摘要:可以将农药生产工艺过程中稀盐酸用于生产化工产品;制成不同规格的副产盐酸外售;制成浓盐酸并提纯,通过盐酸深度解析装置循环用于农药生产。
关键词:农药;副产稀盐酸
1农药副产稀盐酸的来源及常见处理方法
1.1农药副产稀盐酸的来源
氯化氢气体是在农药、染料、医药、有机合成等工业中最常见的尾气和副产物。在农药原药或中间体的生产工艺过程中,有时用氯化氢或盐酸作为碱的中和剂使用;有时氯化氢或盐酸直接作为参与反应的原料使用。但更多时候农药原药或中间体的生产工艺过程中会副产物氯化氢或稀盐酸,如在沙蚕毒类杀虫剂、新型吡啶杂环类杀虫剂、氨基甲酸酯类农药、氟代苯甲酰基脲类农药的中间体、除草剂草甘膦等的生产过程中就会有副产氯化氢或稀盐酸。生产过程的副产物氯化氢用水吸收后也会产生稀盐酸。另外,在有的农药生产过程中会用到高纯度的HCl,这就有可能会用到HCl的发生装置——盐酸深度解析装置。盐酸解析是吸收氯化氢的逆过程。氯化氢在水中的溶解度随温度的升高而降低。根据“当气相溶质中的实际分压低于液相成平衡溶质分压时,溶质由液相向气相转移”的原理,从浓盐酸中将氯化氢气体解析出来。由于氯化氢气体被解析出来,从而浓盐酸就变成了稀盐酸,所以,盐酸深度解析装置会产生3%左右的稀盐酸[1]。
1.2农药副产稀盐酸的常见处理方法
根据国家标准《工业用合成盐酸》(GB320—2006)、化工行业标准《副产盐酸》(HGT3783—2005)、《国家危险废物名录》(2016版),低于10%的稀盐酸属于不合格的废酸液,即危险废物。该稀盐酸不能当作一般工业副产品处理,必须合法合规处理。稀盐酸常用的处理方法是通过中和、蒸馏、离心除盐等工序处理后达标排放。而低于10%的稀盐酸若采用简单中和稀盐酸后排放的方法处理费用高且浪费资源。加强稀酸的综合利用有利于变废为宝,提高资源利用率,减少污水排放[2]。
2稀酸的综合利用途径
2.1利用矿区的煤歼石和农药化工企业的副产盐酸生产化工产品
曾经有企业与研究所联合开发,利用矿区的煤歼石和农药化工企业的副产盐酸等三废为主要原料,成功地生产了结晶氯化铝、聚合氯化铝、水玻璃、白炭黑等化工产品。聚合氯化铝是钢铁、石油、造纸、自来水、污水处理等工业上常用的产品。
相关期刊推荐:《中国石油和化工标准与质量》创刊于1981年,由中化化工标准化研究所、危险化学品标准化研究所主办。是石油和化工行业标准化工作领域唯一公开出版的权威性刊物。论文刊登范围涉及石油、石化、煤炭、化肥、农药、医药、塑料制品、新材料、能源等领域的新技术、新理论。
主要工艺流程为酸解、一次净化、二次净化、过滤、浓缩、干燥。20%的副产稀盐酸与方解石粉进行酸解反应。向溶液中加入少许石灰进行pH调节,加入粉状活性炭进行一次净化和二次净化,通过过滤,分别去除溶液中Fe3+、Fe2+、Al3+;Zn2+、CH3NH3+等,得无色透明液体,溶液中CACl2含量约30%。将精制完的氯化钙溶液加热浓缩,得到CACl2·2H2O产品。再经过烘干即得无水氯化钙产品[3]。
2.2将稀盐酸直接用于生产中
在一些对杂质要求不高的反应中,可以直接用稀盐酸作为碱的中和剂使用。特别是在碱性废水的处理过程中,会大量使用到酸进行中和。此时正好可以将稀盐酸用于碱性废水的处理。经过废水处理后续物化、生化工序的处理,可以确保废水达标排放,而不受稀盐酸中杂质的较大影响[4]。
2.3用稀盐酸吸收HCl尾气,制成不同规格的副产盐酸外售
