一种基于磺化尾气回用的尾气净化系统与净化工艺

申请号 CN202311793876.1 申请日 2023-12-25 公开(公告)号 CN117861321A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 赞宇科技集团股份有限公司; 嘉兴赞宇科技有限公司; 河南赞宇科技有限公司; 杭州赞宇化工有限公司; 发明人 刘炜康; 华文高; 史立文; 雷小英; 张沁强; 葛赞; 洪玉倩; 王侃;
摘要 本 发明 公开了一种基于磺化尾气回用的尾气 净化 系统与净化工艺,包括磺化生产分离后的酸性尾气的净化及回用过程。本发明提出工艺依托原有气相磺化生产系统,将磺化生产分离后的尾气与净化液一同进入高压离心 风 机,对磺化尾气进行净化吸收,净化处理后的尾气回到磺化气体发生系统中循环使用。本发明采用的工艺对磺化尾气的净化效果好,提高设备运行 稳定性 的同时提高产品品质,同时净化液收集后可以作为家用油污净产品的原料,具有较高的附加价值。
权利要求

1.一种基于磺化尾气回用的尾气净化系统,其特征在于,所述尾气净化系统包括通过管道连接的磺化器、气液分离器、旋分离器、静电除雾器、磺化工艺风机、沉降分离器、燃硫炉、转化塔、SO3冷却器以及SO3过滤器;所述静电除雾器的出口与所述磺化工艺风机的进口相连,所述磺化工艺风机的进口还与气补充口以及净化液入口连接;所述SO3过滤器与所述磺化器连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化系统,其特征在于,所述沉降分离器上设有磺化尾气吸收液出口,所述磺化器上设有有机料入口,所述气液分离器上设有酸酯出口。
3.一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,所述尾气净化工艺采用权利要求1或2所述的尾气净化系统,包括以下步骤:
1)磺化反应后,经气液分离器、旋风分离器分离与静电除雾器除雾后的磺化尾气,补充硫磺燃烧、SO2转化消耗的氧气后,经管道进入磺化工艺风机吸风口,经磺化工艺风机加压重新作为磺化反应的工艺风;
2)磺化尾气进入磺化工艺风机的同时,磺化尾气净化液按一定流量从磺化工艺风机吸风口前端的进风管,经雾化后进入磺化工艺风机,在磺化工艺风机叶轮的作用下,对磺化尾气进行吸收;
3)磺化工艺风机输出的经净化处理后的尾气,经沉降分离器分离,与硫磺一起进入燃硫炉燃烧,再经由转化塔转化、SO3冷却器冷却、SO3过滤器过滤后,进入磺化器与有机料进行磺化;
4)磺化后物料经气液分离后,液相去后处理工艺得到磺化成品;气相重复以上步骤,实现尾气的循环回用。
4.根据权利要求3所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,步骤1)中,磺化尾气为传统气相膜式磺化生产阴离子表面活性剂过程中产生的磺化尾气,其中含有的酸性组分包括SO2气体、硫酸酸雾与磺化酸酯。
5.根据权利要求3所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,步骤1)中,磺化工艺风机为高速离心风机,叶轮转速为19000‑21000RPM;所述磺化工艺风机对磺化尾气的升压为45~60KPa。
6.根据权利要求3所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,步骤2)中,磺化尾气净化液为直链十二烷基苯、油脂乙氧基化物与二丙二醇单丁醚的组合物。
7.根据权利要求6所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,磺化尾气净化吸收液的加入量为每立方磺化尾气加入0.5‑1.5g;直链十二烷基苯、油脂乙氧基化物与二丙二醇单丁醚的质量比为1~10:90~100:0.5‑1。
8.根据权利要求7所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,所述沉降分离器的尾气风速为1‑5m/s,平均停留时间为2‑5s。
9.根据权利要求3所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,经沉降分离器分离收集得到的吸收液,与AES按1:1复配,有机调节pH到8‑9,加调节固含量到
15%,得到油污净产品。
10.根据权利要求3所述的一种基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,其特征在于,步骤(3)中,有机料、后处理工艺根据最终生产成品不同,生产磺酸有机料为烷基苯,后处理工艺为老化、水解;生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠有机料为脂肪醇聚氧乙烯醚,后处理工艺为中和。

