專利名稱：一種脫除氯化氫氣體中所含氯氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域中的高純度氯化氫氣體的生產(chǎn)方法，特別是一種針對(duì)從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中所得的副產(chǎn)物氯化氫氣體中脫除其中所含氯氣。采用本發(fā)明方法可充分除去氯化氫氣體中所含的氯氣、生產(chǎn)出氯氣含量低于Ippm的高純度氯化氫氣體，以用于生產(chǎn)PVC、三氯氫硅等化工產(chǎn)品，從而擴(kuò)大有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中所得副產(chǎn)物氯化氫氣體的使用范圍、提高其應(yīng)用價(jià)值。
背景技術(shù)：
高純度氯化氫氣體可用于生產(chǎn)PVC、三氯氫硅、試劑純鹽酸等化工產(chǎn)品。此類高純度氯化氫氣體常規(guī)采用電解法生產(chǎn)出的氫氣與氯氣合成的方法生產(chǎn)，如在公開號(hào)為CNl 16511OA、發(fā)明名稱為《生產(chǎn)試劑鹽酸的方法和設(shè)備》的專利文件中公開的一種用氯化亞 錫去除合成氯化氫中的氯氣，得到凈化后的氯化氫用于生產(chǎn)試劑純鹽酸的工藝方法即屬于此類技術(shù)，該技術(shù)雖然可有效除去合成氯化氫中的氯氣，但一是采用H2與Cl2合成氯化氫成本高、二是氯化亞錫價(jià)格昂貴，因此存在氯化氫氣體的生產(chǎn)及凈化成本高等弊病；而在公告號(hào)為CN100372756C、發(fā)明名稱為《試劑級(jí)鹽酸的方法》的專利文件中公開了一種采用吸收分離劑(硫代硫酸鈉30-40%、亞硫酸鈉10-15%、氯化亞鐵15-20%、硫酸亞鐵30-40% )和純水配成O. 03-0. I %的吸收分離劑溶液，與合成氯化氫氣體順流接觸除去其中的微量雜質(zhì)，凈化后的氯化氫氣體用于生產(chǎn)試劑級(jí)鹽酸的工藝方法，該方法凈化處理的雜質(zhì)亦主要是氯氣，并通過氧化還原反應(yīng)而除去氯氣等雜質(zhì)性氣體的，該方法存在凈化體系復(fù)雜、選用的凈化劑濃度偏低、工藝過程副產(chǎn)廢鹽酸量大。此外，在常規(guī)有機(jī)氯化物的生產(chǎn)中也會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物氯化氫氣體，此類副產(chǎn)的氯化氫氣體中仍因含有少量的氯氣而不能直接用于生產(chǎn)PVC、三氯氫硅等高端下游產(chǎn)品，因此必須除去其中的氯氣才能滿足生產(chǎn)PVC、三氯氫硅等下游產(chǎn)品要求；然而上述用于除去合成氯化氫中氯氣以生產(chǎn)試劑級(jí)鹽酸的方法，卻難以用于提純此類副產(chǎn)物氯化氫氣體；針對(duì)由有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯化氫氣體的提純，在公開號(hào)為CN1865127A、發(fā)明名稱為《一種含有氯氣和氯化氫混合廢氣的分離提純方法》的專利文件中公開了一種首先采用溶劑A(苯、四氯化硅、壬烷、一氯化硫、四氯化碳、氯磺酸中的一種)將氯化氫和氯氣混合氣體中的氯氣吸收到液相中、將其與氯化氫氣體分離，然后再利用溶劑B(環(huán)戊二烯、六氯丁二烯中的一種)除去氯化氫氣體中夾帶的氣化的溶劑A，再經(jīng)濃鹽酸洗滌和化學(xué)洗滌從而得到提純的氯化氫氣體；該方法雖然具有可將氯氣和氯化氫混合廢氣中含2-50wt%的氯氣分離出、并分別得到提純后的氯化氫氣體和氯氣，但該方法采用溶劑A吸收氯氣須在低于15°C的低溫條件下進(jìn)行、再經(jīng)70-75°C高溫解吸，分離出的氯化氫氣體還需送入二級(jí)填料塔經(jīng)溶劑處理…，處理后的A、B混合溶劑還需采用蒸餾塔分離；因而該方法不但流程及操作復(fù)雜、能耗高，特別是用于凈化含氯氣量低的副產(chǎn)物氯化氫氣體時(shí)成本極高，因而難以用于凈化含氯氣量低的從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中所得副產(chǎn)物氯化氫氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)存在的缺陷，研究開發(fā)一種脫除氯化氫氣體中所含氯氣的方法，以便從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中所得的副產(chǎn)物氯化氫氣體中脫除其中所含氯氣、得到可用于生產(chǎn)PVC、三氯氫硅等下游產(chǎn)品的氯氣含量低于痕量的高純度氯化氫氣體；從而達(dá)到簡化工藝過程及降低操作控制難度，提高凈化效率，有效降低凈化成本、特別是有效降低氯氣含量低的從有機(jī)氯化物生產(chǎn)中所得副產(chǎn)物氯化氫氣體的凈化成本等目的。