專利名稱：氯化氫氣體的精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氯化氫氣體的精制方法。
背景技術(shù)：
在以氯氣和氫氣為原料，采用燃燒法制備氯化氫氣體生產(chǎn)工藝中，為使具有劇毒氣體的氯氣能完全燃燒，常會(huì)使用略為過量的氫氣。這樣就使得制備的氯化氫氣體中常含有6 14% (ν/ν)的氫氣。而在以氯化氫氣體和甲醇為原料的生產(chǎn)氯化烷烴工藝中，氯化氫氣體中的氫氣是不溶于甲醇溶液且是不參與反應(yīng)的，氫氣會(huì)在反應(yīng)釜上部聚集，并且當(dāng)濃度達(dá)到其爆炸極限范圍時(shí)極易發(fā)生爆炸，給氯化烷烴的生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的安全隱患，因此， 通常都必須對(duì)含有氫氣的氯化氫氣體進(jìn)行精制，以去除氫氣。且燃燒氫氣必須要解決好氫氣的燃爆。在現(xiàn)有清除氯化氫氣體中氫氣的生產(chǎn)工藝中，都是將含有氫氣的氯化氫氣體通過降膜吸收塔與水反應(yīng)，得到31 %的濃鹽酸，氫氣則通過放空裝置進(jìn)行放空，再經(jīng)脫析塔把濃鹽酸加熱至142°C，使氯化氫氣體析出制得純氯化氫氣體。該工藝主要存在以下兩個(gè)問題 1、在脫析塔加熱析出氯化氫氣體時(shí)，需要消耗大量的蒸汽供熱，造成了生產(chǎn)能源成本過高和資源的浪費(fèi)。2、用此工藝制備1噸氯化氫氣體產(chǎn)生7噸的18. 5%稀鹽酸。而產(chǎn)生的稀鹽酸工業(yè)利用價(jià)值不高，目前國(guó)內(nèi)稀鹽酸產(chǎn)能也嚴(yán)重過剩，因此，作為商品出售比較困難。稀鹽酸中氯離子對(duì)金屬設(shè)備具有強(qiáng)腐蝕性，不便于貯存。稀鹽酸必須經(jīng)過環(huán)保處理才能排放到外部環(huán)境中，這就增加了環(huán)保成本，同時(shí)環(huán)保處理技術(shù)也是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的一項(xiàng)瓶頸。如在圖3所示的JTM097597日本專利申請(qǐng)案公開的一種精制氯化氫氣體的工藝路線示意圖中，該方法主要是通過一套串并聯(lián)結(jié)合的燃燒器1，燃燒塔2，冷卻器3，吸收塔 4，回收塔5，氫氣送入口 6，氯氣送入口 7，粗制氯化氫氣體送入口 8，氯化氫水溶液抽出口 9， 氣體排出口 10，進(jìn)水口 11，水送入口 12，氧氣送入口 13來進(jìn)行燃燒除去氯化氫氣體中的有機(jī)物質(zhì)的。精制的氯化氫氣體經(jīng)水吸收后，制備成鹽酸。其生產(chǎn)工藝是將含氫氣的氯化氫氣體通過水吸收，放空排除不溶于水的氫氣，得到31 %的飽和鹽酸，再將其飽和鹽酸加熱至 142°C，蒸發(fā)析出純氯化氫氣體和剩下18. 5%稀鹽酸。該方法不足之處在于，除氫氣工藝中氫/氧比例不易控制，易帶來不安全隱患和氫氣不能完全去除等難題。要在加熱析出氯化氫氣體時(shí)，需要消耗大量的蒸汽供熱，造成了生產(chǎn)能源成本過高和資源的浪費(fèi)，副產(chǎn)物稀鹽酸量大，對(duì)環(huán)境會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種工藝流程簡(jiǎn)單，易操作， 處理能力大，氫氣去除效率高，可連續(xù)化精制氯化氫氣體，并且沒有安全隱患，能夠減少精制工序，節(jié)約能源成本的精制方法。