[發明專利]一種利用氯化鈣和硫酸生產氯化氫的工藝

無效

• 申請號: 201210423894.6
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102992268A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 唐盛偉;周飛;梁斌;李漢川
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01B7/03
• 分類號: C01B7/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于化學工程領域，涉及一種由氯化物和無機酸制備氯化氫的方法，特別涉及一種利用氯化鈣與硫酸反應制備無水氯化氫（或鹽酸）的工藝。?

背景技術

[0002]?氨堿法純堿生產中伴有大量的氯化鈣產生，大量的氯化鈣滯銷且價格低，急需對其綜合利用開發。氯是化學工業產品中重要的元素，其基礎產品如氯化氫或鹽酸是無機化工和有機化工十分重要的化工原料，需求量大。氨堿法純堿工藝產生大量的氯化鈣及氯化鈣廢液提供了大量的氯源。另外，我國有豐富的鹽湖資源，氯化物產量豐富，為本工藝提供了可靠的原料來源。與此同時，隨著我國冶金工業的發展，副產大量硫酸，天然氣脫硫等也副產大量硫酸。硫酸屬于高危化學品，其長途運輸等成本高，危險性大，需要對其進行就近處理和利用。而氯化氫是生產聚氯乙烯等化工產品的重要原料。因此，利用硫酸與氯化鈣反應可以充分利用氯化鈣廢液和冶金硫酸，為相關產業提供氯化氫為鹽酸，特別適合于具有冶金-純堿-聚氯乙烯產業鏈的產業園區，本工藝為各產業鏈的銜接提供了技術支撐，具有重要的工業實際應用價值。?

專利CN201010005540.0公開了一種利用氯化鈣與硫酸反應生成氯化氫的工藝。其工藝過程為：將硫酸加入反應器中，加熱到200℃左右，加入粉碎的無水氯化鈣，進一步加熱到250℃左右，硫酸和氯化鈣的重量比為10:1左右，反應生成硫酸鈣放出氯化氫氣體。用離心機分離硫酸鈣和硫酸，硫酸返回反應器。該工藝使用250℃左右的濃硫酸作為反應物，設備防腐要求高，投資成本大，操作費用高，運行危險性大；濃硫酸大大過量，致使酸處理量大。?

專利CN201010169051.9公開了一種用純堿蒸氨廢液制備石膏和鹽酸的方法。在該方法中提到，將蒸氨廢液和稀硫酸投入耐腐蝕的反應器中，攪拌下生成硫酸鈣、硫酸鈉和鹽酸。按照純物質氯化鈣和硫酸的質量比為1:0.68～1.08的比例加料。過濾出硫酸鈣并洗滌三次，洗滌液返回反應，減壓蒸餾濃縮濾出硫酸鈉，減壓蒸餾除去濾液中的其他結晶，得到濃度為20%～25%的鹽酸。然而，20%～25%的鹽酸用途極其有限，目前工業上這種濃度的鹽酸大大過剩，嚴重滯銷。若使用索爾維法制堿廢液為原料，則該過程存在嚴重的水平衡問題：在該蒸氨廢液中，氯化鈣的含量通常只有10%左右，折算最終的鹽酸含量僅為8wt%，如果想得到濃度為20%～25%的鹽酸，則需要蒸去大量水，整個工藝能耗高、經濟性差。?

將冶金工業副產的硫酸與制堿產生的氯化鈣進行反應制備氯化氫，既可以為聚氯乙烯等行業提供高品質無水氯化氫原料，也可以改善氨堿工業的經濟性。本發明顯具有重要的工業應用價值。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用硫酸和氯化鈣反應，生產氯化氫氣體（或鹽酸）的工藝，以解決氨堿工業中大量氯化鈣滯銷和冶金工業中大量硫酸就近利用的問題。該工藝流程簡單，能耗低，可得到高品質的氯化氫氣體。?

為解決以上技術問題，本發明采用的基本原理是利用氯化鈣和硫酸反應生成氯化氫氣體與硫酸鈣固體的化學反應：?

??

此反應中，氯化氫作為氣體排出，氯的收率為94%～96%。

本發明的工藝路線包括以下步驟：?

將氯化鈣溶液和硫酸連續加入帶攪拌的反應釜中，生成氯化氫氣體和硫酸鈣結晶。硫酸的進料濃度為10～100wt%，氯化鈣的進料濃度為0.4～8mol/L，硫酸和氯化鈣的物質的量比是0.8～1.4:1，反應以漿料形式進行，在-20～110℃下反應1～50min。氯化氫氣體通過引風機引出，利用濃硫酸進行干燥脫水得到無水氯化氫，或者經吸收后制成鹽酸；吸水后的硫酸作為反應物返回反應系統。硫酸鈣漿料經分離得到硫酸鈣和母液，母液返回上段用于溶解氯化鈣。硫酸鈣經兩次逆流洗滌，使其達到國家質量標準，其氯含量低于2wt%。過濾和洗滌溫度為-20～110℃。一級洗滌后的洗滌液作為二級洗滌液，對由過濾得到的硫酸鈣濾餅進行洗滌后，返回反應單元用于溶解氯化鈣。

與現有工藝相比，我們采用液相反應，使得氯化鈣和硫酸能充分接觸，反應更充分；降低了反應物的傳質阻力，增快了反應速率，減少了反應時長；并且反應在室溫下即可進行，克服了其他工藝高溫反應條件的缺點，減少了設備防腐投資，降低了操作的危險性。我們從原料的選擇或預處理方面控制進入反應系統的水量，使得產物為氣態氯化氫，克服了其他工藝產物鹽酸濃度低（20%～25%）、應用范圍窄的缺點；使得濾餅中酸殘留量達到國家標準，減少了對環境的危害。?

本發明可以制備濃鹽酸：在5～60℃下，用水或20-23%的稀鹽酸吸收氯化氫氣體，可制得29-36wt%的濃鹽酸。?