專利名稱：一種環(huán)保低溫液態(tài)條件下生產(chǎn)氟化氫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保低溫液態(tài)條件下生產(chǎn)氟化氫的方法。
背景技術(shù)：
氟化氫在低于2crc下是一種無色發(fā)煙液體，能腐蝕含硅物質(zhì)， 溶于水時放熱生成氫氟酸。氟化氫是整個氟化工的基本原料。是 重要的氟化物生產(chǎn)原料，廣泛應(yīng)用于電子電器、醫(yī)藥、冶金、化工、 輕工、農(nóng)藥、日用、建筑和軍事等領(lǐng)域。近年來，中國氟化氫發(fā)展
很快，生產(chǎn)能力約28萬t/a。"十一五"期間，我國氟化工的年均 增長率將保持在12%左右。其中，氟化氫為9%，無機氟化物8%， 含氟精細(xì)化學(xué)品12%, 0DS替代品18%, HGFC-22為7. 5%, PTFE為 7%，可熔性氟樹脂為23%,氟橡膠為12%。
目前國內(nèi)生產(chǎn)氫氟酸的技術(shù)主要是"轉(zhuǎn)爐法"，具體講就是以 螢石粉(氟化鈣)和濃硫酸為原料，在預(yù)反應(yīng)器里混合后再送入轉(zhuǎn) 爐內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)溫度在250'C左右。反應(yīng)后的氟化氫要經(jīng)過粗餾、 精餾、冷凝后得到合格的產(chǎn)品。"轉(zhuǎn)爐法"氟化氫生產(chǎn)技術(shù)的缺點 如下
1、 反應(yīng)溫度高，產(chǎn)品雜質(zhì)多，還要經(jīng)過粗餾、精餾等工藝除雜 ^， 育bftft;
2、 氟化鈣反應(yīng)不完全，有2 / 左右的氟化鈣被副產(chǎn)品硫酸鈣帶 走，不但浪費了氟化鈣資源，并且影響了副產(chǎn)品硫酸鈣的質(zhì) 量，處理不當(dāng)會污染環(huán)境；
3、 設(shè)備投入大，投資高，設(shè)備維護(hù)費用高；
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種環(huán)保低溫液態(tài)條件下生產(chǎn)氟化氫的方法，具體 是通過以下技術(shù)方案實施的
本發(fā)明也是以螢石粉(氟化鈣)和濃硫酸為原料，在一種對 螢石粉(氟化鈣)有一定溶解度的液態(tài)介質(zhì)里面反應(yīng)得到氟化氫。 本發(fā)明所指的液態(tài)介質(zhì)包括以下兩種物質(zhì)冰醋酸(濃度99%以 上)、濃磷酸(濃度50%以上)；
首先介紹以冰醋酸(99%以上)為反應(yīng)介質(zhì)的實施方法，反應(yīng) 溫度控制在9(TC 10(TC之間
將螢石粉(氟化鈣)加入到裝有反應(yīng)介質(zhì)冰醋酸的反應(yīng)釜內(nèi)，
螢石粉加入量與冰醋酸加入量的重量比為1: 1 3
攪拌后加入濃硫酸(98%--100%);反應(yīng)是在攪拌條件下進(jìn)行，
溫度控制在9crc io(rc之間；濃硫酸和螢石粉加入量的摩爾比為
1~1.1 : 1，濃硫酸的量稍多于理論反應(yīng)上的需要量，保證螢石 粉(氟化鈣)反應(yīng)完全。加入的濃硫酸可以與溶解在冰醋酸中的螢 石粉(氟化鈣)反應(yīng)，也可以與沒有溶解在冰醋酸中的螢石粉(氟 化鈣)反應(yīng)放出氟化氫氣體；溶解在冰醋酸中的螢石粉(氟化鈣)
與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣后，沒有溶解的螢石粉(氟化鈣)不斷的 溶解在溶劑冰醋酸中參加反應(yīng)放出氟化氫氣體。