本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)，一種氯化氫氣體的精制方法，具有如下技術(shù)特征在純化氯化氫氣體前，首先用氫氣在線監(jiān)測(cè)儀對(duì)氯化氫氣體中氫氣含量進(jìn)行測(cè)定，在氫氣含量不超過14% (ν/ν)的情況下，通過流量計(jì)分別計(jì)量含有氫氣的氯化氫氣體和氧氣/空氣的體積，通過管路上的流量計(jì)控制進(jìn)入管路中氫氣與氧氣摩爾比含量， 在反應(yīng)中加入少量過量的氧氣，使進(jìn)入管路中進(jìn)行充分混合的氫氣與氧氣摩爾比控制在 2 1 1.2范圍，混合氣體進(jìn)入第一級(jí)防火器，并通過第二級(jí)防火器后，進(jìn)入第一級(jí)燃燒器，氯化氫氣體與空氣/氧氣氣態(tài)反應(yīng)混合物在第一級(jí)燃燒器反應(yīng)區(qū)域，讓氫氣與氧氣在燃燒器內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行燃燒反應(yīng)生成水蒸汽，脫除掉氫氣；最后將純化后的氯化氫氣體進(jìn)行干燥處理，進(jìn)入下一步高溫氯化烷烴生產(chǎn)工序。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。本發(fā)明首先進(jìn)行氯化氫氣體中氫氣含量不超過14% (ν/ν)的測(cè)定，確保了反應(yīng)體系的正常運(yùn)行。含有氫氣的氯化氫氣體與空氣/氧氣經(jīng)流量計(jì)精確配比，保證了燃燒穩(wěn)定進(jìn)行而不發(fā)生爆炸。讓含有氫氣的氯化氫氣體與氧氣在燃燒器中進(jìn)行燃燒反應(yīng)，氫氣在燃燒器中安全穩(wěn)定燃燒實(shí)現(xiàn)精制氯化氫氣體的目的，從而使其能安全地直接進(jìn)入下一步生
產(chǎn)工序。精制氯化氫氣體時(shí)，在精制氯化氫氣體的反應(yīng)區(qū)域，加入的氧氣略過量于氫氣，使氫氣燃燒更完全，確保了氫氣的去除完全，以滿足下一工序?qū)β然瘹錃怏w純度的要求。采用燃燒法精制氯化氫氣體，反應(yīng)產(chǎn)物是水蒸汽，使氫氣除去過程中沒有造成副產(chǎn)物的污染。對(duì)氯化氫氣體進(jìn)行干燥處理后，得到的純化氯化氫氣體可直接進(jìn)行下一工序進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而消除了可能產(chǎn)生爆炸的安全隱患，同時(shí)也保證了氯化氫氣體的純度又減少了生產(chǎn)工序，節(jié)約了能源成本，減少過剩稀鹽酸的產(chǎn)生。而且整個(gè)工藝過程簡(jiǎn)單，安全、易操作，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在反應(yīng)區(qū)域，對(duì)體系原材料提供(氫氣氧氣為2 1.0 1.2)的配比，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)周期穩(wěn)定地精制氯化氫氣體。本發(fā)明根據(jù)氯化氫氣體中氫氣含量的要求，通過一級(jí)、 二級(jí)或多級(jí)燃燒達(dá)到不同的純度要求。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明采用多級(jí)燃燒法精制氯化氫氣體，與現(xiàn)有去除氫氣技術(shù)相比，每純化1噸氯化氫氣體可節(jié)約蒸氣5 6噸，可節(jié)省一個(gè)工序的設(shè)備投資，并且解決了大量稀鹽酸的后續(xù)處理和環(huán)境污染問題。經(jīng)本發(fā)明處理的氯化氫氣體，其氫氣含量可降至0. 16% (ν/ν)以下。


