[发明专利]己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理系统及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是涉及己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理装置及处理方法。

背景技术

三氧化硫是一种硫的氧化物，分子式为SO₃，有类似二氧化硫的气味，溶于水，与水反应生成硫酸。三氧化硫的气体形式是一种严重的污染物，是形成酸雨的主要来源之一。其毒性表现与硫酸相同，对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。可引起结膜炎、水肿；角膜混浊，以致失明；还能引起呼吸道刺激症状，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而亡。口服后引起消化道的烧伤以致溃疡形成。严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痉挛和声门水肿、肾损害、休克等。慢性影响有牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肝硬变等。对环境有危害，对大气可造成污染。

贝克曼分子重排反应为己内酰胺生产过程中的一个重要环节，其具体过程如下：

环己酮肟在含10%的SO₃的发烟硫酸存在下，发生贝克曼分子重排反应，形成己内酰胺硫酸溶液，并放出大量热。主反应式如下：

。

上述反应分两步进行：

第一步：环己酮肟与烟酸（发烟硫酸）反应生成环己酮肟硫酸酯，其反应式如下：

；

第二步：环己酮肟硫酸酯在烟酸作用下发生贝克曼重排反应，生成己内酰胺，其反应式如下：

。

上述反应过程中，从上游装置来的原料环己酮肟分三级进入重排反应器，另一种原料——含20%（wt）的SO₃的发烟硫酸在第一级循环泵进口加入，为保证环己酮肟充分反应，含20%（wt）的SO₃的发烟硫酸需要过量，两者按一定的配比相混合，重排反应在重排反应器中进行，生成己内酰胺硫酸酯。己内酰胺硫酸酯和未反应完的少量发烟硫酸进入缓冲罐。为确保设备安全，缓冲罐需敞口不能密封。缓冲罐中未反应完的少量SO₃从顶部人孔处挥发至大气中，形成“酸雾”，造成环境污染，严重影响人们的身心健康。

传统的生产工艺中，酸性废气的处理系统及方法主要有以下两种：

第一种酸性废气处理装置，包括一个二级填料塔，塔底设有酸性废气进口，塔顶设有烟道和废气排放口，塔体内外设有第一洗涤吸收机构、第二洗涤吸收机构、清水雾化洗涤机构、气液分离机构和在线检测机构。清水雾化洗涤机构设置在第一洗涤吸收机构的上方，气液分离机构设置在烟道中，在线检测机构并连在第二洗涤吸收机构的进水管路上。该装置采用清水进行洗涤，且需增设多套洗涤设备，不适用于己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理。

第二种酸性废气处理装置，采用碱液配置及分配系统把配制好的碱液分配到除尘碱液循环吸收系统、一级碱液循环吸收系统和二级碱液循环吸收系统中，在上述系统中的碱液循环采用由上向下喷淋的闭环液路，碱液可送入废液回收处理系统，处理废气采用由下向上的开环气路。处理工艺采用让处理废气从除尘吸收塔、一级碱吸收塔和二级碱吸收塔的下部进上部出，同时碱液由上向下喷淋。在臭氧反应器内臭氧使处理废气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，最后达标处理废气从二级碱吸收塔上部的排放口排出。该装置主要用于含氮氧化物酸性废气的处理，需增设多个碱液吸收罐，且酸性废气还要经过喷雾干燥处理，同样不适用于己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理。

综上所述，寻找一种适用于己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理系统及处理方法至关重要。

发明内容

基于此，有必要针对传统的生产工艺中，酸性废气的处理装置及方法均不适用于己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理，提供一种己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理系统。

此外，本发明还提供一种己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理方法。

一种己内酰胺生产工艺中酸性废气的处理系统，包括：

酸性废气收容罐，用于收容己内酰胺生产工艺中的酸性废气；

设置在所述酸性废气收容罐顶部的减压阀，用于将所述酸性废气收容罐中的压力维持在≤30.0kPa；及

与所述酸性废气收容罐连通的洗气塔，用于将通入洗气塔的酸性废气与碱液反应，生成含有SO₄^2-的溶液。

在其中一个实施例中，所述洗气塔内设有微喷装置，用于将所述碱液雾化成微小的液滴，并向通入洗气塔的酸性废气喷碱液。

在其中一个实施例中，所述酸性废气收容罐的顶部依次通过软连接、管道连接与所述洗气塔的底部相连通。