專(zhuān)利名稱(chēng)：利用干燥氯氣液化副產(chǎn)物－尾氯生產(chǎn)高純度鹽酸的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用干燥氯氣液化副產(chǎn)物——尾氯生產(chǎn)高純度鹽酸的方法及裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，干燥氯氣液化工藝會(huì)產(chǎn)生大量的尾氯，其中含有60％～75％的氯(體積)，同時(shí)含有氫≤3.5％，氧≤8％及惰性氣體等雜質(zhì)，尾氯處理通常采用NaOH溶液中和法，即將尾氯通入盛有30％NaOH溶液的處理槽中，使之發(fā)生中和反應(yīng)后(中和反應(yīng)產(chǎn)物NaClO、NaCl、H2O)，再排放入地溝。這種方法較簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資少，但不安全可靠。因中和反應(yīng)時(shí)，一方面，若一旦氯氣過(guò)量，即會(huì)產(chǎn)生過(guò)氯化分解反應(yīng)，并引起一系列連鎖反應(yīng)，使生成的次氯酸鈉NaClO瞬間分解掉，生成次氯酸HCLO，鹽酸(HCL·H2O)，氯氣Cl2等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)和劇毒介質(zhì)及其它一些產(chǎn)物；另一方面，若中和反應(yīng)不完全，即堿液未飽和，排放掉的廢液必定呈強(qiáng)堿性；再一方面，中和反應(yīng)的主要產(chǎn)物次氯酸鈉NaCLO性能不穩(wěn)定，受日光作用、遇酸、甚至PH值降低，都易分解，將產(chǎn)生腐蝕性介質(zhì)或毒性介質(zhì)。可見(jiàn)此種處理尾氯的方法不僅造成了成品液堿的損失，且對(duì)環(huán)境也造成了極大的污染。而現(xiàn)有的高純鹽酸生產(chǎn)裝置也不能滿足利用含氯量為60％～74％(體積)的尾氯合成高純度鹽酸的要求，容易產(chǎn)生燃燒、爆炸危險(xiǎn)。
《氯堿工業(yè)》雜志(1995年第l期)報(bào)導(dǎo)了引進(jìn)“二合一”鹽酸裝置的概況，是上海氯堿化工股份有限公司電化廠引進(jìn)的法國(guó)里加本——洛蘭碳制品公司設(shè)計(jì)的“二合一”鹽酸裝置可處理部分尾氣，但需與純度≥95％(體)的干燥氯混合均勻，使進(jìn)入“二合一”爐的氯氣純度≥75％(體)。該裝置生產(chǎn)特點(diǎn)是負(fù)壓點(diǎn)爐，正壓生產(chǎn)，故其排放的尾氣中含HCl量時(shí)有超標(biāo)，且該裝置設(shè)備多，投資額巨大。
我廠高純鹽酸裝置原有技術(shù)是采用“三合一”合成爐一次成酸法從其它工序送來(lái)的氯氣和氫氣，分別經(jīng)氯氣緩沖罐(1)、氯氣分配臺(tái)(2)、氫氣緩沖罐(3)、氫氣阻火器(5)、氫氣分配臺(tái)(4)進(jìn)入“三合一”爐(9)頂部爐頭，在燃燒室內(nèi)石英燈頭燃燒下合成HCl氣。經(jīng)“三合一”爐夾套內(nèi)一次水(或循環(huán)水)冷卻后，由尾氣吸收塔(14)自流下來(lái)的稀鹽酸吸收成為濃度≥31％的高純鹽酸，通過(guò)位差自流入成品酸計(jì)量槽(3)，然后用泵送給各用戶(hù)。而“三合一”爐內(nèi)未被吸收完的部分HCl氣則進(jìn)到尾氣吸收塔被吸收水泵(7)輸送上來(lái)的純水逆流接觸形成稀鹽酸，經(jīng)稀酸封槽(12)液封流入“三合一”爐頂部做吸收液，仍未能被吸收的氣體經(jīng)水流泵(15)抽走，經(jīng)水封槽(16)液封后排出，惰性氣體從排空管排出，該裝置要求氯氣純度≥85％(體)，故不適于處理尾氯。
