專利名稱：一種消除adc發(fā)泡劑縮合工序產(chǎn)生的酸霧和酸水的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于消除ADC發(fā)泡劑(下稱ADC)生產(chǎn)中縮合工序產(chǎn)生的酸霧及其洗滌酸水污染的新方法及其裝置。
生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑的基本原料是液堿，氯氣，尿素和硫酸，其生產(chǎn)過程筒述如下1.制備次氯酸鈉………………(1)2.制備水合肼……(2)由反應(yīng)式可知，按上述制備之水合肼溶液(下稱粗肼)含有大量可溶性物質(zhì)，如氯化鈉、碳酸鈉和余堿，按過去國內(nèi)外生產(chǎn)ADC工藝，粗肼須經(jīng)蒸發(fā)、蒸餾、提純、濃縮后方可用于縮合工序制備聯(lián)二脲。
3.縮合制備聯(lián)二脲……(3)4.水洗后聯(lián)二脲用氯氣氧化制備ADC發(fā)泡劑………(4)由于ADC生產(chǎn)中主要原料純水合肼來源困難，而一般制備的粗水合肼因其含肼量僅3～4％且包含雜質(zhì)多，其中約含氯化鈉20％，碳酸鈉4～12％，氫氧化鈉1～5％和少量尿素，氨等，又因水合肼沸點比水高，所以蒸出和提純肼特別困難，需龐雜的設(shè)備且能耗高，無法滿足ADC生產(chǎn)發(fā)展的需要。本發(fā)明人曾于1970年在福州第一化工廠提出以粗肼(下稱肼)代替蒸餾濃肼生產(chǎn)ADC的新工藝，實踐證明它在產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量上都能滿足ADC生產(chǎn)要求，節(jié)省了蒸餾提純工序，并使設(shè)備大大簡化，大幅度降低能耗和生產(chǎn)成本，這種具有明顯優(yōu)勢的新工藝迅速被全國同行采用，但在推廣上述工藝時卻帶來酸霧和洗滌酸水污染環(huán)境的新問題，見中國氯堿1995年第4期ADC發(fā)泡劑的三廢治理和綜合利用及氯堿工業(yè)1991年第5期ADC發(fā)泡劑的現(xiàn)狀及2000年發(fā)展展望。
這是由于<3>式縮合反應(yīng)時，只能在微堿性至微酸性條件下進(jìn)行，否則尿素將大量水解損失。如保持微酸性則反應(yīng)速度快且收得率高，因此須首先將肼尿素溶液在縮合鍋加入濃硫酸中和肼和其中的氫氧化鈉、碳酸鈉呈微酸性，接著升溫至沸騰，在沸騰溫度下進(jìn)行<3>式反應(yīng)，并不斷補加酸以中和尿素水解產(chǎn)生的氨才能保持PH4～6。特別是在加酸中和階段，中和時形成的局部濃酸區(qū)與溶液中上述堿類進(jìn)行中和反應(yīng)時放出的中和熱和稀釋熱能促使?jié)馑崤c溶液中氯化鈉發(fā)生猛烈的復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量氯化氫外逸見反應(yīng)<5>………………(5)大量氯化氫與肼中逸出的少量氨反應(yīng)就生成白色酸性煙霧見反應(yīng)式<6>(白色煙霧)…………………(6)遇到霧天、雨天就產(chǎn)生酸雨造成對環(huán)境嚴(yán)重污染，各廠對酸霧都花大力研究治理措施，但多限于在治標(biāo)上下功夫，都是將酸霧經(jīng)水洗塔洗滌后用引風(fēng)機(jī)排放高空，洗滌水呈酸水排放，隨著各廠產(chǎn)量不斷提高只得加大洗滌塔和增加洗滌水用量并不斷提高排放煙囪高度，一般均在30米以上，高的達(dá)50米，這些措施雖然局部改善了環(huán)境狀況，但其排放的酸霧，酸水均未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明人著眼于治本，要從根本上解決上述ADC生產(chǎn)縮合工序中產(chǎn)生的酸霧和洗滌酸水的污染問題，經(jīng)過長期觀察、研究、追蹤污