專利名稱：含三氯化氮的液氯的處理方法
含三氯化氮的液氯的處理方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及來自氯生產(chǎn)エ藝?yán)缏葔A生產(chǎn)エ藝的含三氯化氮的液氯流的處理方法。在氯的エ業(yè)化生產(chǎn)中，產(chǎn)生少量副產(chǎn)物三氯化氮(NCl3)。在氯堿生產(chǎn)エ藝中，所形成的三氯化氮量與進(jìn)料至該エ藝的鹽中存在的氨量成正比。氮?dú)怆S著產(chǎn)物氯離開氯堿電解車間。經(jīng)常在氯壓縮和液化之前，例如在氯洗滌器中通過吸收步驟從產(chǎn)物氯中移除三氯化氮。在洗滌步驟中，三氯化氮被吸收到新鮮清潔的產(chǎn)物氯中并沿洗滌器下行以進(jìn)入稱為三氯化氮分解器的貯槽中，所述貯槽含有四氯化碳，或有時(shí)含有氯仿。在分解器中，溶劑的溫度保持在氯的沸點(diǎn)之上。當(dāng)液氯接觸熱溶劑時(shí)，其被閃蒸回到氯洗滌器中，而三氯化氮?jiǎng)t被溶劑吸收。分解器中的條件選擇為使三氯化氮緩慢且安全地分解。通常，焦油和其它雜質(zhì)在溶劑中累積，并且溶劑必須周期性更換，從而產(chǎn)生必須處置的廢流。由于法規(guī)制約和產(chǎn)品質(zhì)量(即減少成品氯中的有機(jī)物含量)二者的原因，期望在氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)中避免使用諸如四氯化碳和氯仿的溶剤?！N不使用四氯化碳或氯仿溶劑的三氯化氮處理方法描述在Ferguson等人的US 3568409中，其中來自干燥塔的氣體氯在壓縮和液化步驟的上游與鹽酸接觸。但是，該エ藝產(chǎn)生必須處置或另外使用的酸性廢流。期望提供ー種在不使用諸如四氯化碳或氯仿的有機(jī)溶劑并且不產(chǎn)生廢流的情況下從氯流中移除三氯化氮的改進(jìn)處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種處理來自氯生產(chǎn)エ藝的氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的包括含三氯化氮污染物的液氯的流的方法。使液流蒸發(fā)以產(chǎn)生包含通過三氯化氮分解形成的氯氣和三氯化氮的氣體。通過在不使用溶劑或液體化學(xué)品的情況下破壞三氯化氮?dú)怏w來處理該氣體流，并且僅產(chǎn)生包含氯氣和氮?dú)獾末`種流，將該流再循環(huán)至氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)。本發(fā)明還提供一種用于處理來自氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的包括含三氯化氮的液氯的流的設(shè)備。所述設(shè)備包括氯蒸發(fā)器，所述氯蒸發(fā)器具有液流入口和在所述入口下游的沸騰區(qū)。該設(shè)備在沸騰區(qū)下游具有用于破壞三氯化氮?dú)怏w的裝置和用于將包括來自氮破壞裝置的氯氣和氮?dú)獾乃昧髟傺h(huán)至氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的裝置。根據(jù)以下說明和特定實(shí)施方案的附圖，本發(fā)明的這些和其它特征將變得清楚。


圖I是本發(fā)明方法的第一實(shí)施方案的示意圖，其中使用催化床來破壞三氯化氮。圖2是本發(fā)明方法的第二實(shí)施方案的示意圖，其中使用過熱器來破壞三氯化氮。發(fā)明詳沭在以下說明和附圖中，用相同的附圖標(biāo)記指代對應(yīng)且相同的要素。如圖I所示，氯蒸發(fā)器20接收來自氯堿廠的氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)24的含三氯化氮的液氯流(流22)。氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)24包括通過電解食鹽水產(chǎn)生氯氣的氯堿電解車間10。氯洗滌器 11接收來自電解車間的氣體氯流12和液氯流13。附圖中沒有示出通常在氯堿電解車間10 和氯洗滌器11之間存在的其它單元操作。來自洗滌器的氣體氯流14進(jìn)料至壓縮器15并隨后液化。從氯洗滌器11的底部，富含三氯化氮的液氯(流16)被進(jìn)料至貯槽17，流22從貯槽17引導(dǎo)至蒸發(fā)器20。作為選擇，富含三氯化氮的液氯可從洗滌器11直接進(jìn)料至蒸發(fā)器20 (流16A)而不使用貯槽。流22通常具有50ppm以上或大于200ppm的三氯化氮。蒸發(fā)器20產(chǎn)生包括氯氣和三氯化氮?dú)怏w的流40。該流被引導(dǎo)至ー個(gè)或更多個(gè)用于破壞三氯化氮的単元操作。離開三氯化氮破壞步驟的氣體(即氯氣和氮?dú)?被再循環(huán)回到氯堿エ藝的氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)。該エ藝避免產(chǎn)生廢流或避免添加其它化學(xué)品或溶劑來處理三氯化氮。三氯化氮破壞步驟可采取多種方式進(jìn)行。如圖I的實(shí)施方案所示，蒸發(fā)器20中形成的氣體可被引導(dǎo)至催化床54，在其中三氯化氮被破壞。催化床可包含作為破壞三氯化氮的催化劑例如Monel (商品名)。催化床可在-40到300°C范圍的溫度、0. 5到100巴范圍的壓力和0. I秒到5分鐘的停留時(shí)間下操作。離開催化床的包含氯氣和氮?dú)獾臍怏w流52被再循環(huán)回到氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)24。作為使用催化床的一個(gè)替代方案，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)的氣體混合物可被引入過熱器中，所述過熱器可為蒸發(fā)単元的一部分或與蒸發(fā)單元分離。在圖2的實(shí)施方案中，蒸發(fā)器20 包括在沸騰區(qū)36下游的過熱器區(qū)30。過熱器中的操作條件選擇為實(shí)現(xiàn)三氯化氮的基本完全破壞。過熱器的平均操作溫度可為30°C到300°C的范圍，操作壓カ可為0. 5到100巴的范圍，停留時(shí)間可為0. 