圖1是本發(fā)明氯化氫氣體精制方法的工藝流程圖。圖2是本發(fā)明燃燒器的構(gòu)造透視示意圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)精制氯化氫氣體的工藝路線示意圖。圖中1-燃燒器導(dǎo)入管，2.電熱絲，3.電加熱倉，4.出水口，5.燃燒室筒體，6.燃燒器導(dǎo)出管，7.冷卻室，8.進(jìn)水口，9.保溫夾套。
具體實(shí)施例方式參閱圖1。本方法以電阻絲的方式燃燒氫氣精制氯化氫氣體，讓氫氣與氧氣進(jìn)行平穩(wěn)燃燒反應(yīng)，在制備氯化氫氣體的反應(yīng)區(qū)域，導(dǎo)入含有不純物的氯化氫氣體，同時(shí)加入少量的水和氧氣，防止不純物的分解生成物混入到精制的氯化氫氣中。其不純物是在氯與醋酸反應(yīng)制備的一氯化醋酸，副產(chǎn)物氯化氫氣體，其中含有少量的醋酸等有機(jī)物質(zhì)。在水蒸氣和氧氣存在下，通過氫氯火焰加熱，有機(jī)物氧化分解后，完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳?xì)怏w、氫氣以及氯化氫氣體，精制出氯化氫氣體。根據(jù)本發(fā)明，在通過氫氣與氧氣在燃燒器內(nèi)燃燒去除氫氣，純化精制氯化氫氣體時(shí)，首先在純化氯化氫氣體前，用氫氣在線監(jiān)測(cè)儀對(duì)氯化氫氣體中含有氫氣量進(jìn)行測(cè)定。在確認(rèn)氯化氫氣體中氫氣的含量不超過14% (ν/ν)的情況下，通過流量計(jì)分別計(jì)量含有氫氣的氯化氫氣體和氧氣/空氣的體積，通過管路上的流量計(jì)控制進(jìn)入管路中氫氣與氧氣摩爾比含量，在反應(yīng)中加入少量過量的氧氣，進(jìn)入管路中進(jìn)行充分混合。使進(jìn)入管路中進(jìn)行充分混合的氫氣與氧氣摩爾比控制在2 1 1.2范圍。提供氫氣氧氣的配比比例可以為 2 1.1配給氧氣。氧氣的供給形式可以是純氧氣或空氣均可。因?yàn)樵诜磻?yīng)中加入少量過量的氧氣可在下一工序進(jìn)行放空處理，不會(huì)帶來安全隱患。將含有氫氣的氯化氫氣體與一定比例的空氣/氧氣在管路上充分混合后，進(jìn)入二級(jí)防火器，摩爾比為2 1 1.2的氫氣與氧氣混合氣體進(jìn)入第一級(jí)防火器，并通過第二級(jí)防火器后，進(jìn)入第一級(jí)燃燒器，氯化氫氣體與空氣/氧氣氣態(tài)反應(yīng)混合物在第一級(jí)燃燒器反應(yīng)區(qū)域，讓氫氣與氧氣在燃燒器內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行燃燒反應(yīng)生成水蒸汽，水蒸汽液體傳熱介質(zhì)從第一級(jí)燃燒器的另一端與氣相氯化氫分離，脫除掉氫氣。然后將純化后的氯化氫氣體進(jìn)入干燥器，對(duì)其進(jìn)行干燥處理成無水氯化氫氣體。如果對(duì)氯化氫氣體要求純度較高， 可采用串連二級(jí)燃燒器或多級(jí)燃燒器進(jìn)行更充分的燃燒，可得純度為99. 99% (ν/ν)的氯化氫氣體。參閱圖2。燃燒器具有一個(gè)供氫氣/氧氣混合氣體反應(yīng)區(qū)域的燃燒室筒體5，在所述燃燒室筒體5兩端連接有供上述混合氣體接觸燃燒和純化氯化氫氣體燃燒的電加熱倉3，在所述電加熱倉3內(nèi)設(shè)有使氣體能完全接觸進(jìn)行燃燒反應(yīng)的電熱絲2。位于所述電加熱倉3左右兩端的拋物面中心，連接有直通燃燒室3的燃燒器導(dǎo)入管1和燃燒器導(dǎo)出管 6。燃燒室筒體5筒身上還設(shè)有防止反應(yīng)溫度過高通入冷卻水進(jìn)行降溫的保溫夾套和進(jìn)水口和出水口。