專利名稱：甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氯化 氫的提純方法，具體涉及一種甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法。
背景技術(shù)：
采用甲醇法生產(chǎn)工藝路線，甲烷氯化物的生產(chǎn)過程中，不可避免的有大量的氯化 氫副產(chǎn)物生成CH30H+HC1 = CH3C1+H20CH3C1+C2 = CH2C12+HC1CH3C1+2C12 = CHC13+2HC1CH3C1+3C12 = CC14+3HC1目前的副產(chǎn)氯化氫氣體處理方法基本上用來副產(chǎn)鹽酸，但我國的鹽酸產(chǎn)能早已嚴(yán) 重過剩，附加值低、銷售渠道不暢，因而極易造成副產(chǎn)鹽酸漲庫，直接影響主導(dǎo)產(chǎn)品的正常 生產(chǎn)。而高純氯化氫氣體用途廣泛，可用于生產(chǎn)聚氯乙烯、金屬氯化物、氯烴(如一氯甲 烷)、三氯氫硅等，其附加值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出鹽酸。其中的三氯氫硅是一種用途非常廣泛的有機硅 中間產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)半導(dǎo)體硅、單晶硅和多晶硅的原料，也是用于有機硅烷和烷基、芳 基以及有機官能團氯硅烷的合成，是有機硅烷偶聯(lián)劑中最基本的單體，有良好市場前景；而 現(xiàn)有技術(shù)中合成三氯氫硅的氯化氫采用氯氣和氫氣合成制備，成本較高。因此，將副產(chǎn)氯化氫氣體進(jìn)行精制處理和高效利用，將會給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟 效益，同時也關(guān)系到清潔生產(chǎn)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，將副 產(chǎn)氯化氫氣體進(jìn)行精制處理和高效利用，不僅可以緩解原工藝副產(chǎn)鹽酸銷售不暢問題，還 可以增加副產(chǎn)氯化氫氣體的附加值，獲得良好的經(jīng)濟效益。本發(fā)明的甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，將來自甲烷氯化物裝置的氯化氫氣 體以1 1.6m/s的流速通入裝填有吸附劑的預(yù)吸附塔底部，吸附劑吸附脫除氯化氫氣體 中含有的大部分氯甲烷、水和二氧化碳雜質(zhì)，從預(yù)吸附塔塔頂出來的氯化氫氣體再通入裝 填有吸附劑的精脫吸附塔底部，進(jìn)一步除去氯化氫氣體中含有的少量氯甲烷、水和二氧化 碳雜質(zhì)，預(yù)吸附塔和精脫吸附塔的溫度控制在20 40°C，表壓控制在0. 12 0. 20MPa, 脫除雜質(zhì)后的氯化氫氣體從精脫吸附塔頂部出來，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 5%以上、水分低于 50ppm以及二氧化碳低于IOppm的高純氯化氫氣體。進(jìn)一步，吸附已結(jié)束的預(yù)吸附塔和精脫吸附塔首先用氮氣逆著吸附方向進(jìn)行置 換，然后再對預(yù)吸附塔和精脫吸附塔內(nèi)的吸附劑進(jìn)行再生過程，所述再生過程為將溫度控 制在300 500°C，表壓控制在0. 23 0. 45MPa的加熱氮氣通入精脫吸附塔頂部，從精脫吸附塔底部出來的氮氣再通入預(yù)吸附塔頂部，從預(yù)吸附塔底部出來的氮氣經(jīng)尾氣冷卻器冷卻 后送出界區(qū)；進(jìn)一步，通過閥門控制三組預(yù)吸附塔和精脫吸附塔交替運行吸附和再生過程，對 氯化氫氣體進(jìn)行連續(xù)分離提純；進(jìn)一步，所述吸附劑選自活性炭、氧化鋁類、硅膠類及分子篩類吸附劑中的一種或 一種以上的混合物。