專利名稱：一種用電石與水產(chǎn)生的粗乙炔的凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體分離與液化裝置中的一種將電石與水產(chǎn)生的粗乙炔凈化為符合GB6819-86《溶解乙炔》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求的乙炔凈化裝置。
目前國際上粗乙炔凈化裝置主要有兩類第一類為粗乙炔極限壓力≤0.02MPa，常用工作壓力為3～5KPa的低壓凈化裝置。其中，凈化效果較好的有以濃硫酸為凈化劑的瑞典AGA-CRYO-AB公司技術(shù)說明書PM114700691所述凈化裝置。(見附件1)。
第二類為粗乙炔極限壓力≤0.15MPa，常用工作壓力為0.1MPa的中壓凈化裝置。其中有美國Rexarc International Inc的以“猴子灰”(Monkey dust)為凈化劑的固體凈化裝置(見附件2)。
本發(fā)明的目的在于提供一種用濃硫酸作為凈化劑來凈化中壓粗乙炔的裝置。該裝置由附

圖1中的冷卻塔1，第一凈化塔2，第二凈化塔3(凈化塔2和3中裝有超矩鞍填料M)，中和塔4，硫酸冷卻器5，泵6，硫酸貯罐7，堿貯罐8所組成。本發(fā)明的技術(shù)要求點在于對瑞典AGA-CRYO-AB公司的硫酸法低壓凈化裝置進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)以滿足中壓粗乙炔凈化的運行要求，從而擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。
(一)冷卻塔排水方案的改進(jìn)。
現(xiàn)將兩種排水方案比較如下瑞典AGA-CRYO-AB公司的低壓[設(shè)計工作壓力為350mm水柱高(H)，即3.5KPa]濃硫酸凈化裝置只需采用附圖2所示簡單的水封溢流排水裝置來排放冷卻塔1中的冷卻水就可以了。其工作原理是，進(jìn)入冷卻塔1的低壓乙炔的工作壓力一般為350mm水柱高(H)，此值等于乙炔實際壓力P氣和大氣壓力P大之差，即P氣-P大＝Hmm水柱高。在此壓差作用下，溢流管9內(nèi)的液面上升，當(dāng)液面上升至溢流口時，即發(fā)生溢流排水。塔內(nèi)冷卻水在壓差作用下由溢流管下口連續(xù)進(jìn)入溢流管，并由溢流管外口連續(xù)排水。其特點是連續(xù)排水，且溢流高度H等于以水柱高度表示的乙炔工作壓力，塔內(nèi)液面高度基本不變。但本裝置只適用于低壓粗乙炔的冷卻塔排水。當(dāng)粗乙炔壓力為中壓時(P氣≈0.1MPa)，P氣-P大的壓差就很大(≈10M水柱高)，這樣冷卻塔及其溢流管就要做得很高大才能滿足溢流排水的要求，顯然此裝置就很苯重。本發(fā)明的任務(wù)之一就是要提供一種解決中壓(≤0.15MPa)工作條件下的粗乙炔冷卻排水裝置(見附圖3)。其工作原理為差壓變送器DP上端感受乙炔實際壓力P氣，下端感受壓力(P氣+P液)。當(dāng)上下端壓力差〔(P氣+P液)-P氣〕＝P達(dá)到上給定值時，差壓變送器DP工作，發(fā)出信號使電磁閥V1開啟，塔中冷卻水經(jīng)V1排出。當(dāng)P液達(dá)到下給定值時，DP使電磁閥V1關(guān)閉。由于塔頂加入的冷卻水使塔內(nèi)液面升高，P液又提高，達(dá)到上給定值，DP再次使電磁閥V1開啟，如此循環(huán)工作。而手動閥V2起手動控制排水和對電磁閥V1的工作起補償作用。本方案的特點是間歇排水，且排水裝置的工作壓差P液和上下給定值之差h可人為給定，它不等于乙炔壓力，塔內(nèi)液面高度是上下變動的。本方案的優(yōu)點是不但適應(yīng)中壓粗乙炔凈化前冷卻的需要，也可用于低壓粗乙炔的冷卻需要。
(二)凈化塔塔體結(jié)構(gòu)方案的改進(jìn)瑞典AGA-CRYO-AB公司由于采用硫酸法凈化低壓粗乙炔，故凈化塔采用耐寬濃度硫酸腐蝕的聚氯乙烯板焊制，加外包玻璃鋼結(jié)構(gòu)就足以承受塔內(nèi)低壓作用。而美國Rexarc International INC公司的中壓凈化塔采用對塔體僅有微腐蝕作用的固體凈化劑“猴子灰”，故只需采用能承受中壓的碳鋼焊制結(jié)構(gòu)就能滿足運行要求。本發(fā)明的又一任務(wù)在于提供一種既能承受塔內(nèi)中壓作用，又能耐寬濃度硫酸腐蝕的凈化塔塔體，其構(gòu)造如附圖4，其中塔體即為附圖1中的2和3，系碳鋼制焊接筒殼結(jié)構(gòu)作為承受中壓作用的構(gòu)件，而且在筒殼14內(nèi)壁涂敷耐硫酸腐蝕的氟橡膠涂層15。17為硫酸進(jìn)口，12為硫酸出口，10為乙炔進(jìn)口，11為乙炔出口，A-A為筒殼14和法蘭13的連接處剖面圖，16為密封墊片。由本發(fā)明所構(gòu)成的凈化塔，克服了瑞典AGA-CRYO-AB公司凈化塔不能承受中壓作用和美國Rexarc Internatiorcl INC公司凈化器不耐寬濃硫酸腐蝕的缺點，而且氟橡膠涂層僅0.3～0.5mm，因而用量少而經(jīng)濟(jì)，涂層容易施工，也便于檢修。且可用于低壓粗乙炔的硫酸凈化。
