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技術成果
 
電石尾氣、黃磷尾氣、碳化硅尾氣綜合利用

hspace=0     我國是黃磷、電石、碳化硅的生產大國,而黃磷、電石、碳化硅的生產是高耗能大戶,同時在生產中要產生大量的高含CO的尾氣,以黃磷生產為例,每生產一噸黃磷,就要副產2500~3000m3尾氣,尾氣中CO的含量一般都在80%以上,如此巨大的尾氣量,而目前在這些企業中80%以上的尾氣都是直接排入大氣中,造成了很大的能源、資源的浪費和嚴重的環境污染。節能減排,建立環境友好型的文明社會是我國的基本國策,隨著環境保護政策的落實和加強,尾氣回收利用勢在必行,并關系到企業的生存和發展。
     多年來,黃磷尾氣、電石尾氣、碳化硅尾氣等沒有能很好的回收利用的根本原因是尾氣回收凈化技術比較復雜,投資較大。這類尾氣中除含有大量的CO、CH4、H2、CO2等有用氣體外,還含有一定量的硫化物、磷化物、砷化物、氟化物等有害物質和大量的粉塵,用簡單的過濾除塵、水洗、堿洗法制得的凈化尾氣達不到化工合成工藝氣的要求,只能用作燃料,經濟效益不佳。近十多年來我國許多科研單位、高等院校、生產企業、設計公司等都在致力于尾氣回收凈化和綜合利用的研究和開發工作,并取得了可喜的成果,技術日趨成熟,并建立起多處示范性裝置,運行良好。利用尾氣回收,變廢為寶生產化工產品,雖然尾氣回收凈化需要一定的投資,但其生產成本遠低于直接用煤、氣、油生產的化工產品,而且解決了環境污染的大問題。
     黃磷尾氣、電石尾氣、碳化硅尾氣等回收實施方法應包括如下步驟:
     ⑴尾氣回收:對于新式的密閉電爐尾氣、黃磷尾氣的回收并不困難,一般需設置管道、熱量回收(或氣體冷卻)、除塵、水洗后送入氣柜,再加壓送入凈化系統即可;對于老的敞開式電爐,首先要對爐頂進行改裝,加裝集氣罩,設置防空氣吸入裝置,再按前述的方法處理。
     ⑵尾氣凈化精制:主要目的是脫除粉塵和硫、磷、氯、砷、氟等有害物質,使其達到合成工藝氣的要求。一般可選取過濾除塵、電除塵、堿洗、氧化、氧化催化、變溫吸附、變壓吸附等工藝中的幾項,具體流程的設置可根據尾氣中雜質的含量和后續工藝氣的要求來確定。
     ⑶氣體分離和工藝氣的制造:根據后續化工產品生產的要求對凈化氣進行處理,如采用變壓吸附提取純CO;采用轉化、變換、脫碳等方法制取合成氨原料氣或合成甲醇和其他有機產品的合成氣等。
     ⑷化工產品的合成:根據確定的項目,選取成熟先進的工藝方法,制造各類化工產品。
     適合黃磷尾氣、電石尾氣、碳化硅尾氣等綜合利用的化工項目:

尾氣利用合成示意圖


     ⑴甲酸:先用CO和甲醇羰基化合成甲酸甲酯,再將甲酸甲酯水解生成甲酸和甲醇,實際上是CO和水合成甲酸。這是尾氣綜合利用效益最好的一個產品,國內已有成熟技術,但目前國際和國內甲酸市場容量有限,只能解決小部分尾氣綜合利用問題。
     ⑵甲醇:先將尾氣中的CH4轉化成CO+H2,再用水蒸汽將部分CO變換成CO2+H2,再脫除大部分CO2,制成符合合成甲醇要求合成氣,再采用成熟工藝合成甲醇。國內甲醇技術非常成熟,幾萬噸的裝置就有較好的經濟效益。甲醇不僅是化工產品,而且是重要的能源產品,國內市場容量極大,可以解決大部分尾氣綜合利用問題。
     ⑶醋酸:用CO和甲醇羰基化直接合成醋酸,這是當今最先進的技術,國內有成熟技術。這也是一個非常好的CO利用項目,國內醋酸市場容量很大,但目前已有多套20萬噸裝置即將先后投產,如要上醋酸項目,需先要落實市場,生產規模應在10萬噸以上,才有較好的經濟效益。
     ⑷合成氨先將尾氣中的CH4用水蒸汽和空氣進行轉化,再用水蒸汽將CO變換成CO2+H2,再脫除CO2,制成符合合成氨要求的H2+ N2合成氣,再采用成熟工藝合成氨。國內合成氨在化肥、化工、輕工等市場上應用非常廣泛,一般要十萬噸以上的裝置才有較好的經濟效益。
     ⑸甲酸甲酯系列產品先用CO和甲醇羰基化合成甲酸甲酯,國內有先進的工業成熟技術。甲酸甲酯是一種性能優良的有機合成中間體,甲酸甲酯分別與氨、一甲胺、二甲胺、嗎啉等反應可合成甲酰胺、一甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、甲酰嗎啉等酰胺類產品,國內都有成熟的工業技術。酰胺類產品是優良的高沸點溶劑,應用非常廣泛,目前國內有一定的生產能力,但地區間分布不平衡,有些地區有較大缺口,如果當地有市場,是一類較好的尾氣綜合利用項目。
     ⑹二甲醚:二甲醚是重要的能源化工和民用燃料產品,二甲醚可以從甲醇脫水制取,也可從合成氣一步合成制得。尾氣綜合利用具有原料成本低的優勢,二甲醚是可選的好項目。
     ⑺碳酸二甲酯:碳酸二甲酯是生產聚碳酸酯的重要單體,聚碳酸酯是性能非常優良的高檔塑料,具有透光性好、質輕、強度高、無毒等顯著特點,是制造高檔鏡片、高檔汽車、民用食品包裝、凈水桶等的材料,目前國內大部分聚碳酸酯靠進口。用CO和甲醇催化羰基化可合成碳酸二甲酯,國內已完成工業試驗,引進裝置也在建設中。
     ⑻乙二醇:乙二醇是聚酯生產的重要原料,國內市場容量很大,以往乙二醇都以石油原料耒制取,最近國內萬噸級以合成氣為原料的乙二醇工業試驗裝置已成功投產。合成氣制乙二醇是尾氣綜合利用一個好的新項目。
     ⑼羰基合成產品:許多精細化工產品、藥物中間體都用羰基合成來制取,都需要純CO,在尾氣綜合利用中,在有條件地區也可選擇這類項目。
     成都天成碳一化工有限公司多年來長期從事碳一化工、合成氣化工和尾氣綜合利用的研究、開發、工程設計、催化劑的研發和制造等各項服務工作,有多項具有自主知識產權的技術項目。經多年研究開發的綜合利用黃磷尾氣、電石尾氣、碳化硅尾氣制其它產品技術,有效治理了環境,也對尾氣變廢為寶起到了積極的作用。可為客戶提供尾氣綜合利用的技術咨詢、可行性研究、工程設計、提供專用技術和配套催化劑及各類技術服務工作。

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