反應(yīng)放出的粗品氟化氫含有副產(chǎn)物SiF4 (四氟化硅)及少量 揮發(fā)的醋酸、微量的水分及其它雜質(zhì)。將反應(yīng)產(chǎn)生的粗品氟化氫通 入到濃硫酸(含量98%--100%)中，醋酸及微量的水分被留在濃硫 酸中；吸收了一定量醋酸和微量水分的濃硫酸可以作為原料參加與 螢石粉(氟化鈣)的反應(yīng)制取氟化氫。
經(jīng)過濃硫酸處理的粗品氟化氫經(jīng)冷凝分離出SiF4 (四氟化硅) 等雜質(zhì)后，就得到高純度的液態(tài)無水氟化氫產(chǎn)品；經(jīng)冷凝分離出來
的SiF4 (四氟化硅)用水吸收后得到副產(chǎn)品氟硅酸。
反應(yīng)釜里的螢石粉(氟化鈣)與濃硫酸反應(yīng)結(jié)束后，介質(zhì)冰 醋酸與副產(chǎn)物硫酸鈣(石膏)送入到過濾設(shè)備(離心機)過濾分離；
介質(zhì)冰醋酸返回反應(yīng)釜里循環(huán)使用；分離出來的硫酸鈣(石膏)送 入干燥設(shè)備干燥，同時冷凝回收干燥蒸發(fā)出來的介質(zhì)冰醋酸。干燥 后的硫酸鈣(石膏)可做為合格副產(chǎn)品出售。
以濃磷酸(濃度大于50%)為反應(yīng)介質(zhì)的實施方法，反應(yīng)溫度控 制在9(TC 12(TC之間
將螢石粉(氟化鈣)加入到裝有反應(yīng)介質(zhì)濃磷酸的反應(yīng)釜內(nèi)， 螢石粉加入量與濃磷酸加入量的重量比為1: 1 3
攪拌后加入濃硫酸(98%--100%);反應(yīng)是在攪拌條件下進(jìn)行， 溫度控制在9(TC 12(TC之間；濃硫酸和螢石粉加入量的摩爾比為-
1 1.1 : 1，濃硫酸的量稍多于理論反應(yīng)上的需要量，保證螢石
粉(氟化鈣)反應(yīng)完全。加入的濃硫酸可以與溶解在濃磷酸中的螢 石粉(氟化鈣)反應(yīng)，也可以與沒有溶解在濃磷酸中的螢石粉(氟
化鈣)反應(yīng)放出氟化氫氣體；溶解在濃磷酸中的螢石粉(氟化鈣)
與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣后，沒有溶解的螢石粉(氟化鈣)不斷的 溶解在溶劑濃磷酸中參加反應(yīng)放出氟化氫氣體。
為了加快反應(yīng)速度，可以采用吹脫的方法加快反應(yīng)放出的氟化 氫氣體從介質(zhì)濃磷酸中釋放出來。可以采用在反應(yīng)介質(zhì)濃磷酸中通 入純凈壓縮空氣的方法促使反應(yīng)放出的氟化氫氣體釋放出來。
反應(yīng)放出的粗品氟化氫含有副產(chǎn)物SiF4 (四氟化硅)、空氣及 少量的水分及其它雜質(zhì)。將反應(yīng)產(chǎn)生的粗品氟化氫通入到濃硫酸(含量98%—100%)中，少量的水分被留在濃硫酸中-;吸收了一定
量水分的濃硫酸可以作為原料參加與螢石粉(氟化鈣)的反應(yīng)制取
氟化氫。
經(jīng)過濃硫酸處理的粗品氟化氫經(jīng)冷凝分離出SiF4 (四氟化
硅)、空氣等雜質(zhì)后，就得到高純度的液態(tài)無水氟化氫產(chǎn)品；經(jīng)冷 凝分離出來的SiF4 (四氟化硅)、空氣用水吸收后得到副產(chǎn)品氟硅 酸。從水里面出來的空氣經(jīng)干燥后循環(huán)使用。
反應(yīng)釜里的螢石粉(氟化鈣)與濃硫酸反應(yīng)結(jié)束后，介質(zhì)濃磷 酸與副產(chǎn)物硫酸鈣(石育)送入到過濾設(shè)備(離心機)過濾分離； 介質(zhì)濃磷酸返回反應(yīng)釜里循環(huán)使用；
分離出來的硫酸鈣(石膏)采用去離子水多項逆流洗滌，洗滌 液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后得濃磷酸做為反應(yīng)介質(zhì)使用；過濾后的硫酸鈣送 入干燥設(shè)備干燥，干燥后的硫酸鈣(石菁)可做為合格副產(chǎn)品出售。 本發(fā)明的主要優(yōu)點