5秒到5分鐘的范圍。作為選擇，平均操作溫度可為35°C到250°C的范圍，操作壓カ可為大氣壓カ到90巴的范圍，停留時(shí)間可為I秒到3分鐘的范圍。離開過熱器的包含氯氣和氮?dú)獾臍怏w流52被再循環(huán)回到氯堿エ藝的氯生產(chǎn)環(huán)節(jié) 24。任選地，該方法可同時(shí)使用過熱器和催化床來破壞三氯化氮。催化床可在蒸發(fā)器的過熱器區(qū)內(nèi)，而不是単獨(dú)的単元。任選地，離開三氯化氮破壞步驟例如過熱器30或催化床54的氣體可在被再循環(huán)回到氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)(流60)之前被引導(dǎo)至溫度調(diào)節(jié)步驟56，如圖I和2所示。這使得離開三氯化氮破壞步驟的氣體流的溫度(可為約80°C到120°C的溫度)降低至用于引入氯環(huán)節(jié)的較低溫度(可為約_35°C的溫度)。雖然已就多個(gè)實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是并不意圖將本發(fā)明限于這些實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉在本發(fā)明范圍內(nèi)的各種修改方案。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.ー種用于處理包括含三氯化氮的液氯的流的方法，包括以下步驟(a)接收來自氯生產(chǎn)エ藝的氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的所述包括含三氯化氮的液氯的流；(b)蒸發(fā)步驟(a)的所述流以產(chǎn)生包含氯氣和三氯化氮?dú)怏w的流；(C)通過破壞步驟(b)的所述流中的所述三氯化氮?dú)怏w來處理所述流，從而產(chǎn)生包含氯氣和氮?dú)獾牧?；?d)將步驟(c)產(chǎn)生的所述流再循壞至所述氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述氯生產(chǎn)エ藝包括氯堿エ藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中步驟(c)包括在0.5 100巴的壓カ下將步驟(b)的所述流加熱至30 300°C的溫度并且持續(xù)0. 5秒 5分鐘的停留時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述溫度為35 250°C，所述停留時(shí)間為I秒 3分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(c)在過熱器中進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中步驟(c)包括將步驟(b)的所述流引入包含破壞三氯化氮催化劑的催化床中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述催化床在_40°C 300°C的溫度和0.5 100 巴的壓カ下操作持續(xù)0. I秒 5分鐘的停留時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在步驟(c)之后，調(diào)節(jié)步驟(c)的所述流的溫度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)的所述流具有大于50ppm的三氯化氮濃度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)的所述流具有大于200ppm的三氯化氮濃度。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述方法不產(chǎn)生任何廢流并且不添加任何三氯化氮處理化學(xué)品。
12.ー種用于處理包括含三氯化氮的液氯的流的設(shè)備，包括(a)氯蒸發(fā)器；(b)用于將所述包括含三氯化氮的液氯的流從氯生產(chǎn)エ藝的氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)接收至所述蒸發(fā)器中的入口；(C)在所述蒸發(fā)器中在所述入口下游的沸騰區(qū)；(d)在所述沸騰區(qū)下游的用于破壞三氯化氮的裝置；和(e)用于將來自破壞三氯化氮裝置的包含氯氣和氮?dú)獾牧髟傺h(huán)至所述氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述用于再循環(huán)的裝置包括將所述破壞裝置操作性地連接至所述氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的導(dǎo)管。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其中所述破壞裝置包括過熱器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述過熱器包括在所述蒸發(fā)器中的過熱區(qū)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述破壞裝置包括催化床。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述破壞裝置包括過熱器和催化床二者。
全文摘要
一種用于處理來自氯堿廠的含三氯化氮的液氯流的方法。液流被接收到蒸發(fā)器中，其在蒸發(fā)器中被蒸發(fā)成氯氣和三氯化氮?dú)怏w。該氣體流通過例如在過熱器或催化床中破壞三氯化氮?dú)怏w來處理。經(jīng)處理的氣體流被再循環(huán)至氯堿廠的氯生產(chǎn)環(huán)節(jié)。該方法避免使用有機(jī)溶劑來分解三氯化氮并且避免產(chǎn)生需要進(jìn)一步處理的廢流。
文檔編號C01B21/083GK102612485SQ201080018796
公開日2012年7月25日 申請日期2010年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月6日
發(fā)明者克萊夫·布勒雷通, 塞爾吉奧·貝雷塔 申請人:諾拉姆國際公司