本發(fā)明的解決方案是針對(duì)常規(guī)有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程所得副產(chǎn)物氯化氫氣體中氯氣的體積百分比含量一般均低于5% (v/v)，因此采用含飽和氯化氫的氯化亞鐵溶液作為凈化液、在常規(guī)填料塔中對(duì)從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中所輸出的此類副產(chǎn)物氯化氫氣體進(jìn)行處理，通過凈化液中氯化亞鐵與氯氣的氧化還原反應(yīng)除去其中的氯氣、再經(jīng)除濕干燥，從而實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。因而本發(fā)明方法包括步驟A.逆流反應(yīng)除去氯氣將含飽和氯化氫的氯化亞鐵溶液作為凈化液 、從填料塔上部噴入填料層內(nèi)，然后從填料塔下部直接引入從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中輸出的副產(chǎn)物氯化氫氣體，副產(chǎn)物氯化氫氣體在塔內(nèi)向上流經(jīng)帶凈化液的填料表面并穿過各填料表面之間的凈化液，副產(chǎn)物氯化氫氣體中所含氯氣與凈化液中的氯化亞鐵溶液進(jìn)行還原反應(yīng)后、氯氣被還原成氯離子而進(jìn)入凈化液并由塔底排出，除去氯氣后的氯化氫氣體則由塔頂輸出；步驟B.冷凍干燥處理將經(jīng)步驟A除去氯氣后的氯化氫氣體由塔頂輸入到冷凍干燥裝置、以除去氯化氫氣體中的水蒸氣，即得目的物氯化氫氣體。上述含飽和氯化氫的氯化亞鐵溶液作為凈化液，該凈化液中氯化亞鐵的(重量百分比)濃度為O. l_20wt%。所述副產(chǎn)物氯化氫氣體中所含氯氣與凈化液中的氯化亞鐵溶液進(jìn)行還原反應(yīng)，其中副產(chǎn)物氯化氫氣體的流速為O. 2-1. Om/s、溫度為所得副產(chǎn)物氯化氫氣體未經(jīng)人為處理的溫度，而凈化液溫度為室(常)溫。所述冷凍干燥裝置為列管式冷凍干燥(除濕)裝置、冷凍干燥溫度為零下10°C至零下5°C。本發(fā)明由于采用含飽和氯化氫的氯化亞鐵溶液作為凈化液、處理含少量氯氣的氯化氫氣體，通過凈化液中氯化亞鐵與氯氣的氧化還原反應(yīng)除去氯化氫氣體中所含的氯氣，再通過冷凍干燥、得到氯氣含量在Ippm以下的高純度的氯化氫氣體。因而，本發(fā)明對(duì)常規(guī)有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程的副產(chǎn)物氯化氫氣體中所含氯氣的脫除方法簡單、可靠，脫除(反應(yīng))速度快，凈化的能耗及成本低，有效提高了副產(chǎn)物氯化氫氣體的應(yīng)用價(jià)值、拓寬了副產(chǎn)物氯化氫氣體的應(yīng)用范圍等特點(diǎn)；此外，本發(fā)明方法亦可用于對(duì)氯氣含量低于5% (v/v)的合成氯化氫氣體和其它生產(chǎn)流程副產(chǎn)的氯化氫氣體中氯氣的脫除處理。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :步驟A.逆流反應(yīng)除去氯氣將含飽和氯化氫的氯化亞鐵濃度為IOwt %的凈化液從填料塔上部噴入填料層內(nèi)，本實(shí)施例填料采用拉西環(huán)填料、填料層軸向厚150cm ;然后將采用四氯化碳與甲烷氣體生產(chǎn)四氯乙烯所副產(chǎn)的氯化氫氣體從填料塔底輸入；本實(shí)施例副產(chǎn)物氯化氫氣體中含氯氣I. 1% (v/v)、氣體流速O. 4m/s，副產(chǎn)物氯化氫氣體從塔底向上在填料層內(nèi)與凈化液充分接觸，凈化液中的氯化亞鐵與氯氣進(jìn)行氧化還原反應(yīng)、氯氣被還原成氯離子進(jìn)入凈化液并隨凈化液由塔底排出，脫除氯氣后的氯化氫氣體經(jīng)塔頂輸往干燥處理工序；本實(shí)施例填料塔內(nèi)反應(yīng)溫度為10°c左右、壓カI(xiàn). OX IO5Pa ；步驟B.冷凍干燥處理將經(jīng)步驟A脫除氯氣后的氯化氫氣體送入列管式冷凍干燥裝置、在零下6°C的溫度下進(jìn)行干燥處理，以除去氯化氫氣體中的水蒸氣后，即得目的物(凈化后的)氯化氫氣體。