(三)濃硫酸和堿液加料方案的改進(jìn)瑞典AGA-CRYO-AB公司凈化塔2，3的濃硫酸加料采用附圖5的聚氯乙稀濃硫酸加料器(堿液加料器結(jié)構(gòu)原理與之相同)。它由殼體22，通風(fēng)口18，硫酸進(jìn)口19，硫酸出口20，硫酸溢流口21組成。硫酸加料靠濃硫酸液柱高H的靜壓作用將濃硫酸加入凈化塔2.3中，但當(dāng)凈化塔中粗乙炔壓力由低壓升至中壓時，如同(一)中冷卻塔所述原因，濃硫酸和堿液加料器就要做得很高大而顯得很苯重，且其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。本發(fā)明的再一項任務(wù)，是針對乙炔壓力升高至中壓和常溫下碳鋼對濃硫酸具有良好的耐蝕性的特點，設(shè)置硫酸貯罐7貯存濃度為92.5%的濃硫酸，設(shè)置堿液貯罐8貯存堿液。酸、堿貯罐均為碳鋼制焊接壓力容器(見附圖1)。本方案擬向7、8兩貯罐內(nèi)通以壓力為0.2MPa的氮氣。在貯罐7、8中的氮氣壓力和凈化塔2，3和中和塔4中的中壓乙炔(0.1MPa)的壓差作用下，貯罐7，8中的濃硫酸和堿液即由貯罐7，8的管道流入凈化塔2，3和中和塔4中，這種貯罐加料器通以氮氣的加料方案，結(jié)構(gòu)非常簡單，而且使用方便，安全可靠，中低壓粗乙炔凈化均可采用。
實施例來自中壓乙炔發(fā)生器的粗乙炔通過冷卻塔1中的冷卻水噴淋后降溫和洗滌。此時，冷卻塔1中的水即由差壓變送器DP感受壓差信號來控制電磁閥V1排水，也可輔以手動閥V2排水，對V1起補償作用。經(jīng)冷卻降溫后的粗乙炔接著進(jìn)入凈化塔2和3，并自下而上地向塔頂流動。塔下部的硫酸泵6則使硫酸液在凈化塔和硫酸冷卻器中作與粗乙炔流向相反的循環(huán)流動硫酸從凈化塔塔頂自上而下地噴淋。硫酸和粗乙炔就在塔內(nèi)不規(guī)則形狀的填料M的表面上相接觸而發(fā)生化學(xué)吸附作用，借此去除粗乙炔中的雜質(zhì)硫化氫(H2S)和磷化氫(PH3)等，凈化塔有兩只，第一凈化塔2中的硫酸濃度為65～80%，第二凈化塔3中的硫酸濃度為80～92.5%，兩塔串聯(lián)工作。當(dāng)硫酸在塔內(nèi)噴淋而接觸碳鋼制焊接筒殼14的內(nèi)表面時，由于筒殼內(nèi)壁涂有氟橡膠涂層而不致被硫酸腐蝕，同時筒殼能承受中壓乙炔的壓力。中和塔4是用以去除乙炔氣因經(jīng)硫酸凈化而夾帶的酸霧，中和劑為濃度4～8%的氫氧化鈉(NaOH)。中和劑亦以泵6輸送，并自上而下在中和塔中噴淋。硫酸冷卻器5用來使硫酸降溫。硫酸貯罐7和堿貯罐8用以暫存濃硫酸和堿液，并向凈化塔2和3及中和塔4加料。經(jīng)過以上凈化裝置凈化的中壓粗乙炔就能達(dá)到GB6819-86《溶解乙炔》所要求的乙炔純度。
權(quán)利要求
1.一種凈化用電石與水產(chǎn)生的粗乙炔的裝置，其特征在于發(fā)生器產(chǎn)生的粗乙炔壓力為中壓(≤0.15MPa)，粗乙炔采用濃硫酸作為凈化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，粗乙炔冷卻塔內(nèi)液面高度的控制，采用差壓變送器DP控制電磁V1的啟閉來實現(xiàn)，并并聯(lián)手動閥V2控制排放冷卻塔1中的冷卻水，且對V1起補償作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，凈化塔2，3采用碳鋼制焊接筒殼14作為承受中壓的構(gòu)件，其內(nèi)壁涂敷氟橡膠涂層15用以耐硫酸的腐蝕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，濃硫酸貯罐7和堿貯罐8采用氮氣加壓，將濃硫酸和堿液壓入凈化塔2和3中以及中和塔4中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3和4所述裝置，其特征在于，同樣適用于粗乙炔壓力為低壓(≤0.02MPa)時的硫酸法凈化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用電石與水產(chǎn)生粗乙炔的凈化裝置。本凈化裝置由于采用差壓變送器加電磁閥并輔之以手動閥而解決了中壓粗乙炔冷卻塔的排水；由于采用碳鋼制焊接簡殼內(nèi)涂氟橡膠耐蝕涂層而解決凈化塔的承壓和耐蝕；由于采用硫酸貯罐和堿貯罐，并通以氮氣壓送酸、堿液而解決了中壓凈化塔和中和塔的酸、堿加料。本發(fā)明主要用于中壓粗乙炔的硫酸法提純凈化，但同時也適用于低壓粗乙炔的硫酸法提純凈化。
文檔編號C07C11/24GK1071659SQ91109449
公開日1993年5月5日 申請日期1991年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月24日
發(fā)明者梅自省, 潘淦卿, 羊波, 劉藝 申請人:常州飛機制造廠