1、 本發(fā)明可以做到環(huán)保清潔生產(chǎn)，不會產(chǎn)生"三廢"；
2、 本發(fā)明是低溫反應(yīng)，能耗低；
3、 本發(fā)明原料螢石粉(氟化鈣)反應(yīng)完全，不浪費資源；
4、 本發(fā)明對設(shè)備的耐腐蝕性要求低，設(shè)備投入低；
5、 生產(chǎn)成本低；
6、 能生產(chǎn)合格的副產(chǎn)品硫酸鈣(石膏)，沒有污染的同時還能創(chuàng) 造經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
1、本發(fā)明所指的液態(tài)介質(zhì)為冰醋酸(濃度99％以上)，螢石粉加入量與液體介質(zhì)的加入量的重量比為1∶1～3。
2、 本發(fā)明所指的液態(tài)介質(zhì)為濃磷酸(濃度50%以上)，螢石粉加入量與液體介質(zhì)的加入量的重量比為1: 1 3 。
3、 以冰醋酸(99%以上)為反應(yīng)介質(zhì)的實施方法，反應(yīng)溫度控制在90°C 10(TC之間。
4、 以濃磷酸(濃度大于50%)為反應(yīng)介質(zhì)的實施方法，反應(yīng)溫度控制在 90。C 12(TC之間。
5、 反應(yīng)放出的氟化氫氣體通入到濃硫酸(含量98%—100 / )中除去其中的 一部分雜質(zhì)。
6、 以冰醋酸為反應(yīng)介質(zhì)時，反應(yīng)釜里的螢石粉(氟化鈣)與濃硫酸反應(yīng)結(jié) 束后，介質(zhì)冰醋酸與副產(chǎn)物硫酸鈣(石膏)送入到過濾設(shè)備(離心機)、過濾分離；介質(zhì)冰醋酸返回反應(yīng)釜里循環(huán)使用；分離出來的硫酸鈣(石 膏)送入干燥設(shè)備干燥，同時冷凝回收干燥蒸發(fā)出來的介質(zhì)冰醋酸。
7、 以濃磷酸為反應(yīng)介質(zhì)時，為了加快反應(yīng)速度，可以采用吹脫的方法加快 反應(yīng)放出的氟化氫氣體從介質(zhì)濃磷酸中釋放出來。采用在反應(yīng)介質(zhì)濃磷 酸中通入純凈壓縮空氣的方法促使反應(yīng)放出的氟化氫氣體釋放出來。
8、 以濃磷酸為反應(yīng)介質(zhì)時，反應(yīng)釜里的螢石粉(氟化鈣)與濃硫酸反應(yīng)結(jié) 束后，介質(zhì)濃磷酸與副產(chǎn)物硫酸鈣(石膏)送入到過濾設(shè)備(離心機〉 過濾分離；介質(zhì)濃磷酸返回反應(yīng)釜里循環(huán)使用；分離出來的硫酸鈣(石 膏)采用去離子水多項逆流洗滌，洗滌液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后得濃磷酸做為 反應(yīng)介質(zhì)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)保低溫液態(tài)條件下生產(chǎn)氟化氫的方法。具體講本發(fā)明也是以螢石粉(氟化鈣)和濃硫酸為原料，在一種對螢石粉(氟化鈣)有一定溶解度的液態(tài)介質(zhì)里面反應(yīng)得到氟化氫。本發(fā)明所指的液態(tài)介質(zhì)包括以下兩種物質(zhì)冰醋酸(濃度99％以上)、濃磷酸(濃度50％以上)。
文檔編號C01B7/19GK101177243SQ20071016627
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者劉長飛, 王云鶴, 煒 秦, 涌 金, 韓明漢 申請人:劉長飛