化工安全课程设计（乙炔生产过程中废气的净化技术）

乙炔生产过程中废气的净化技术

前 言

乙炔可用以照明、焊接及切断金属（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。

乙炔燃烧时能产生高温，氧炔焰的温度可以达到3200℃左右，用于切割和焊接金属。供给适量空气，可以完全燃烧发出亮白光，在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。乙炔化学性质活泼，能与许多试剂发生加成反应。在20世纪60年代前，乙炔是有机合成的最重要原料，现仍为重要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成，均可生成生产高聚物的原料。

乙炔在不同条件下，能发生不同的聚合作用，分别生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔，前者与氯化氢加成可以得到制氯丁橡胶的原料2-氯-1，3-丁二烯。乙炔在400～500℃高温下，可以发生环状三聚合生成苯；以氰化镍Ni(CN)2为催化剂，在50℃和1.2～2MPa下，可以生成环辛四烯。

乙炔在高温下分解为碳和氢，由此可制备乙炔炭黑。一定条件下乙炔聚合生成苯，甲苯，二甲苯，,萘，蒽，苯乙烯，茚等芳烃。通过取代反应和加成反应，可生成一系列极有价值的产品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔，进而与氯化氢进行加成反应得到氯丁二烯；乙炔直接水合制取乙醛；乙炔与氯化氢进行加成反应而制取氯乙烯；乙炔与乙酸反应制得乙酸乙烯；乙炔与氰化氢反应制取丙烯腈；乙炔与氨反应生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶；乙炔与甲苯反应生成二甲苯基乙烯，进一步催化剂裂化生成三种甲基苯乙烯的异构体：乙炔与一分子甲醛缩合为丙炔醇，与二分子甲醛缩合为丁炔二醇；乙炔与丙酮进行加成反应可制取甲基炔醇，进而反应生成异戊二烯；乙炔和一氧化碳及其他化合物(如水，醇，硫醇)等反应制取丙烯酸及其衍生物。

本文针对乙炔尾气中的主要成分H2S和 PH3 的化学性质和净化方法，进行了分析。随后根据乙炔尾气各种成分比例的特点，重点介绍了三个主要常用的净化方法、吸收法、吸附法、催化氧化法，并最终找到了合理的优化净化方案。

深度净化乙炔尾气，同时回收乙炔尾气中磷和硫，能够促进我国乙炔制造行业清洁生产及资源回收利用，使乙炔制造行业出现新的经济增长点，这也势必带动化工行业的“绿色化工”“循环化工”等理念的实践和实施。

乙炔生产过程中废气的净化技术

目录

1乙炔工业现状 ............................................................................................................. 1

1.1国外乙炔产业现状 ........................................................................................... 1 1.2国内乙炔工业现状 ........................................................................................... 1 2 乙炔生产工艺概况 .................................................................................................... 2

2 .1乙炔生产工艺流程 .......................................................................................... 2 2 .2乙炔生产过程中危险性分析 .......................................................................... 5 2 .3乙炔生产尾气组成 .......................................................................................... 5 3 干法乙炔生产尾气净化 ............................................................................................ 7

3.1 H2S气体的净化 ............................................................................................... 7

3.1.1浸溃活性炭脱除H2S ............................................................................. 7 3.1.2活性炭自身特性对脱除H2S的影响 .................................................... 8 3.2 PH3气体的净化 ............................................................................................. 10

3.2.1燃烧法 ................................................................................................... 10 3.2.2吸附法 ................................................................................................... 10 3.2.2化学吸附法 ........................................................................................... 11

4 乙炔尾气的净化方法 .............................................................................................. 14

4.1吸收法 ............................................................................................................. 14

4.1.1水洗碱洗串联法 ................................................................................... 14 4.1.2次氯酸钠氧化法 ................................................................................... 14 4.2吸附法 ............................................................................................................. 14 4.3催化氧化法 ..................................................................................................... 15 4.4其他净化工艺 ................................................................................................. 16 4.5各种尾气净化工艺的比较 ............................................................................. 16 5 乙炔尾气净化技术总述 .......................................................................................... 18 参考文献 ...................................................................................................................... 20

乙炔生产过程中废气的净化技术

1乙炔工业现状

1.1国外乙炔产业现状

自然界没有天然的乙炔存在，工业上大量生产乙炔方法主要有两种：电石法和烃类裂解法。

1）电石法乙炔工艺

以煤和石灰石为原料，在电炉中高温下熔融而制得电石，其主要成分是碳化钙。电石与水反应则得到乙炔。根据电石和水加入的方法不同，一般可分为湿式乙炔发生和干式乙炔发生两种。湿式乙炔发生是将电石加入过量的水中发生乙炔的方法；干式乙炔发生是将水加入电石里产生乙炔的方法。过去以湿式乙炔发生为主，随着环保意识的提高，国外先进工艺为干法乙炔发生工艺。

2）烃类裂解法乙炔工艺

上世纪六、七十年代，烃类裂解乙炔有BASF法、SBA法、Montecatini法、Hüls法、HTP法、Wnlff法、BASF浸法火焰法，ГИΑЛ旋焰法、AVCO电弧法等到许多工艺技术投入使用。而随着乙炔工业的衰落，近三十年来仅留下部分氧化BASF法（Sachsse-Bartholomé法）及电热工艺（HülsArc工艺）