本實(shí)施例所得氯化氫氣體經(jīng)檢測(cè)結(jié)果為檢不出氯氣(即含量在Ippm以下)，其氯氣的脫除效果極好。實(shí)施例2:步驟A.逆流反應(yīng)除去氯氣將含飽和氯化氫的氯化亞鐵濃度為0. 8wt%的凈化液 從填料塔上部噴入填料層內(nèi)，本實(shí)施例填料采用硅整填料、填料層軸向厚150cm ;然后將甲醇法生產(chǎn)氯甲烷所副產(chǎn)的氯化氫氣體從填料塔底輸入，本實(shí)施例副產(chǎn)的氯化氫氣體中含氯氣I. 0% (v/v)、氣體流速0. 6m/s ;副產(chǎn)物氯化氫氣體從塔底向上在填料層內(nèi)與凈化液充分接觸，浄化液中的氯化亞鐵與氯氣進(jìn)行氧化還原反應(yīng)、氯氣被還原成氯離子進(jìn)入凈化液并隨凈化液由塔底排出，脫除氯氣后的氯化氫氣體經(jīng)塔頂輸往干燥處理工序；本實(shí)施例輸入填料塔內(nèi)的凈化液溫度為20°C左右、填料塔內(nèi)反應(yīng)溫度為50°C左右、壓カI(xiàn). 2X IO5Pa ；步驟B.冷凍干燥處理將經(jīng)步驟A脫除氯氣后的氯化氫氣體送入列管式冷凍干燥裝置、在零下10°c的溫度下進(jìn)行干燥處理，以除去氯化氫氣體中的水蒸氣后，即得目的物(凈化后的)氯化氫氣體。本實(shí)施例所得氯化氫氣體經(jīng)檢測(cè)結(jié)果為檢不出氯氣(即含量在Ippm以下)，其氯氣的脫除效果亦極好。
權(quán)利要求
1.ー種脫除氯化氫氣體中所含氯氣的方法，包括 步驟A.逆流反應(yīng)除去氯氣將含飽和氯化氫的氯化亞鐵溶液作為凈化液、從填料塔上部噴入填料層內(nèi)，然后從填料塔下部直接引入從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中輸出的副產(chǎn)物氯化氫氣體，副產(chǎn)物氯化氫氣體在塔內(nèi)向上流經(jīng)帶凈化液的填料表面并穿過各填料表面之間的凈化液，副產(chǎn)物氯化氫氣體中所含氯氣與凈化液中的氯化亞鐵溶液進(jìn)行還原反應(yīng)后、氯氣被還原成氯離子而進(jìn)入浄化液并由塔底排出，除去氯氣后的氯化氫氣體則由塔頂輸出； 步驟B.冷凍干燥處理將經(jīng)步驟A除去氯氣后的氯化氫氣體由塔頂輸入到冷凍干燥裝置、以除去氯化氫氣體中的水蒸氣，即得目的物氯化氫氣體。
2.按權(quán)利要求I所述脫除氯化氫氣體中所含氯氣的方法，其特征在于所述含飽和氯化氫的氯化亞鐵溶液作為凈化液，該凈化液中氯化亞鐵的濃度為O. l-20wt%。
3.按權(quán)利要求I所述脫除氯化氫氣體中所含氯氣的方法，其特征在于所述副產(chǎn)物氯化氫氣體中所含氯氣與浄化液中的氯化亞鐵溶液進(jìn)行還原反應(yīng)，其中副產(chǎn)物氯化氫氣體的流速為O. 2-1. Om/s、溫度為所得副產(chǎn)物氯化氫氣體未經(jīng)人為處理的輸出溫度，而凈化液溫度為室溫。
4.按權(quán)利要求I所述脫除氯化氫氣體中所含氯氣的方法，其特征在于所述冷凍干燥裝置為列管式冷凍干燥裝置、冷凍干燥溫度為零下10°C至零下5°C。
全文摘要
該發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域中對(duì)從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程的副產(chǎn)物氯化氫氣體中脫除所含氯氣的方法；包括通過從有機(jī)氯化物生產(chǎn)過程中輸出的副產(chǎn)物氯化氫氣體與凈化液在填料塔內(nèi)逆流進(jìn)行還原反應(yīng)以除去氯氣，再經(jīng)冷凍干燥后即得氯氣含量在1ppm以下的高純度的氯化氫氣體。該發(fā)明由于采用含飽和氯化氫的氯化亞鐵溶液作為凈化液、對(duì)氯氣含量低于5％(v/v)的氯化氫氣體進(jìn)行脫氯處理，而具有氯氣的脫除方法簡單、可靠，脫除速度快，凈化的能耗及成本低，可有效提高副產(chǎn)物氯化氫氣體的應(yīng)用價(jià)值、拓寬了副產(chǎn)物氯化氫氣體的應(yīng)用范圍等特點(diǎn)；該發(fā)明亦可用于對(duì)氯氣含量低于5％(v/v)的合成氯化氫氣體及其它生產(chǎn)流程副產(chǎn)氯化氫氣體中氯氣的脫除處理。
文檔編號(hào)C01B7/07GK102849681SQ201210101588
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者劉漢森, 陳仕全, 黃競, 顏超, 趙正東, 呂運(yùn)濤, 詹遠(yuǎn)鴻, 陳軍, 杜勇軍 申請(qǐng)人:昊華鴻鶴化工有限責(zé)任公司