[發明專利]一種制備氟化氫的方法

有效

• 申請號: 201210217587.2
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102689877A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 何潤林;劉剛;石寅;袁佳程
• 申請（專利權）人: 貴州開磷（集團）有限責任公司
• 主分類號: C01B7/19
• 分類號: C01B7/19
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

技術領域

本發明涉及含氟化合物，具體而言涉及氟化氫，特別涉及制備氟化氫的方法。

背景技術

眾所周知，在磷化工行業生產加工過程中會產生大量的含氟氣體，如不加以回收利用，會導致嚴重的環境污染，而且造成氟資源的浪費。目前以磷礦石為原料生產濕法磷酸磷肥時產生的含氟氣體，大部分經水吸收處理后得到氟硅酸。回收利用這部分氟硅酸，不僅有利于治理氟污染，而且有利于螢石資源的保護，更有利于氟資源的有效利用。

近年來，以磷肥副產氟硅酸為原料生產無水氟化氫技術受到了國內外學者的普遍關注，中國專利中已有一些技術方案，例如2006100511784號《一種氟化銨鹽的液相酸解方法》和200810068661.2號《從無機氟化物與硫酸的酸性混合物制備氟化氫的方法》?。但是上述方案中，由氟化銨鹽和硫酸酸解反應制取氟化氫的方法只進行了實驗室的工藝研究，未說明實現這一過程的工業化途徑；（2）由于采用了液相酸解的方法，反應揮發的大量氟化氫其他溶解在液相中，致使氟化氫氣體純度不高，含水量大，為后續的精餾分離造成了很大的困難，氣體經精餾分離只能得到濃度為40％的氫氟酸；（3）在酸解反應過程中，氟化氫會大量溶解在液相，造成了氟揮發率的降低，從而降低了整個流程的氟化氫產率。目前尚無氟化氫工業化生產方法的專利申請件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備氟化氫的方法，以克服現有技術存在的缺點，實現氟化氫產品的連續生產。

為了實現上述目的，發明人通過大量的探索性試驗、對比試驗、條件試驗和工業化驗證試驗，從而完成了本發明。發明人提供的制備氟化氫的方法包括：

(1)?將氟化銨晶體與濃硫酸加入反應器，進行酸解反應,酸解反應方程式如下：

NH₄F+H₂SO₄=HF↑+NH₄HSO₄+Q???

式中Q為熱量；

反應產生的粗氟化氫氣體從反應器上部的氟化氫氣體出口導出;

(2)?反應后液進入解析器下方的列管加熱器，通蒸汽間接加熱解析，溶解在反應液中的氟化氫大量被解析揮發出來，經過解析器頂部的氟化氫氣體出口導出，從與反應器上部的粗氟化氫氣體混合；解析液為NH₄HSO₄溶液，經濃縮結晶生產NH₄HSO₄產品；

(3)?混合的粗氟化氫氣體送至精制工序進行常規凈化、冷凝、精餾即得到純度為99.7％以上的無水氫氟酸。

上述方法的第一步中，所述氟化銨晶體的純度以質量分數計為95％以上，濃硫酸的質量分數為98％；所述反應為放熱反應，在常壓下進行，無需加熱，控制反應溫度為100℃左右，反應時間2-30min。

上述方法的第二步中，所述蒸氣的溫度為120℃，加熱蒸汽進口安裝在列管加熱器側面上方，廢蒸汽與冷凝液出口安裝在列管加熱器側面下方，蒸氣與循環液逆流進行熱交換。

上述方法中的解析器附有循環液管，其底部安裝有殘液排放管，用以排放管內殘液；解析器的器身安裝有一副線管道，上端接入解析器，下端接入殘液排放管，用以排放器內殘液。

用本發明方法可以生產純度99.7％以上的無水氫氟酸產品，工藝簡單，能耗低，操作安全可靠，易于實現連續生產。適用于大型磷肥企業氟資源的綜合利用。

附圖說明

圖1為本發明方法的工藝示意圖。圖中：1為反應器，2為解析器，3為列管加熱器，4為循環液管，5為蒸汽進口，6為廢蒸汽與冷凝液出口。

具體實施方式

實施例

某公司1000噸/t無水氫氟酸工業化示范裝置采用本方法，原料氟化銨晶體來自上一工段，純度為92%，采用98%濃硫酸，通過控制酸解反應時間、溫度、反應加料速度等工藝條件，產出純度為99.94%的無水氟化氫，產品質量達到國家一級品標準，單程氟實際轉化率提高60%，單位物耗和能耗均低于傳統螢石法工藝技術。自建成以來，經過反復試驗摸索，裝置連續穩定運行，產品可以作為國家一級品直接出售，或是進一步加工成下游高附加值氟化工產品，殘液則可以進一步加工成高附加值的氟化氫銨產品。