目前国际上天然气部分氧化法制乙炔及合成气典型工艺有BASF法，SBAKellogg法，Montecatini法等。其工艺大同小异，主要是裂解炉型不同。目前世界大多数天然气部分氧化法采用BASF工艺。该工艺成熟，安全系数高。 1.2国内乙炔工业现状

我国生产乙炔也有两种原料路线：天然气和电石。

四川维尼纶厂1979年引进3万吨/年天然气部分氧化法制乙炔装置，建成投产至今运行平稳，安全可靠。该厂已将天然气部分氧化技术消化吸收、改进。

目前国内电石乙炔装置基本上都是采用湿法发生工艺。所谓乙炔湿法发生就是将电石投入到水中进行反应，绝大部分反应热被水吸收，反应后的电石渣呈泥浆状，处理较困难；乙炔干法发生则是将适量的水加到电石中发生反应，反应热通过水份的蒸发带出，反应后的电石渣含水量4%～10%，呈干燥粉末状态，可直接用来生产水泥。

随着环保要求的提高，国家发改委2007年第74号公告《氯碱（烧碱、聚氯乙烯）行业准入条件》鼓励干式制乙炔。北京瑞思达化工设备有限公司研制了干法乙炔发生装置。经过两年多的努力，该生产装置已在山东寿光新龙电化集团试车，投产成功，并于

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乙炔生产过程中废气的净化技术

2006年12月29日通过了中国氯碱协会和山东省科技厅组织的科技成果鉴定

2 乙炔生产工艺概况

2 .1乙炔生产工艺流程

目前国内干法乙炔技术主要有三家：一是由北京瑞思达公司和山东寿光新龙电化集团联合研发的干法乙炔技术，2007年10月通过中国氯碱工业协会的行业认可，并成为该协会向全国推广的产品；二是深圳市冠恒通科技发展有限公司从日本金刚石公司引进的干法乙炔技术；三是四川宜宾天原股份有限公司自主研发的干法乙炔技术。

1）北京瑞思达技术

由北京瑞思达公司和山东寿光新龙电化集团联合研发的干法乙炔技术，该技术采用以雾态水喷在电石粉上使之分解，产生的电石渣为含水量4%～10%的干粉末，电石水解率大于99%。耗水量仅为原来的1/10，耗电量低，实现污染零排放。同时，干法乙炔技术所产生的电石渣可以用来制砖、水泥和作为漂白剂。该技术用于工业化生产的有新疆天业40万吨配套的一期干法乙炔装置已于2007年11月28日投入生产，运行几个月来，出现问题不少，正在边运行边改造。

2）深圳冠恒通技术

深圳市冠恒通科技发展有限公司引进的干法乙炔装置为日本金刚石公司的技术，该公司在上世纪60年代便研发成功干法乙炔生产技术，并一直安全稳定运行至今。期间通过多次技术改进，目前该技术与同类装置相比工艺先进，设计合理，且产能大，能耗低，效率高。整套装置从二次电石破碎到电石渣的输送完全密闭，系统用水循环平衡，实现了零排放，彻底解决了电石渣和废水的污染问题。由于这套干法乙炔生产装置设计紧凑合理，占地少，配套费用低，除仪表、阀门外其他设备基本可以从国内市场供应，所以整套装置的投资与国内同类装置相比基本持平，非常适用于老企业的技术改造。

使用该技术实行工业化生产的第一期五套装置分别在常州江东及浙江巨化建成，其中，常州江东化工已试运行了两个月，也发现了一些问题，现因工厂搬迁而停止生产，浙江巨化也将要投产运行。

3）宜宾天原技术

宜宾天原集团于2006年自主研发出干法乙炔技术，与湿法相比节水95%以上。该技术工业化装置应用在四川省百亿工程重点项目——天原集团江安化工新区一期20万吨聚氯乙烯和18万吨烧碱及其配套项目于2007年9月29日全线开

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车成功，产出的液氯、工业合成盐酸、各种纯度的液碱和固碱均为优质品使，聚氯乙烯产品质量指标稳定，单体纯度达到了99.99%以上。如图1乙炔装置工艺流程

图1乙炔装置工艺流程

天原设计院院长王政强说：“二期工程有很多技术创新，‘干法制乙炔’在一期基础上更加大型化，单机4万吨扩大到单机10万吨，既环保又节能节水。”据报道：天原集团过去湿法制乙炔产生的电石渣浆含水量达85%，再压干后含水达40%，制水泥过程中还需要烧煤烘干，耗能很大，而今干法比湿法节能30%；其新建120万吨干法制水泥属国内空白，公司正投资上千万在川南特种水泥厂做试验，取得相应设计参数；其干法乙炔分解率和收率都将国内年前投产的源于国外的同类技术抛在了后面，这项技术彻底结束了电石渣浆排放的历史，干渣不经增稠和压滤脱水，就可以用作干法回转窑水泥原料和用于热电厂烟气脱硫，脱硫效果也十分喜人。

此外，四川成都新都凯兴科技有限公司也开发了“1+2+N干法乙炔新工艺及装备”（第一反应段+第二反应段+多次循环反应）的试验装置，尚未工业化。其主要创新点是将一般的动态反应推向强制性动态反应，满足了电石乙炔干法反应

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