[發(fā)明專利]一種采用螢石-硫酸法來制備氟化氫的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210588971.3
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103896215A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李中元
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市泰亨氣體有限公司
• 主分類號: C01B7/19
• 分類號: C01B7/19
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 趙慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工原料制備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明采用螢石-硫酸法來制備氟化氫。該方法降低設(shè)備腐蝕，提高反應(yīng)的熱效率和原料的利用率。

背景技術(shù)

1．由無水的KHF₂分解制備氟化氫

實(shí)驗(yàn)室用少量無水氟化氫可用二氟氫化鉀（KHF₂）在500℃高溫?zé)岱纸庵频茫磻?yīng)式如下:

?KHF₂???????????????????????????????????????????????????KF?+?HF?????

將KHF₂放在鉑制或銅制的蒸餾瓶或燒瓶中，用燈加熱，冷凝液收集在用冰冷卻的銅制接受器中，接受器裝有氯化鈣干燥管。最初的10～20?ml冷凝液棄去，其余的冷凝液在水浴上于35～39℃再蒸餾一次。

工業(yè)用KHF₂有的不純，可將其溶于熱水，加少許PbCO₃以除去Cl^-。等PbClF、K₂SiF₆沉淀之后，把澄清溶液在銅制的皿中蒸發(fā)結(jié)晶。

2．由NH₄F制取氟化氫

先把NH4F在100～110℃下干燥，然后把鹽裝入銅制蒸餾瓶或銅制燒瓶中并用無水HCl處理，在冷卻到-50℃的接受器中收集冷凝液。所得到的HF含0.1%～0.12%的水和少量的HCl雜質(zhì)。經(jīng)蒸餾后的制劑無Cl-。

3．氟化鈣與硫酸反應(yīng)法

如果對氟化氫純度要求不高，也可用氟化鈣與硫酸反應(yīng)制得。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用螢石-硫酸法來制備氟化氫，方法，其特征在于將含CaF₂＞97%、SiO₂＜1%、CaCO₃＜1%的制酸級螢石經(jīng)干燥、粉碎篩分至粒度＜150μm后與98%濃硫酸按1：1.2～1.3的配比送入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；回轉(zhuǎn)爐前段溫度為160～180℃，后段為220～280℃，爐內(nèi)氣相溫度控制在（280±10）℃；反應(yīng)生成的硫酸鈣由爐尾排出；反應(yīng)氣體產(chǎn)物混合物由爐頭排出后，后進(jìn)入粗餾塔，塔釜溫度控制在100～110℃，塔頂溫度控制在35～40℃，以除去大部分硫酸、水蒸氣和硫酸鈣、螢石粉塵；然后氟化氫氣體進(jìn)入脫氣塔，塔釜溫度控制在20～23℃，塔頂溫度為-7～-9℃，二氧化硫和四氟化硅等低沸點(diǎn)雜質(zhì)由塔頂排出，粗氟化氫冷凝成液態(tài)，由塔底排出進(jìn)入精餾塔，塔釜溫度控制在30～40℃，塔頂溫度控制在（19.6±0.5）℃，以進(jìn)一步除去殘存的少量硫酸和水，經(jīng)精餾凈化后可制得99.8%或更高純度的無水氟化氫。

原有技術(shù)為工業(yè)上制備氟化氫的傳統(tǒng)方法是將螢石與濃硫酸混合，高溫加熱制得，主反應(yīng)式如下：

?CaF₂?+?H₂SO₄????????2HF↑+?CaSO_4?????

此外，由于螢石中含有二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋁及鐵礦石等雜質(zhì)，因而還伴隨有如下副反應(yīng)發(fā)生：

SiO₂?+?4HF?→?SiF₄?+?2H₂O??????????

SiF₄?+?2HF?→H₂SiF₆??????????????

CaCO₃+H₂SO₄?→CaSO₄+H₂O+CO₂↑??????

Al₂O₃+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+3H₂O??????

Fe₂O₃+3H₂SO₄→Fe₂(SO₄)₃+3H₂O????????

因此，要想得到純的無水氟化氫，必須將副反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)與氟化氫分離除去。