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明采用變溫吸附技術(shù)對甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫氣體 分離提純，采用了物理方法，除去了氯化氫氣體中的氯甲烷、水和二氧化碳雜質(zhì)，得到的氯 化氫氣體純度高，可用于合成高附加值的聚氯乙烯、金屬氯化物、氯烴或三氯氫硅等，改變 了現(xiàn)有將甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫用于生產(chǎn)低附加值且產(chǎn)能 嚴(yán)重過剩的鹽酸的工藝，不僅可 以緩解原工藝副產(chǎn)鹽酸銷售不暢問題，還可以增加副產(chǎn)氯化氫氣體的附加值，獲得良好的 經(jīng)濟效益；對于一套4萬噸/年的甲烷氯化物裝置，采用本發(fā)明的方法將甲烷氯化物副產(chǎn)氯 化氫氣體提純后用于合成三氯氫硅，可新增產(chǎn)值約2130萬元/年，利稅410萬元/年，利潤 230萬元/年。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明的甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，將來自甲烷氯化物裝 置的氯化氫氣體(氯化氫含量95. 5 96% wt)以1 1. 6m/s的流速通入裝填有吸附劑 的預(yù)吸附塔1底部，吸附劑吸附脫除氯化氫氣體中含有的大部分氯甲烷、水和二氧化碳雜 質(zhì)，從預(yù)吸附塔1塔頂出來的氯化氫氣體再通入裝填有吸附劑的精脫吸附塔2底部，進(jìn)一步 除去氯化氫氣體中含有的少量氯甲烷、水和二氧化碳雜質(zhì)，預(yù)吸附塔和精脫吸附塔的溫度 控制在20 40°C，表壓控制在0. 12 0. 20MPa，脫除雜質(zhì)后的氯化氫氣體從精脫吸附塔2 頂部出來，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 5%以上、水分低于50ppm以及二氧化碳低于IOppm的高純氯 化氫氣體。為了反復(fù)多次利用吸附劑，吸附已結(jié)束的預(yù)吸附塔1和精脫吸附塔2首先用氮氣 逆著吸附方向進(jìn)行置換，然后再對預(yù)吸附塔1和精脫吸附塔2內(nèi)的吸附劑進(jìn)行再生過程，所 述再生過程為將溫度控制在300 500°C (溫度由電加熱器4和氮氣冷卻器6控制)，表 壓控制在0. 23 0. 45MPa的加熱氮氣通入精脫吸附塔2頂部，從精脫吸附塔2底部出來的 氮氣再通入預(yù)吸附塔1頂部，從預(yù)吸附塔1底部出來的氮氣經(jīng)尾氣冷卻器5冷卻后送出界 區(qū)。本實施例中，設(shè)置并列的三組預(yù)吸附塔1和精脫吸附塔2，通過閥門控制三組預(yù)吸 附塔1和精脫吸附塔2交替運行吸附和再生過程，對氯化氫氣體進(jìn)行連續(xù)分離提純；一組預(yù) 吸附塔1和精脫吸附塔2吸附能力下降后，不必停下氯化氫氣體，只需切換到下一組預(yù)吸附塔1和精脫吸附塔2，同時啟動氮氣，對上一組預(yù)吸附塔1和精脫吸附塔2內(nèi)的吸附劑進(jìn)行 再生，因此實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，這樣生產(chǎn)效率更高。所述高純氯化氫氣體可用于生產(chǎn)聚氯乙烯、金屬氯化物、氯烴或三氯氫硅等高附 加值產(chǎn)品；圖1中，將提純后的高純氯化氫氣體送往三氯氫硅裝置，用于合成三氯氫硅，對 于一套4萬噸/年的甲烷氯化物裝置，采用本發(fā)明的方法將甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫氣體提 純后用于合成三氯氫硅，可新增產(chǎn)值約2130萬元/年，利稅410萬元/年，利潤230萬元/ 年。本發(fā)明采用變溫吸附技術(shù)進(jìn)行氣體分離提純，變溫吸附技術(shù)是以吸附劑(多孔固 體物質(zhì))內(nèi)部表面對氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ)，利用吸附劑對氣體的吸附容量隨吸附 溫度和壓力不同 而變化的特性，吸附劑對不同氣體組份有選擇性吸附的條件下(氣體中 的常量組分在吸附劑上的吸附能力順序為H2 < O2 < N2 < CH4 < CO < HCl < CO2 < CH3Cl < H2O)，低溫高壓時吸附混合氣中的某些組份，未被吸附組份通過吸附器層流出，高溫低壓 時脫附這些被吸附的組份，以進(jìn)行下一次低溫高壓吸附。本發(fā)明所述吸附劑選自活性炭、 氧化鋁類、硅膠類及分子篩類吸附劑中的一種或一種以上的混合物；活性炭是由含炭為主 的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑，含有大量微孔，具有巨大的比表面 積，能夠有效地選擇性吸附分離CH3Cl等有機物；氧化鋁類、硅膠類吸附劑具有開放的多孔 結(jié)構(gòu)，吸附性強，能吸附多種物質(zhì)，在變溫吸附工藝中常用于吸附分離CO2和H2O ；分子篩是 結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成分子尺寸 大小(通常為0. 