说明书全文

一种基于磺化尾气回用的尾气净化系统与净化工艺

技术领域

[0001] 本发明属于精细化工技术领域,涉及对磺化尾气的净化,以及净化过程中吸收液的利用,具体涉及一种基于磺化尾气回用的尾气净化系统与净化工艺。

背景技术

[0002] 表面活性剂由于具有特定的亲、亲油基团,在溶液表面能够定向排列使目标溶液表面张显著下降,因此在日用洗护、精细化工、医药中间体领域具有较为广泛的应用,其中以阴离子表面活性剂在生活中的应用最广,主要以硫酸化物和磺酸化物为主,其主要通过磺化反应将‑SO3或‑OSO2H基团引入原料分子链中,使其具有一定的表面活性。目前常用的磺化剂有气体/液体SO3、浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸等,由于气体SO3具有较高的反应收率、对环境污染低等优点因而在工业生产中被广泛采用。SO3气体由空气发生装置产生,即液硫与空气燃烧后生产SO2气体,随后在转化塔内与空气化为SO3气体,再与工艺空气稀释、混合、降温、过滤后,在磺化反应器中与有机料接触后发生反应,反应结束后物料与磺化气体从磺化反应器底部流出,经气液分离、旋分离后与液体酸酯分离,磺化尾气中含有少量的有机/无机酸雾及SO2、SO3与水分接触形成的残留酸性液滴,经过静电除雾器收集酸性液滴后,再通过洗塔中和后气体即可对外排放。近年来国家对环境污染的治理越来越趋于严格,要求尾气的排放标准也逐渐提高,因此需要对尾气处理工艺进行优化改进。
[0003] 中国专利CN211734228U公开了一种燃硫法气相SO3磺化尾气回用生产工艺,通过将静电除雾器处理后的尾气与氧气混合后经风机引导后进入燃硫炉,重新进入燃硫炉燃烧、转化塔氧化,最终得到SO3稀释气体。上述工艺实现了磺化尾气的循环回用,但实际运行后发现,静电除雾后的尾气,其中依旧含有微量的有机酸雾,长时间运行后,有机酸雾慢慢会在风机腔体内部粘附,慢慢形成酸胶,影响到风机的正常运行,因此一般1个月左右风机需要进行清理,一定程度上影响了生产效率。同时尾气中少量的有机酸雾会对产品品质造成一定的影响。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题,本发明提供了一种基于磺化尾气回用的尾气净化系统与净化工艺,主要适用于磺化尾气回用工艺过程,对磺化尾气的净化,从而提高磺化尾气回用的稳定性,具有较好的经济效益和环保性。
[0005] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] 本发明提供了一种基于磺化尾气回用的尾气净化系统,所述尾气净化系统包括通过管道连接的磺化器、气液分离器、旋风分离器、静电除雾器、磺化工艺风机、沉降分离器、燃硫炉、转化塔、SO3冷却器以及SO3过滤器;所述静电除雾器的出口与所述磺化工艺风机的进口相连,所述磺化工艺风机的进口还与氧气补充口以及净化液入口连接;所述SO3过滤器与所述磺化器连接。
[0007] 作为本发明的一种优选方案,所述沉降分离器上设有磺化尾气吸收液出口,所述磺化器上设有有机料入口,所述气液分离器上设有酸酯出口。
[0008] 本发明还提供了采用上述的尾气净化系统的基于磺化尾气回用的尾气净化工艺,包括以下步骤:
[0009] 1)磺化反应后,经气液分离器、旋风分离器分离与静电除雾器除雾后的磺化尾气,补充硫磺燃烧、SO2转化消耗的氧气后,经管道进入磺化工艺风机吸风口,经磺化工艺风机加压重新作为磺化反应的工艺风;
