级间冷却器的选择

甲苯吸收光气属于放热的过程，因此，如果能够将吸收过程当中的热量完全移出，吸收剂容量会不断增强，使得吸收剂循环量不断下降，所以会降低装置运行成本。例如，可以将吸收塔分成两段或者三段，同时，增加两台级间冷却器，而冷却介质则需要使用-15℃的冷媒介。级数多，表明塔内部的各个板温度更加稳定，由于级数的逐渐增多，吸收剂甲苯使用量和理论基本一致，用量会逐渐减少^[4]。

2.3.4合理确定甲苯使用量

结合上述的分析得知，甲苯吸收塔理论板使用32块，同时在两个段之间安装换热器，在该工艺条件之下，甲苯使用量，会对塔的吸收效果影响较大。若甲苯的使用量超过2100kg/h，塔顶二氧化碳与氯化氢内部的光气含量能够达到3PPM，有效满足下游盐酸吸收需求。

2.3.5光气解析塔

第一，为了提升成品的质量，解析塔顶所回收的光气甲苯含量不宜超过20ppm。

第二，解析塔进料量主要由灵敏板方法来管控^[5]。

3结束语：

在酰氯合成工艺之中，光气法具备反应周期较短、产品质量高、污染小的特点，是我国工业化生产的核心方向。化学吸收碱破坏工艺操作简单，但是，受工艺条件限制较大，容易产生较多污染。物理吸收反应工艺能够代表行业未来发展方向，但现阶段没有实现工业化生产。而物理回用工艺是一种比较安全的工业化生产方法，不仅能够将光气与氯化氢回收利用，而且不会产生废水，但是此种工艺投资比较高。因此，相关人员要结合工业生产规模与特点，合理确定物理回用工艺操作参数。

参考文献：

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[3]李玉萍,刘慧,陈建新.α-羰基酰氯与氨甲酰基硅烷反应合成连三羰基化合物的新方法[J].山西师范大学学报(自然科学版),2017,31(02):60-64.

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