CN100567153C - 制备氟化氢铵的流态化方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明采用直接由NH₃与HF反应合成NH₄HF₂的方法。生产过程采用流态化法，由反应器——旋风分离器分离物料——离心风机推动载体气流——换热器冷却载体气流——载体气流回到反应器进行下一次循环。在反应器，按1molNH₃与2molHF的化学计量关系分别进入反应系统，NH₃和HF应该被充分稀释，才能保证传质、传热均匀，因此反应系统中始终充入惰性气体，作为稀释介质，同时也是输运反应物和反应产物及反应热的载体。

Description

制备氟化氢铵的流态化方法和设备

技术领域：

本发明涉及用流态化制备氟化氢铵的工艺方法该方法所用的设备。

背景技术：

通常制造氟化氢铵采用氨水和氢氟酸反应，在饱和状态下生成结晶，反应热由换热夹套带走。母液要浓缩，结晶要脱水，造成环境污染。

发明内容：

本发明采用直接由NH₃与HF反应合成NH₄HF₂的方法。生产过程采用流态化法，由反应器——旋风分离器分离物料——离心风机推动载体气流——换热器冷却载体气流——载体气流回到反应器进行下一次循环。在反应器，按1molNH₃与2molHF的化学计量关系分别进入反应系统，NH₃和HF应该被充分稀释，才能保证传质、传热均匀，因此反应系统中始终充入惰性气体，作为稀释介质，同时也是输运反应物和反应产物及反应热的载体。

氟化氢铵的熔点是126℃，若整体或局部传热不好，即会造成NH₄HF₂熔融，由于干燥气体传热系数很小很小，为了保证介质冷却充分，换热器面积就很大很大，设备体积庞大笨重。采用翅片式换热器，可以增加换热器面积。

为了使装置紧凑，可以提高流体介质的传热系数，在所有的传热现象中，流体的相变传热过程传热系数最大。为此，可使循环反应系统存在相变过程。本发明向系统中充入一种在反应温度下可产生相变的液体CP，充入量是CP相变传递的热量恰好等于系统中NH₄HF₂合成反应热。其结果，换热器体积减少10倍，反应装置实现紧凑。

附图说明：附图是本发明的一种NH₄HF₂合成反应系统构成图。下面结合附图的实施例进一步说明本发明。

具体实施方式：

实施例一、

一套包含“流化反应器7——旋风分离器8——离心风机9——冷凝冷却器10”构成闭和回路反应实验装置，换热器换热元件由φ12*1不锈钢管列管构成，总长55米，换热面积1.5平方米，用冷却水冷却。(1)、反应温度85℃，反应压力常压，反应产物0.6kg/h。(2)、反应温度105℃，反应压力常压，反应产物0.9kg/h。(3)、加入CP相变液200ml，反应温度85℃，反应压力常压，反应产物4.6kg/h。(4)、加入CP相变液100ml，反应温度85℃，反应压力常压，反应产物4.4kg/h。反应系统设备由“流化反应器7——旋风分离器8——离心风机9——冷凝冷却器10”构成闭和回路。系统工作压力由惰性气体调节口1控制，用压力表2指示压力，可相变液体CP充入口3充入，NH₃进口4和HF进口5分别设在反应器7的不同部位，合成的产物NH₄HF₂在旋风分离器8的出料口6加以收集。产物的特点是白色粉体。

实施例二、

这种如附图所示的本发明制备氟化氢铵的流态化方法和设备反应系统由“流化反应器7——旋风分离器8——离心风机9——冷凝冷却器10”构成闭和回路。系统工作压力由惰性气体调节口1控制，用压力表2指示压力，可相变液体CP充入口3充入，NH₃进口4和HF进口5分别设在反应器7的不同部位，合成的产物NH₄HF₂在旋风分离器8的出料口6加以收集。产物的特点是白色粉体。是一种闭合反应系统，反应系统由有反应功能、气——固分离功能、流体输运功能和换热功能的四种功能因素的设备构成。这种闭合反应系统可由流化反应器——旋风分离器或其它气-固分离设备——离心风机——换热器四个单立设备或联合设备构成。反应系统必须含有气态流体，这种气态流体可以是不参加反应的流体，也可以是不参加反应的反应物流体。一种可以提高换热效率的方法，是使换热存在相变过程，存在相变过程的方法是，在系统中存在一种在反应温度下可产生相变的液体，使换热过程伴随有相变换热过程，这种液体可以是不参加反应的流体，也可以是不参加反应的反应物流体。

Claims (3)

1、一种闭合制备氟化氢铵的流态化反应设备，其特征在于：依次由反应器、旋风分离器、换热器、反应器循环连通。

2、一种制备氟化氢铵的流态化方法，是使换热存在相变过程，存在相变过程的方法是，在系统中存在一种在反应温度下可产生相变的液体，使换热过程伴随有相变换热过程，这种液体是不参加反应的流体。

3、如权利要求2所说的制备氟化氢铵的流态化方法，其特征在于：反应系统必须含有气态流体，这种气态流体是不参加反应的流体。

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