[發明專利]一種電解制備NF3

在審

• 申請號: 201911418511.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111085086A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 齊航;武建鵬;李柄緣;岳立平;冀延治;張帥;羅文健;孫昊;李丹丹;鄭陽光
• 申請（專利權）人: 中船重工（邯鄲）派瑞特種氣體有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/18;C01B7/19
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜

本發明涉及一種電解制備NF₃電解系統尾氣中HF的回收系統及方法，屬于精細化工和環保技術領域。所述系統包括吸收塔、吸收塔積液罐、冷卻塔、冷卻塔積液罐、降膜吸收器、循環酸罐和循環泵。利用吸收塔中的吸收劑吸收HF后再經過低溫冷卻，最后經過水洗后達標排放，副產物可以進行相應的再利用，還可采用高溫裂解、水洗、堿洗等步驟進一步除雜；所述系統操作方便，原料簡單，節能減排，產物能夠有效再次利用。

技術領域

本發明涉及一種電解制備NF₃電解系統尾氣中HF的回收系統及方法，屬于精細化工和環保技術領域。

背景技術

電解系統NF₃電解工藝的原料是由氨氣、氟化銨或氟化氫銨、氟化銨、氟化鉀、氟化鈉中的一種或幾種與氟化氫按照一定的比例配置而成的，電解溫度通常控制在70℃～150℃，電解溫度較高，陰電解系統電解氣中會夾帶有體積分數10％～30％的氟化氫，如果其中的氟化氫氣體不經處理，無法達到排放標準。現有的處置方式一般為一級或多級吸收塔，使用氫氧化鈣溶液進行噴淋吸收。該種方式雖然能滿足處理要求，但氟化氫未得到有效回收利用，經濟性較差，且得到的固廢CaF₂無法處置。

目前常采用的還包括霍尼韋爾國際公司采用的80％硫酸溶液萃取的方法吸收HF，包含HCFC-244bb和約30wt％HF的粗混合物產品，被注入到硫酸萃取塔或相分離器中，以從該混合物中除去HF。HF溶解在硫酸中，從而從有機相混和物中分離出來，加熱和蒸餾含HF的硫酸溶液，使HF解吸出來，在TFE內襯設備中140℃加熱閃蒸至氟化氫含量在2.0wt％，回收的HF中含稅6000mg/kg和500mg/kg含硫雜質，再次在TFE內襯設備中閃蒸，得到水含量小于100mg/kg和含硫雜質小于50mg/kg的氟化氫回收循環用到HCFC-244bb生產中。該種方式也不適用于NF₃電解工藝中大量HF雜質的回收處理，且硫酸雜質的引入也不利于NF₃氣體后期的提純處理。

還存在昭和電工株式會社采用稀氫氟酸為萃取劑在-35℃～35℃進行萃取尾氣或電解氣中的氟化氫，可是最終氟化氫提濃到70％，有機相中氟化氫含量未披露，也為公布回收套用方案。帝國化學工業公司采用萃取劑氫氟酸中添加氟化鉀或氟化銫后，萃取效率更高，有機相中氟化氫最低可達19mg/kg，未公布回收套用方案。

其他直接回收利用的方法還包括添加氟化鉀的污水氟化氫作為萃取劑，氟化氫溶液蒸餾回收氟化氫。或者使用全氟磺酸膜去除氟化氫。

氟化氫水溶液具有極強的腐蝕性，會給安全生產帶來威脅，此外電解氣或尾氣中所含的氟化氫會最終進入廢水形成低品質廢酸水，既造成氟化氫的損失，使得成本提高，也不利于后續廢水的處理。如果能夠用有效的方法使得電解氣或尾氣中氟化氫氣體分離富集或者制成衍生物再利用，將具有明顯的經濟效益和社會效益。

發明內容

為克服現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種電解制備NF₃電解系統尾氣中HF的回收系統及方法，利用NH₄HF₂吸收HF后再經過低溫冷卻，最后經過水洗后達標排放，副產物可以進行再利用。

為實現本發明的目的，提供以下技術方案。

一種電解制備NF₃電解系統尾氣中HF的回收系統，所述系統包括吸收塔、吸收塔積液罐、冷卻塔、冷卻塔積液罐、降膜吸收器、循環酸罐和循環泵。

其中，吸收塔內的吸收劑為氟化氫銨(NH₄HF₂)、氟化銨、氟化鉀、氟化鈉中的至少一種。

冷卻塔的工作壓力為常壓，工作溫度為-80℃～-90℃。