燃燒室筒體5可以是一個(gè)由玻璃材質(zhì)或不銹鋼金屬材料制成的柱體形狀的殼體，其內(nèi)是一個(gè)可以供氫/氧氣體進(jìn)行混合的冷卻室7。燃燒室筒體5設(shè)有通入冷卻水進(jìn)行降溫的保溫夾套9。在保溫夾套9的筒身上設(shè)有防止反應(yīng)溫度過高，使保溫夾套9通入冷卻水后，能對(duì)燃燒室筒體5進(jìn)行降溫的進(jìn)水口 8和出水口 4。進(jìn)水口 8是冷卻液入口，出水口 4是冷卻液的出口。燃燒室筒體5兩個(gè)端口制有連接兩端電加熱倉3的標(biāo)準(zhǔn)磨口接頭。電加熱倉3通過燃燒室筒體5兩端的準(zhǔn)磨口接頭活動(dòng)連接在燃燒室筒體5的兩側(cè)。電加熱倉 3可拆卸地連接燃燒室筒體5兩端的標(biāo)準(zhǔn)磨口接頭上。電加熱倉3內(nèi)設(shè)有能夠使流入氣體直接接觸的金屬電熱絲。位于電加熱倉3左右兩端的拋物面中心，連接燃燒器導(dǎo)入管1和燃燒器導(dǎo)出管6。實(shí)施例1。用氫氣在線監(jiān)測(cè)儀測(cè)定得出氯化氫氣體含有13. 2% (ν/ν)的氫氣，通過流量計(jì)計(jì)量30L進(jìn)入管路，與另一管路通過流量計(jì)計(jì)量的2. 2L氧氣充分混合，混合氣體進(jìn)入一級(jí)防火器后，通過二級(jí)防火器后，進(jìn)入到第一級(jí)燃燒器內(nèi)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，燃燒后經(jīng)測(cè)定生成0. 17mol的水。通過干燥器的氯化氫氣體采樣分析，氯化氫中氫氣含量為0.14% (ν/
ν) O實(shí)施例2。用氫氣在線監(jiān)測(cè)儀測(cè)定得出氯化氫氣體含有13. 5% (ν/ν)的氫氣，通過流量計(jì)計(jì)量30L進(jìn)入管路，與另一管路通過流量計(jì)計(jì)量的2. 3L氧氣充分混合，混合氣體進(jìn)入一級(jí)防火器后，通過二級(jí)防火器后，進(jìn)入到第一級(jí)燃燒器內(nèi)進(jìn)行燃燒反應(yīng)后，燃燒后氣體進(jìn)入到第二級(jí)燃燒器繼續(xù)燃燒，燃燒后經(jīng)測(cè)定生成0. ISmol的水。通過干燥器的氯化氫氣體采樣分析，氯化氫中氫氣含量為0.01% (ν/ν) 0
權(quán)利要求
1.一種氯化氫氣體的精制方法，具有如下技術(shù)特征在純化氯化氫氣體前，首先用氫氣在線監(jiān)測(cè)儀對(duì)氯化氫氣體中氫氣含量進(jìn)行測(cè)定，在氫氣含量不超過14% (ν/ν)的情況下，通過流量計(jì)分別計(jì)量含有氫氣的氯化氫氣體和氧氣/空氣的體積，通過管路上的流量計(jì)控制進(jìn)入管路中氫氣與氧氣摩爾比含量；在反應(yīng)中加入少量過量的氧氣，使進(jìn)入管路中進(jìn)行充分混合的氫氣與氧氣摩爾比控制在2 1 1.2范圍，混合氣體進(jìn)入第一級(jí)防火器， 并通過第二級(jí)防火器后，進(jìn)入第一級(jí)燃燒器，氯化氫氣體與空氣/氧氣氣態(tài)反應(yīng)混合物在第一級(jí)燃燒器反應(yīng)區(qū)域，讓氫氣與氧氣在燃燒器內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行燃燒反應(yīng)生成水蒸汽， 脫除掉氫氣；最后將純化后的氯化氫氣體進(jìn)行干燥處理，進(jìn)入下一步高溫氯化烷烴生產(chǎn)工序。
2.如權(quán)利要求1所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，氧氣的供給形式是純氧氣或空氣。