[0010] 2)磺化尾气进入磺化工艺风机的同时,磺化尾气净化液按一定流量从磺化工艺风机吸风口前端的进风管,经雾化后进入磺化工艺风机,在磺化工艺风机叶轮的作用下,对磺化尾气进行吸收;
[0011] 3)磺化工艺风机输出的经净化处理后的尾气,经沉降分离器分离,与硫磺一起进入燃硫炉燃烧,再经由转化塔转化、SO3冷却器冷却、SO3过滤器过滤后,进入磺化器与有机料进行磺化;
[0012] 4)磺化后物料经气液分离后,液相去后处理工艺得到磺化成品;气相重复以上步骤,实现尾气的循环回用。
[0013] 作为本发明的一种优选方案,步骤1)中,磺化尾气为传统气相膜式磺化生产阴离子表面活性剂过程中产生的磺化尾气,其中含有的酸性组分包括SO2气体、硫酸酸雾与磺化酸酯。
[0014] 作为本发明的一种优选方案,步骤1)中,磺化工艺风机为高速离心风机,叶轮转速为19000‑21000RPM;所述磺化工艺风机对磺化尾气的升压为45‑60KPa。
[0015] 作为本发明的一种优选方案,步骤2)中,磺化尾气净化液为直链十二烷基苯、油脂乙氧基化物与二丙二醇单丁醚的组合物。
[0016] 作为本发明的一种优选方案,磺化尾气净化吸收液的加入量为每立方磺化尾气加入0.5‑1.5g;直链十二烷基苯、油脂乙氧基化物与二丙二醇单丁醚的质量比为1‑10:90‑100:0.5‑1。
[0017] 作为本发明的一种优选方案,所述沉降分离器的尾气风速为1‑5m/s,平均停留时间为2‑5s。
[0018] 作为本发明的一种优选方案,经沉降分离器分离收集得到的吸收液,与AES按1:1复配,有机碱调节pH到8‑9,加水调节固含量到15%,得到油污净产品。
[0019] 作为本发明的一种优选方案,步骤(3)中,有机料、后处理工艺根据最终生产成品不同,生产磺酸有机料为烷基苯,后处理工艺为老化、水解;生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠有机料为脂肪醇聚氧乙烯醚,后处理工艺为中和。
[0020] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0021] 1)本发明对原有磺化尾气回用工艺进行进一步创新,进一步提升其运行周期。
[0022] 2)本发明选择高速离心风机作为工艺风机,利用高速离心风机叶轮的高速转动,形成一定的超重力场,使净化液有效接触吸收尾气中的酸性液滴;同时利用工艺输送风机作为净化装置,极大的简化了工艺流程;工艺风机较高的压力,可以有效将尾气中微小的雾滴集聚,提高沉降分离器的分离效果。
[0023] 3)本发明选择转速为19000‑21000RPM的高速离心风机,对尾气中有机酸雾的吸收具有一定的特异性效果;转速过低,造成雾化不彻底吸收不理想;转速过高,则造成雾化过强,导致吸收液不能在沉降分离器有效收集,最终进入燃硫炉燃烧后。最终造成产品品质变差,以生产AES为例,会造成AES的二噁烷过高,生产磺酸则会造成磺酸色泽变深。
[0024] 4)本发明设计开发的利用一定比例的直链十二烷基苯、油脂乙氧基化物(SOE‑N‑60)与二丙二醇单丁醚复配而成的吸收液,在特定比例下,对尾气的净化吸收效果尤为明显,很好的避免了风机内酸胶的形成,极大提高了风机的运行稳定性。
附图说明
[0025] 图1为本发明的运行工艺流程图
[0026] 其中,1.磺化工艺风机;2.沉降分离器;3.燃硫炉;4.转化塔;5.SO3冷却器;6.SO3过滤器;7.磺化器;8.气液分离器;9.旋风分离器;10.静电除雾器;11.净化液入口;12.氧气补充口;13.有机料入口;14.酸酯出口;15.磺化尾气吸收液出口。