3 2. Onm)的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性，吸濕能力極強， 廣泛用于吐0的吸附分離；由于甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫氣體中的主要雜質(zhì)為CH3C1、H20、C02， 因此本發(fā)明所述吸附劑最好以活性炭為主，混合氧化鋁類、硅膠類及分子篩類吸附劑，可以 起到最好的效果；當(dāng)然根據(jù)雜質(zhì)含量的變化，可以選擇性的使用上述吸附劑的一種或一種 以上的混合物，脫除副產(chǎn)氯化氫氣體中的強吸附組份CH3C1、H2O, C02，從而得到凈化后的氯 化氫氣體。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參 照本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可 以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明 的精神和范圍。
權(quán)利要求
甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，其特征在于將來自甲烷氯化物裝置的氯化氫氣體以1～1.6m/s的流速通入裝填有吸附劑的預(yù)吸附塔底部，吸附劑吸附脫除氯化氫氣體中含有的大部分氯甲烷、水和二氧化碳雜質(zhì)，從預(yù)吸附塔塔頂出來的氯化氫氣體再通入裝填有吸附劑的精脫吸附塔底部，進(jìn)一步除去氯化氫氣體中含有的少量氯甲烷、水和二氧化碳雜質(zhì)，預(yù)吸附塔和精脫吸附塔的溫度控制在20～40℃，表壓控制在0.12～0.20MPa，脫除雜質(zhì)后的氯化氫氣體從精脫吸附塔頂部出來，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％以上、水分低于50ppm以及二氧化碳低于10ppm的高純氯化氫氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，其特征在于吸附已結(jié) 束的預(yù)吸附塔和精脫吸附塔首先用氮氣逆著吸附方向進(jìn)行置換，然后再對預(yù)吸附塔和精脫 吸附塔內(nèi)的吸附劑進(jìn)行再生過程，所述再生過程為將溫度控制在300 500°C，表壓控制 在0. 23 0. 45MPa的加熱氮氣通入精脫吸附塔頂部，從精脫吸附塔底部出來的氮氣再通入 預(yù)吸附塔頂部，從預(yù)吸附塔底部出來的氮氣經(jīng)尾氣冷卻器冷卻后送出界區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，其特征在于通過閥門 控制三組預(yù)吸附塔和精脫吸附塔交替運行吸附和再生過程，對氯化氫氣體進(jìn)行連續(xù)分離提 純。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，其特征在于所述吸附 劑選自活性炭、氧化鋁類、硅膠類及分子篩類吸附劑中的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫的提純方法，將來自甲烷氯化物裝置的氯化氫氣體通入裝填有吸附劑的預(yù)吸附塔和精脫吸附塔，除去氯甲烷、水和二氧化碳雜質(zhì)，得到高純度的氯化氫氣體，所述高純氯化氫氣體可用于合成高附加值的聚氯乙烯、金屬氯化物、氯烴或三氯氫硅等；本發(fā)明改變了現(xiàn)有將甲烷氯化物副產(chǎn)氯化氫用于生產(chǎn)低附加值且產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的鹽酸的工藝，不僅可以緩解原工藝副產(chǎn)鹽酸銷售不暢問題，還可以增加副產(chǎn)氯化氫氣體的附加值，獲得良好的經(jīng)濟效益。
文檔編號C01B7/07GK101935020SQ20101028173
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者吳成進(jìn), 王亮, 鄧有平 申請人:重慶天原化工有限公司