根据《中华人民共和国化工行业标准副产盐酸》HG/T3783—2005,相关标准值详见表1。由表1可知,可以将低于10%的稀盐酸作为吸收液去吸收农药生产工艺过程中产生的HCl尾气,制成含量分别>10%、20%、31%三个规格的盐酸外售。将农药生产工艺过程中产生的HCl尾气设计成三级降膜吸收装置,通过工艺操作控制,一级降膜吸收HCl尾气后产生含量≥31%的盐酸;二级降膜吸收HCl尾气后产生含量≥20%的盐酸;三级降膜吸收HCl尾气后产生含量≥10%的盐酸。通过三级吸收后的含少量HCl尾气,经进一步碱液吸收处理后达标排放[5]。
2.4用稀盐酸制成浓盐酸,利用盐酸深度解析装置
回用到生产装置从2.3可知,用稀盐酸作为三级降膜吸收装置的吸收液去吸收农药生产工艺过程中产生的HCl尾气,一级降膜吸收HCl尾气后可以产生含量≥31%的盐酸。该盐酸通过进一步提纯处理,可以回用于盐酸深度解析装置。目前,应用比较成熟的盐酸解析工艺主要有浓盐酸常规解析、浓盐酸一步零解析、稀酸萃取精馏和变压精馏压差法等。其中稀酸萃取精馏被广泛应用于工业生产过程中。
盐酸深度解析装置是用蒸汽加热再沸器中的浓盐酸,产生的高温气液混合物由解析塔底部进入解析塔内开始上升,与塔顶喷淋而下且≥31%的盐酸充分接触,同时进行热量和质量的交换,装置内浓盐酸中氯化氢气体被解析出来。氯化氢气体经过冷却之后,得到了高纯度的氯化氢气体。氯化氢气体的体积分数可达99%以上,纯度非常高,可以直接用于农药原药及中间体合成反应中[6]。
2.4.1通过蒸馏或树脂吸附等传统方法进行提纯
由于副产氯化氢气体含有未反应原料、副产物等杂质,直接利用受到了限制。另外,盐酸经过管道输送和储存过程中往往会引入杂质Fe3+、碱金属、碱土金,造成所制得的盐酸泛黄,影响产品质量。但在使用中对酸中金属离子含量要求很高,成品盐酸一般要求Fe3+的含量<0.5mg/L。要除去Fe3+等杂质,目前常用的盐酸提纯方法有蒸馏法和树脂吸附法。
简易的蒸馏工业盐酸方法可以生产精制盐酸,但这种方法存在能耗大、生产成本高等问题。
离子交换法具有投资少、工艺流程简单、操作方便、处理能力强、环境友好等特点,因此是目前精制盐酸的重要方法。但树脂吸附缺点是去除轻金属离子效果差,应用范围有限。
2.4.2利用萃取法提纯盐酸
普通的萃取法提纯盐酸可用于含铁酸洗废液的除铁,但也仅仅是去除了盐酸中的铁离子,而Pb、Ni和碱金属、碱土金属离子并未能去除。通过改进的萃取法,以N235为萃取剂,在萃取槽中萃取工业盐酸,经纯水洗涤、反萃,并通过合理的级数配置和三出口技术,从而实现精制盐酸的连续产出,解决了萃取法生产精制盐酸的工艺难题。
用稀盐酸制成含量>31%的副产浓盐酸并进行提纯后,通过盐酸深度解析装置循环用于农药生产。
3结语
综上所述,可以将农药生产工艺过程中稀盐酸用于生产聚合氯化铝、水玻璃、氯化钙等化工产品;可以将稀盐酸直接用于一些碱性废水的处理过程中;也可以用稀盐酸吸收农药生产过程中的HCl尾气,制成不同规格的副产盐酸外售;还可以将稀盐酸制成浓盐酸进行提纯后,通过盐酸深度解析装置循环用于农药生产。利用副产盐酸解析装置制取氯化氢,回用到生产装置,不但可使副产盐酸得到资源化利用,发展循环经济,而且可以有效地降低企业生产成本,提高经济效益[7]。——论文作者:杨成林,王纯,李博,杨正吉
转载请注明来自:http://www.lunwencheng.com/lunwen/nye/19331.html