具体实施方式

[0027] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于理解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0028] 参见图1,本发明首先提供了基于磺化尾气回用的尾气净化系统,所述尾气净化系统包括通过管道连接的磺化器7、气液分离器8、旋风分离器9、静电除雾器10、磺化工艺风机1、沉降分离器2、燃硫炉3、转化塔4、SO3冷却器5以及SO3过滤器6;所述静电除雾器10的出口与所述磺化工艺风机1的进口相连,所述磺化工艺风机1的进口还与氧气补充口12以及净化液入口11连接;所述SO3过滤器6与所述磺化器7连接。
[0029] 沉降分离器2上设有磺化尾气吸收液出口15,磺化器7上设有有机料入口13,气液分离器8上设有酸酯出口14。
[0030] 实施例1
[0031] 以产能为3.8t/h磺化生产线,磺化尾气回用生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为例:
[0032] 磺化工艺风机选用高速离心风机,沉降分离器有效容积6m3,有效通道截面积1m2。
[0033] 磺化尾气净化吸收液为直链十二烷基苯、油脂乙氧基化物(SOE‑N‑60)与二丙二醇单丁醚按质量比例5:100:1的组合物。
[0034] 磺化反应后,经气液分离器、旋风分离器分离、静电除雾器除雾后的磺化尾气,补充硫磺燃烧、SO2转化消耗的氧气后,经管道进入磺化工艺风机吸风口,控制风机转速到3
20000RPM,同时通过气调节控制风机实际输出风量为7000m/h。
[0035] 风机运行同时,磺化尾气净化吸收液通过计量,按7kg/h的速度从风机入口风管段雾化进入,在风机内对磺化尾气进行净化。
[0036] 经净化后尾气经风机加压到50kpa后,经沉降分离器分离去除尾气中的大部分净化吸收液后,进入燃硫炉,与300kg/h的硫磺燃烧形成SO2气体;SO2气体继续进入转化塔转化为SO3气体,再经SO3冷却器冷却、SO3过滤器过滤后,进入磺化器与2500kg/h的脂肪醇聚氧乙烯醚进行磺化。
[0037] 磺化后经气液分离后,液相去中和,与碱液中和得到产品脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),气相重复以上步骤,实现尾气的循环回用。
[0038] 沉降分离器收集得到的液相吸收液,统一收集后,与AES按1:1复配后,有机碱调节pH到8‑9,加水调节固含量到15%后,可以得到一款油污净产品。
[0039] 实施例2
[0040] 以产能为5t/h磺化生产线,生产烷基苯磺酸为例:
[0041] 磺化工艺风机选用高速离心风机,沉降分离器有效容积8m3,有效通道截面积2
1.4m。
[0042] 磺化尾气净化吸收液为直链十二烷基苯、油脂乙氧基化物(SOE‑N‑60)与二丙二醇单丁醚按质量比例5:100:1的组合物。
[0043] 磺化反应后,经气液分离器、旋风分离器分离、静电除雾器除雾后的磺化尾气,补充硫磺燃烧、SO2转化消耗的氧气后,经管道进入磺化工艺风机吸风口,控制风机转速到3
21000RPM,同时通过气阀调节控制风机实际输出风量为10000m/h。
[0044] 风机运行同时,磺化尾气净化吸收液通过计量泵,按10kg/h的速度从风机入口风管段雾化进入,在风机内对磺化尾气进行净化。
[0045] 经净化后尾气经风机加压到50kpa后,经沉降分离器分离去除尾气中的大部分净化吸收液后,进入燃硫炉,与525kg/h的硫磺燃烧形成SO2气体;SO2气体继续进入转化塔转化为SO3气体,再经SO3冷却器冷却、SO3过滤器过滤后,进入磺化器与3550kg/h的烷基苯进行磺化。
[0046] 磺化后经气液分离后,液相经由老化、水解得到产品烷基苯磺酸,气相重复以上步骤,实现尾气的循环回用。
[0047] 沉降分离器收集得到的液相吸收液,统一收集后,与AES按1:1复配后,有机碱调节pH到8‑9,加水调节固含量到15%后,可以得到一款油污净产品。
[0048] 对比例1
[0049] 整体工艺按实施例1实施,生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠;但风机入口不雾化进入物料。
[0050] 对比例2
[0051] 整体工艺按实施例1实施,生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠;但风机入口雾化进入的净化液组成调整。
[0052] 净化吸收液调整为油脂乙氧基化物(SOE‑N‑60)与二丙二醇单丁醚按质量比例100:1的组合物。
[0053] 对比例3
[0054] 整体工艺按实施例1实施,生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠;但对风机转速进行调整,降至18000RPM,但风量、风压维持不变。
[0055] 对比例4
[0056] 整体工艺按实施例1实施,生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠;但对风机转速进行调整,提高到22000RPM,但风量、风压维持不变。
[0057] 对比例5
[0058] 整体工艺按实施例2实施,生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠;但对风机转速进行调整,提高到22000RPM,但风量、风压维持不变。
[0059] 具体结果参见表1与表2。
[0060] 表1.实施例1与对比例1‑4成品AES指标
[0061]
[0062] 表2.实施例2与对比例5成品磺酸指标
[0063]
[0064] 由实施例1‑2与对比例1‑5运行及产品数据可以看出,选用特定组分的净化液,在特定转速的高压离心风机,对磺化尾气进行净化,风机的稳定运行、产品品质的提升均有较为优异的效果。
[0065] 本发明的基于磺化尾气回用的尾气净化系统与净化工艺,主要适用于磺化尾气回用工艺过程,对磺化尾气的净化,从而提高磺化尾气回用的稳定性,具有较好的经济效益和环保性。
[0066] 以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明任何形式上和实质上的限制,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还将可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变,均仍属于本发明的技术方案的范围内。
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