本發(fā)明的目的在于提供一種以副產(chǎn)尾氯和氫氣燃燒反應(yīng)并經(jīng)純水吸收制取高純鹽酸的方法及其裝置，充分利用廢氯、降低高純鹽酸生產(chǎn)成本，并利于保護(hù)環(huán)境。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案，即利用“三合一”鹽酸合成爐，用純度為60％～74％(體積)的尾氯與氫氣反應(yīng)，并經(jīng)純水吸收制成31％～33％(重量)濃度的高純度鹽酸，過(guò)程包括(1)開(kāi)啟尾氣吸收塔頂水流泵，使“三合一”合成爐呈負(fù)壓，補(bǔ)充爐內(nèi)空氣，并(2)向“三合一”爐送純水，在爐內(nèi)氣體含氫量≤0.4％(體積)情況下，微開(kāi)氫氣閥，將氫氣軟管純度≥98％(體積)的氫氣點(diǎn)燃，速將軟管與爐氫氣進(jìn)口甩頭接緊，送純度為60％～74％(體積)的氯氣，氫氣和氯氣在燃燒室內(nèi)石英燈頭中燃燒反應(yīng)，點(diǎn)火成功后迅速關(guān)閉合成爐空氣補(bǔ)充口，增大原料氣量，控制氫氣∶氯氣的摩爾比為1.0～1.05∶1.0(折純氫和純氯)，同時(shí)調(diào)節(jié)純水量使出酸濃度為31％～33％(重量)，然后(3)“三合一”爐內(nèi)未被吸收的HCl氣進(jìn)入尾氣吸收塔，制成稀酸后返至“三合一”爐作吸收液。與上述合成方法相適應(yīng)，本發(fā)明將現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，使其具有適應(yīng)利用純度為60％～74％(體積)的尾氯為原料合成鹽酸的相應(yīng)安全裝置或措施，主要包括(1)“三合一”合成爐(9)底部之酸出口后裝有成品酸緩沖罐(10)，罐頂裝具有耐酸浸漬石墨材質(zhì)、爆破壓力為0.06～0.07MPa防爆膜的防爆口F6，緩沖罐(10)的頂部裝有起壓力平衡作用的尾氣平衡管，平衡管的管端不伸入罐內(nèi)；(2)“三合一”合成爐(9)之底部自尾氣出口裝有尾氣管Y1，其橫向部分自尾氣出口起呈緩升趨勢(shì)，保證尾氣管Y1橫向部分不集液；(3)尾氣吸收塔(14)的尾氣進(jìn)口管入口處之前設(shè)有防爆口F6，防爆口所裝防爆膜為耐酸浸漬石墨材質(zhì)，其爆破壓力為0.06～0.07MPa；(4)塔頂水流泵(15)的抽吸能力足夠大至與用尾氯生產(chǎn)鹽酸所產(chǎn)生尾氣量相適應(yīng)。
在實(shí)施本發(fā)明方法的過(guò)程中，必須具有符合安全要求的生產(chǎn)裝置，在現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置中，增配尾氯管至氯氣緩沖罐進(jìn)口，將原成品酸封槽(10)之槽頂增設(shè)一防暴口F6，再將頂部尾氣管原插入管的插入部分平頂蓋內(nèi)壁截去，此管口即起壓力平衡作用(平衡酸封槽至尾氣管Y1的壓力)，即成了本發(fā)明的成品酸緩沖罐(10)；其次，將尾氣管Y1橫向部分重配，使尾氣管的“三合一”爐尾氣出口處至橫向部分末端的橫向部分呈緩升趨勢(shì)，即避免了這段尾氣管集液；此外，在尾氣吸收塔(14)的尾氣進(jìn)口管處增設(shè)防爆裝置F6，再換之以抽吸能力足夠大的水流泵(15)，這樣就能保證在相同生產(chǎn)能力下，用尾氯生產(chǎn)鹽酸較用干燥氯時(shí)尾氣吸收塔(14)的尾氣量增多的安全生產(chǎn)要求。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有高純鹽酸裝置加以改造，明顯降低了原料氯含量的要求，在保證原生產(chǎn)能力的前提下，用60％～74％(體積)尾氯生產(chǎn)高純度鹽酸，降低了生產(chǎn)成本，有效地解決了環(huán)境污染問(wèn)題。