染源產(chǎn)生的原因、條件，提出多種方案，例如發(fā)明人于1979年在蘇州市全國同行業(yè)經(jīng)驗交流會上提出液下滴加酸方法，減少了酸霧產(chǎn)生與排放并使洗滌水酸度降低，最后經(jīng)對比、篩選、試驗改進(jìn)確定了最優(yōu)方法即“內(nèi)循環(huán)吸收法”，其技術(shù)實質(zhì)是通過控制中和反應(yīng)料液PH值使反應(yīng)緩和，并巧妙地利用投入的原料和反應(yīng)物料作為吸收劑，使復(fù)分解產(chǎn)生的氯化氫在未形成酸霧前(初生態(tài))就被反應(yīng)物料完全吸收并回用于生產(chǎn)又降低了酸耗。為提高縮合鍋設(shè)備利用率，將原有肼尿素溶解池改為肼尿素溶解中和池，減少了結(jié)合鍋中和時間，同時改善了中和時容易溢液的狀況，為提高吸收效果將加酸管與加肼管分別深入液下。
對比新舊流程中設(shè)備改進(jìn)之處是1.原肼尿素溶解池它裝有引風(fēng)機(jī)、攪拌器、液下泵和加肼管，新工藝增加硫酸罐，并將加酸管與加肼管分別深入液下。2.將原肼尿素溶解池改為肼尿素溶解中和池，將原中和反應(yīng)在縮合鍋進(jìn)行而改為在肼尿素溶解中和池進(jìn)行，因而又提高了縮合鍋設(shè)備利用率。3.原引風(fēng)機(jī)作用是將肼尿素溶解池中逸出氨氣排放屋外，現(xiàn)變?yōu)閷⒅泻鸵莩龅亩趸嫉葰怏w排放屋外，4.原縮合鍋配有導(dǎo)管、集氣總管和洗滌塔及供水深井泵、引風(fēng)機(jī)、排高空煙囪管和管架，它起中和與縮合作用，引風(fēng)機(jī)是將產(chǎn)生酸霧抽出并經(jīng)洗滌后排空。新工藝無酸霧逸出，僅有水蒸氣與二氧化碳等，可從導(dǎo)管直接排空，可省了導(dǎo)管之后酸霧處理整套設(shè)備。
新工藝優(yōu)點與效益1.新工藝最大特點是能實現(xiàn)反應(yīng)物料作為酸霧吸收劑，吸收后返回使用，把酸霧消滅在生產(chǎn)過程中，可取消了酸霧處理整套設(shè)備，不放酸水，不冒酸霧，其最大效益是環(huán)保效益，它從根本上消除酸霧和大量酸水污染，又獲得好經(jīng)濟(jì)效益。
2.新工藝使生產(chǎn)每噸ADC節(jié)約用水500噸(見中國氯堿1994年第五期“ADC發(fā)泡劑生產(chǎn)能耗探討”和500噸污水的排污染費以及日常處理費用。
3.新建廠可節(jié)省酸霧處理建設(shè)費用(包括集氣總管道、輸送管道、引風(fēng)機(jī)、排高空煙囪和管架、水源(深井泵)等許多基建費用，1000噸/年小廠可節(jié)約20萬元以上。
4.新工藝用物料吸收酸霧后返回系統(tǒng)使用，使每噸產(chǎn)品可節(jié)約硫酸50kg，由于沒有酸霧逸出，可使縮合鍋壽命延長一倍以上。
5.新工藝設(shè)備簡單，操作容易，便于推廣。
測定與觀察結(jié)果。
舊工藝中和縮合所產(chǎn)生的酸霧雖經(jīng)洗滌處理后還是濃煙滾滾，洗滌前用PH試紙(下稱試紙)測定PH＜1，洗滌后氣體測定仍呈酸性PH≤1，只好高空排放，煙囪一般在30m以上，高的達(dá)50m。管道冷凝水測定結(jié)果含鹽酸0.5～2％，大量洗滌水PH在1～2左右。
新工藝是中和和縮合分開，中和過程料液在PH4～9時，排出氣體經(jīng)試紙多次測定PH均在6～8，符合排放標(biāo)準(zhǔn)可直接排放。縮合反應(yīng)在料液PH4～6、溫度110℃時，排出氣體以水蒸汽為主，還有二氧化碳和氨，經(jīng)試紙測定PH為6～9，多數(shù)在7～8。能符合排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放于屋外，以保持操作環(huán)境空氣新鮮。當(dāng)測定縮合排氣冷凝水時PH值均在8～9。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
