乙膦鋁生產中氯乙烷尾氣回收工藝的改進

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、殺蟲劑等的合成，具有非常廣泛的用途。近年來，隨著我國染料、香料、農藥等產業的快速發展，各生產線對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物。回收和利用好乙膦鋁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環境的影響問題，還可以帶來可觀的經濟效益，客觀上實現變廢為寶的目的[1-2]。但由于技術的限制，國內大部分乙膦鋁和亞磷酸二乙酯生產企業對氯乙烷不能進行有效地回收利用[3-4]。

現有工業生產技術中，氯乙烷尾氣的回收方法主要有以下兩種：①加壓冷凝法[5]。尾氣經氣體冷凝器除去大部分水蒸汽，再進入硫酸干燥器脫水，經納氏泵加壓通過分離器除去酸霧后依次進入2個串聯的粗氯乙烷冷凝器，冷凝后的粗氯乙烷液體進入貯槽，最后通入蒸餾塔精制，塔頂出來的氣相組分經成品冷凝器后進精氯乙烷貯槽。②低溫吸收法[6-7]。將尾氣通入2個串聯的鼓泡吸收器，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，塔頂出來的氣相組分經成品冷凝器冷凝后進精氯乙烷貯槽。

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%），且回收的氯乙烷質量不穩定。為了彌補現有工業技術存在的不足，本文提供一種乙膦鋁生產中氯乙烷尾氣的回收方法，該方法流程簡單、操作簡便、成本低、回收率高、綠色環保，可獲得良好的經濟效益和社會效益。

1 尾氣組分及參數

乙膦鋁生產過程中生成的含氯乙烷尾氣排放量1 000 Nm3/h，沸點12.5℃，為無色可燃氣體，含組分氯化氫55%、氯乙烷44%、氮氣1%，可作為燃料原料、煙霧劑和冷凍劑等。

2 工藝流程及說明

回收乙膦鋁生產過程中產生的氯乙烷工藝流程見圖1。首先，將乙膦鋁生產過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水吸收塔，去除混合氣體中的氯化氫并回收副產物30%鹽酸；經水吸收后的廢氣進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，分別進行氣液分離處理，分離出的水分回到三級水吸收塔作為補水；將經過氣液分離處理的氯乙烷尾氣送入一級冷凝器進行冷凝，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

經過一級冷凝器處理獲得的氯乙烷氣體經氯乙烷氣體壓縮機進行壓縮處理，該氣體壓縮機的結構形式為無油潤滑水冷活塞式，排氣壓力為0.8～1.2 MPa，吸氣壓力為常壓，傳動方式為彈性聯軸器。

將經過壓縮處理的氯乙烷通入二級冷凝器中，經過冷凝溫度為-10～-15℃的深冷處理，最終得到成品氯乙烷。將經過深冷處理獲得的成品氯乙烷輸送到氯乙烷液體貯槽，完成乙膦鋁生產過程中氯乙烷尾氣的回收。氯乙烷的回收率達到99.6%以上，含量達到99.8%以上。

3 主要設備設計參數

本處理工藝主要設備設計參數見表1。

表1 主要設備設計參數

4 運行效果

含氯乙烷廢氣處理設施安裝調試完成后，實現連續穩定運行。含氯乙烷廢氣處理過程中產生非甲烷總烴的質量濃度為10 000 mg/m3，產生速率為0.2 kg/h；處理后排放非甲烷總烴的質量濃度為36mg/m3，產生速率為0.1 kg/h。尾氣排放非甲烷總烴符合《化學工業揮發性有機物排放標準》（DB 32/3151—2016），執行標準為非甲烷總烴質量濃度80 mg/m3，產生速率38 kg/h。工藝設計為DCS控制系統，三級水吸收塔液位、pH值監測均設遠傳裝置，pH值監測、自動加藥閥和進出料均實現智能化操作；設置尾氣在線監測裝置，實時監測尾氣排放情況；設定預警范圍，及時反饋系統運行問題并適時調整。調試時將關鍵參數設置好，嚴格限定廢氣進氣量和排氣量、吸收塔pH值和液位、壓縮機運行功率、冷凝器冷介質溫度、水相分離器液位等，可達到設計指標要求，且有效回收副產物鹽酸用于生產，氯乙烷可出售。

5 結論

采用冷凝→三級水吸收→氣液分離→壓縮冷凝方式處理氯化氫及氯乙烷廢氣，解決廢氣處理過程中氯化氫及VOCs污染問題，有效地將氯化氫及氯乙烷進行回收分離并用于生產，實現了變廢為寶的目的。

對氣液分離后的水進行循環利用，有效降低水的使用量，減少廢水外排量。

整個流程通過DCS進行有效控制，多處設置連鎖，實現生產自動化并有效節能降耗。

裝置運行后，可回收30%鹽酸2.5萬t/a，回收氯乙烷0.6萬t/a。排氣筒非甲烷總烴在線監測值可連續穩定小于80 mg/m3。此工藝對含氯化氫及氯乙烷的廢氣處理效果好，自動化操作，有效解決了現有處理技術對含氯乙烷廢氣處理運行成本高且無經濟效益的問題。同時，實現回收副產物的目的，使經濟效益與環保效益相統一。