2、生產(chǎn)安全可靠，裝置內(nèi)多處增設(shè)了防爆口后，尾氣管Y1橫向部分具有一定坡度，不易集液，尾氣暢通無(wú)阻，生產(chǎn)安全穩(wěn)定，裝置運(yùn)行五年以來(lái)從未發(fā)生過(guò)安全事故和質(zhì)量事故。
以下是本發(fā)明附圖的圖面說(shuō)明

圖1是工藝流程示意圖，圖中1是氯氣緩沖罐，2是氯氣分配臺(tái)，3是氫氣緩沖罐，4是氫氣分配臺(tái)，5是氫氣阻火器，6是吸收水罐，7是吸收水泵，8是吸收水分配臺(tái)，9是“三合一”合成爐，10是成品酸緩沖爐，11是高純酸泵，12是稀酸封槽，13是成品酸計(jì)量槽，14是尾氣吸收塔，15是塔頂水流泵，16是水封槽，17是水流泵，18是水封槽。圖中字母表示的意義為A是原料氫氣，B是原料氯氣，C是一次水(或循環(huán)水)，D是純水，E是高純度鹽酸，F(xiàn)6是防爆口，b是尾氣口，c是酸出口，d是酸進(jìn)口，Y1是尾氣管。
以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法作進(jìn)一步詳細(xì)的描述實(shí)施例1用圖1所示的工藝流程裝置，開(kāi)啟尾氣吸收塔頂水流泵(15)，使“三合一”爐(9)呈負(fù)壓，開(kāi)啟水閥，向“三合一”合成爐(9)送純水，分析爐內(nèi)氣體含氫量至≤0.4％(體積)時(shí)，按前述方法點(diǎn)燃?xì)錃猓砸郝?段來(lái)的純度為60％(體積)的尾氯經(jīng)氯氣緩沖罐、氯氣分配臺(tái)進(jìn)入“三合一”合成爐，從氫處理來(lái)的純度≥98％(體積)的氫氣經(jīng)氫氣緩沖罐、氫氣阻火器、氫氣分配臺(tái)進(jìn)入“三合一”爐，調(diào)二者用量至氫氣∶氯氣的體積比為1.0～1.05∶1.0。經(jīng)人工將氫氣點(diǎn)燃后，氯氣與氫氣在三合一爐內(nèi)進(jìn)行高溫燃燒反應(yīng)生成的HCl氣經(jīng)水冷卻后由尾氣吸收塔來(lái)的稀酸吸收成為大于31％的高純鹽酸，鹽酸靠位差自流下經(jīng)成品酸封槽緩沖再流入成品酸計(jì)量槽，然后用泵送往用戶(hù)。爐內(nèi)未被吸收完的部分HCl氣則進(jìn)入到尾氣吸收塔被純水逆流接觸形成稀鹽酸，然后自流下經(jīng)液封進(jìn)入爐內(nèi)作吸收液，塔內(nèi)仍未被吸收的部分氣體則經(jīng)水流泵抽走，高純鹽酸產(chǎn)品的質(zhì)量見(jiàn)表1。
實(shí)施例2裝置、操作方法、原料配比及氫氣質(zhì)量同例1，原料尾氯的氯含量為68％(體積)，高純鹽酸產(chǎn)品的質(zhì)量見(jiàn)表1。
實(shí)施例3裝置、操作方法、原料配比及氫氣質(zhì)量同例1，原料尾氯的氯含量為74％(體積)，高純鹽酸產(chǎn)品的質(zhì)量見(jiàn)表1。
表1 高純鹽酸產(chǎn)品質(zhì)量表
權(quán)利要求