附

圖1中(1)硫酸罐(2)肼計量罐(3)肼一尿素溶解中和池(4)攪拌器(5)液下泵(6)縮合鍋(7)引風(fēng)機(jī)。
附圖2中(1)硫酸罐(2)肼計量罐(3)肼一尿素溶解池(4)攪拌器(5)液下泵(6)縮合鍋(7)引風(fēng)機(jī)(8)尾氣洗滌塔(9)煙囪操作過程參照新工藝流程圖1，肼尿素溶解中和操作步驟先開動引風(fēng)機(jī)和攪拌器，再開加肼伐1#和加酸伐2#以保持池中料液PH4～9，當(dāng)準(zhǔn)確加入3立方米(縮合鍋5立方米)，肼后立即關(guān)加肼伐1#并全部加入按純肼量配比所需尿素，繼續(xù)加硫酸調(diào)節(jié)PH至4時關(guān)加酸伐2#，待尿素全部溶解后，關(guān)攪拌器和引風(fēng)機(jī)，開縮合鍋進(jìn)料伐3#，開液下泵將肼尿素溶液打到縮合鍋至定量留下剩余液500～600mm，仃液下泵關(guān)進(jìn)料伐3#，一批肼尿素溶解中和即告完成。
2.縮合操作步驟與舊工藝相比，減少了酸霧處理系統(tǒng)所有操作，將肼尿素中和池中料液打入縮合鍋，通入蒸氣，加熱煮沸，當(dāng)酸度降低時開加酸伐4#，以保持PH在4～6，縮合4～5小時后職料液化驗，當(dāng)2ml料液耗C＝0.5mol/L碘液1.5ml以內(nèi)，即為縮合完成，出料。
權(quán)利要求
1.一種消除ADC生產(chǎn)中縮合工序產(chǎn)生的酸霧和洗滌酸水污染方法，其特征是在中和過程保持反應(yīng)物料PH值在一定范圍，利用原料肼和反應(yīng)物料作為酸霧吸收劑，將肼尿素溶解和中和反應(yīng)在同一個肼尿素溶解中和池中進(jìn)行，每批加入一定量的肼和其所需配比的尿素，繼續(xù)加酸調(diào)節(jié)PH至4，待尿素全部溶解后將料液打至縮合鍋，通入蒸氣加熱，在沸騰和PH在4～6條件下完成縮合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述反應(yīng)物料是指肼尿素溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，中和過程反應(yīng)料液PH值應(yīng)保持2～11之間，最好為4～9之間。
4.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法之裝置，其特征是由肼尿素溶解中和池，縮合鍋，液下泵，攪拌器，肼計量罐，硫酸罐，引風(fēng)機(jī)等組成，加酸管與加肼管分別深入液下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述，加酸管和加肼管都應(yīng)深入液下20公分以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除ADC發(fā)泡劑縮合工序產(chǎn)生的酸霧和洗滌酸水污染的新方法及裝置。其技術(shù)實質(zhì)是采用“內(nèi)循環(huán)吸收法”，即利用原料肼和反應(yīng)物料作為吸收劑，使氯化氫在未形成酸霧前就被反應(yīng)物料吸收并回用于生產(chǎn)，保持中和過程料液為pH4-9并與縮合反應(yīng)分開進(jìn)行，該法所需生產(chǎn)裝置由肼尿素溶介中和池、縮合鍋、液下泵、攪拌器、肼計量罐、硫酸罐、引風(fēng)機(jī)等組成，無需酸霧處理設(shè)備，節(jié)水、節(jié)電、降低酸耗，有明顯的經(jīng)濟(jì)社會效益和環(huán)保效益。
文檔編號B01D53/78GK1150059SQ9610754
公開日1997年5月21日 申請日期1996年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月30日
發(fā)明者鄭守樽 申請人:鄭守樽