[發明專利]用于氯氣與氧氣吸附分離的專用活性炭

有效

• 申請號: 201410034189.6
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103752270A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 王農躍;馮孝庭;邵建明;聞國強;趙全忠
• 申請（專利權）人: 上海方綸新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01J20/28;C01B13/02;C01B7/07
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

技術領域

本發明涉及一種用于氯氣與氧氣吸附分離的專用活性炭，主要用于采用吸附分離方法從氯化氫催化氧化反應生成的混合氣中高效分離氯氣和氧氣。?

背景技術

我國是氯氣生產、消費大國，國內生產氯氣的廠家220余家,部分企業氯氣全部自用,有商品氯銷售的企業約150家。2003年合計產量270.53萬噸，我囯2012年氯氣總消費量已超過2000萬噸，約占世界氯氣消費總量的1/3；。我國生產的含氯產品200多種,其中有機氯產品100?多種,無機氯產品50?多種,農藥產品30?多種。?

我國的氯氣主要由氯堿工業生產，在氯堿企業中氯與堿的平衡始終是矛盾---為滿足増加氯氣的供給，燒堿就過剩。然而，國內石油化工產業眾多的有機氯產品生產過程中，氯原子理論利用率僅50%，副產大量的氯化氫。目前全國副產氯化氫達到500萬噸/年以上，為氯化氫找尋出路成為制約氯堿及涉氯行業發展的共性問題。?

氯堿生產屬于高耗能產業，每產出1噸氯氣需耗電2200千瓦時左右，如果用副產氯化氫制備氯氣，不僅可實現氯資源的循環利用，還可大大提升行業的節能減排水平、降低成本并且消除對環境的污染。為此，我國自主開發Deacon技術已經成功用于工業生產，配套解決低能耗、無腐蝕、環境友好的氯化氫氧氣催化氧化反應生成物的尾氣中氯氣與氧氣高效回收利用技術，是氯堿和氯化產業追求的夢想----擁有低能耗、無腐蝕、低成本、氯氣循環利用、環境友好的清潔生產技術。?

從氯化氫氧氣催化氧化反應生成物含氯氣與氧氣的尾氣中分離回收氯氣技術中，應解決脫水干燥和含氯氣體的分離兩項技術難題。至今，我國脫水干燥均釆用濃硫酸脫水方法，不但帶來對設備材料的腐蝕、產生稀硫酸的處理困難，而且導至環境的污染。?

脫水干燥后，有不同的含氯氣體的分離技術，主要有:?

1.?液化或低溫精餾法

由于氯氣的臨界溫度遠較其它組分為高（氯氣tc=144℃、Pc=7710kPa；氧氣tc=-118.6℃、Pc=5043kPa；氯化氫tc=51.4℃、Pc=8258kPa）,因此氯氣很易于液化。純氯氣壓力上升至?1MPa?以上時，釆用普通的冷卻水降溫，就可以實現氯氣的液化分離；但是進一步高效分離氧氣較困難，而且能耗較高。

2.?溶劑吸收法?

利用有機溶劑在較低溫度和較高壓力下把混合氣中的氯氣吸收下來，而后在較高的溫度和較低的壓力下解吸，這樣可以得到純度很高的氯氣，使氯得以純化，其中有機溶劑以?CCl₄?為佳。此法早已用于工業化生產（US3399537，1968?年），但是根據《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》（1987?年），使用CCl₄?的受到蒙特利爾議定書的限制。因此該工藝需要尋找可替代?CCl₄?的有效溶劑。例如：氯化三氟甲苯、二氯甲苯、一氯化硫、二氯化碘水溶液及氯磺酸等。該工藝技術中有機溶劑在吸收和解吸的循環過程中，需要加壓、變溫，能耗較高；會產生溶劑的損失，如果作為吸附劑的溶劑被帶入氯化氫氧化反應，將會影響催化反應活性；而且回收氧氣也較困難。

3、膜分離法（MS）?

膜分離法是利用膜對不同氣體的選擇透過性不同來分離各種氣體。通過氯氣選擇滲透穿過膜,?其他雜質氣體被阻擋在膜外,?從而達到了分離富集氯氣的目的。此類分離手段的核心是膜材料的制備，而且膜分離出的氣體純度很難達到95%以上，如果采用多級膜分離，其氣體回收率會大幅下降。膜材料的制備要綜合考慮對氯氣的選擇性、滲透性、耐久性、經濟性。目前還沒有一種可實用化的膜能滿足分離要求。

4、變壓吸附分離法（PSA）?

變壓吸附氣體分離技術是選擇有效的固體吸附劑，通過壓力的變化來實現目標氣體的吸附與再生，因而再生速度快、能耗低，屬節能型氣體分離技術。目前，變壓吸附(PSA)?分離技術已經廣泛應用于含氫氣體中氫氣的提純，混合氣體中一氧化碳、二氧化碳、氧氣、氮氣、氬氣、乙烯、天然氣純化、煤礦瓦斯氣提濃和烴類的制取、各種氣體的無熱干燥等領域。使用變壓吸附從含氯氣體中分離氯氣尚處于研究和開發階段。

針對Deacon?反應產物，需要開發對氧和氯的吸附分離效率高的吸附劑。目前的各類吸附劑選擇性較差，致使分離后得到的氯氣濃度不高（通常低于?85%），只是起到氯氣富集作用，用于含氯尾氣的除氯處理，無法達到回用于反應的目的（回用時需要≥99.5%）。?

綜上，上述各種含氯氣體的分離技術中，已工業化的技術均不令人滿意。?

發明內容??????????