3.如權(quán)利要求1所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，所述的燃燒器具有一個(gè)供氫氣/氧氣混合氣體反應(yīng)區(qū)域的燃燒室筒體(5)，在所述燃燒室筒體( 兩端連接有供上述混合氣體接觸燃燒和純化氯化氫氣體燃燒的電加熱倉(3)，在所述電加熱倉(3)內(nèi)設(shè)有使氣體能完全接觸進(jìn)行燃燒反應(yīng)的電熱絲O)。
4.如權(quán)利要求3所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，所述燃燒室筒體( 兩個(gè)端口分別設(shè)有連接電加熱倉(3)的標(biāo)準(zhǔn)磨口接頭，電加熱倉C3)通過燃燒室筒體( 兩端的標(biāo)準(zhǔn)磨口接頭活動(dòng)連接在燃燒室筒體(5)的兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，所述燃燒室筒體( 設(shè)有通入冷卻水進(jìn)行降溫保溫夾套(9)。
6.如權(quán)利要求3所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，在保溫夾套(9)的筒身上設(shè)有防止反應(yīng)溫度過高，使保溫夾套(9)通入冷卻水后，能對(duì)燃燒室筒體( 進(jìn)行降溫的進(jìn)水口 (8)和出水口(4)。
7.如權(quán)利要求3所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，位于所述電加熱倉(3)左右兩端的拋物面中心，連接有直通燃燒室3的燃燒器導(dǎo)入管(1)和燃燒器導(dǎo)出管(6)。
8.如權(quán)利要求3所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，所述的燃燒室筒體(5)是一個(gè)由玻璃材質(zhì)或不銹鋼金屬材料制成的柱形殼體。
9.如權(quán)利要求3所述的氯化氫氣體的精制方法，其特征在于，所述燃燒室筒體( 內(nèi)有一個(gè)供氫/氧氣體進(jìn)行混合的冷卻室(7)。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種氯化氫氣體的精制方法，旨在提供一種工藝流程簡(jiǎn)單，氫氣去除效率高，能夠減少精制工序，節(jié)約能源成本的精制方法。首先是用氫氣在線監(jiān)測(cè)儀對(duì)氯化氫氣體中氫氣含量進(jìn)行測(cè)定，在氫氣含量不超過14％(v/v)的情況下，通過流量計(jì)分別計(jì)量含有氫氣的氯化氫氣體和氧氣/空氣的體積，在反應(yīng)中加入少量過量的氧氣，使進(jìn)入管路中進(jìn)行充分混合的氫氣與氧氣摩爾比控制在2∶1～1.2范圍，讓氫氣與氧氣在燃燒器內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行燃燒反應(yīng)生成水蒸汽，脫除掉氫氣；最后將純化后的氯化氫氣體進(jìn)行干燥處理，進(jìn)入下一步高溫氯化烷烴生產(chǎn)工序。經(jīng)本發(fā)明處理的氯化氫氣體，其氫氣含量可降至0.16％(v/v)以下。并且解決了大量稀鹽酸的后續(xù)處理和環(huán)境污染問題。
文檔編號(hào)C01B7/07GK102161474SQ20101027476
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者李爭(zhēng)鳴, 李潔, 王銀華, 葛強(qiáng), 龔增培 申請(qǐng)人:瀘州北方化學(xué)工業(yè)有限公司