1.一種利用干燥氯氣液化副產(chǎn)物——尾氯生產(chǎn)高純度鹽酸的方法，包括合成、冷卻、吸收和尾氣處理等過(guò)程，本發(fā)明的特征在于利用“三合一”鹽酸合成爐，用純度為60％～74％(體積)的尾氯與氫氣反應(yīng)，并經(jīng)純水吸收制成31％～33％(重量)濃度的高純度鹽酸，過(guò)程包括(1)開(kāi)啟尾氣吸收塔頂水流泵，使“三合一”合成爐呈負(fù)壓，補(bǔ)充爐內(nèi)空氣，并(2)向“三合一”爐送純水，在爐內(nèi)氣體含氫量≤0.4％(體積)情況下，微開(kāi)氫氣閥，將氫氣軟管純度≥98％(體積)的氫氣點(diǎn)燃，速將軟管與爐氫氣進(jìn)口甩頭接緊，送純度為60％～74％(體積)的氯氣，氫氣和氯氣在燃燒室內(nèi)石英燈頭中燃燒反應(yīng)，點(diǎn)火成功后迅速關(guān)閉合成爐空氣補(bǔ)充口，增大原料氣量，控制氫氣∶氯氣的摩爾比為1.0～1.05∶1.0(折純氫和純氯)，同時(shí)調(diào)節(jié)純水量使出酸濃度為31％～33％(重量)，然后(3)“三合一”爐內(nèi)未被吸收的HCl氣進(jìn)入尾氣吸收塔，制成稀酸后返至“三合一”爐作吸收液。
2.權(quán)利要求1所述方法采用的生產(chǎn)裝置，工藝流程系統(tǒng)由原料氯氣、原料氫氣、水及鹽酸設(shè)備和管線組成，主要包括氯氣緩沖罐(1)、氫氣緩沖罐(3)、氫氣阻火器(5)、吸收水罐(6)、“三合一”合成爐(9)、尾氣吸收塔(14)和塔頂水流泵(15)等，本發(fā)明的特征在于生產(chǎn)裝置具有適應(yīng)利用純度為60％～74％(體積)的尾氯為原料合成鹽酸的相應(yīng)安全裝置或措施，主要包括(1)“三合一”合成爐(9)底部之酸出口后裝有成品酸緩沖罐(10)，罐頂裝具有耐酸浸漬石墨材質(zhì)、爆破壓力為0.06～0.07MPa防爆膜的防爆口F6，緩沖罐(10)的頂部裝有起壓力平衡作用的尾氣平衡管，平衡管的管端不伸入罐內(nèi)；(2)“三合一”合成爐(9)之底部自尾氣出口裝有尾氣管Y1，其橫向部分自尾氣出口起呈緩升趨勢(shì)，保證尾氣管Y1橫向部分不集液；(3)尾氣吸收塔(14)的尾氣進(jìn)口管入口處之前設(shè)有防爆口F6，防爆口所裝防爆膜為耐酸浸漬石墨材質(zhì)，其爆破壓力為0.06～0.07MPa；(4)塔頂水流泵(15)的抽吸能力足夠大至與用尾氯生產(chǎn)鹽酸所產(chǎn)生尾氣量相適應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用干燥氯氣液化副產(chǎn)物—尾氯生產(chǎn)高純度鹽酸的方法和裝置,利用“三合一”鹽酸合成爐,將含氯量為60%～74%(體積)的尾氯與氫氣反應(yīng)、用純水吸收制備純度為31%～33%的高純度鹽酸,尾氣經(jīng)吸收塔吸收后返回合成爐循環(huán)使用,其生產(chǎn)裝置是在現(xiàn)有裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行必要改造并增設(shè)安全措施,解決了現(xiàn)有技術(shù)尾氯中氯含量低難以回收等問(wèn)題,具有生產(chǎn)安全穩(wěn)定、避免環(huán)境污染、降低了生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn),廣泛適用于化工領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C01B7/00GK1186042SQ9710836
公開(kāi)日1998年7月1日 申請(qǐng)日期1997年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月20日
發(fā)明者龍應(yīng)春, 洪龍海, 肖龍 申請(qǐng)人:巴陵石化岳陽(yáng)石油化工總廠