CN101177243A

CN101177243A - 一种环保低温液态条件下生产氟化氢的方法

Info

Publication number: CN101177243A
Application number: CNA2007101662767A
Authority: CN
Inventors: 金涌; 秦炜; 刘长飞; 韩明汉; 王云鹤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2008-05-14

Abstract

本发明提供了一种环保低温液态条件下生产氟化氢的方法。具体讲本发明也是以萤石粉(氟化钙)和浓硫酸为原料，在一种对萤石粉(氟化钙)有一定溶解度的液态介质里面反应得到氟化氢。本发明所指的液态介质包括以下两种物质：冰醋酸(浓度99％以上)、浓磷酸(浓度50％以上)。

Description

一种环保低温液态条件下生产氟化氢的方法

技术领域本发明涉及一种环保低温液态条件下生产氟化氢的方法。

技术背景氟化氢在低于20℃下是一种无色发烟液体，能腐蚀含硅物质，溶于水时放热生成氢氟酸。氟化氢是整个氟化工的基本原料。是重要的氟化物生产原料，广泛应用于电子电器、医药、冶金、化工、轻工、农药、日用、建筑和军事等领域。近年来，中国氟化氢发展很快，生产能力约28万t/a。“十一五”期间，我国氟化工的年均增长率将保持在12％左右。其中，氟化氢为9％，无机氟化物8％，含氟精细化学品12％，ODS替代品18％，HCFC-22为7.5％，PTFE为7％，可熔性氟树脂为23％，氟橡胶为12％。

目前国内生产氢氟酸的技术主要是“转炉法”，具体讲就是以萤石粉(氟化钙)和浓硫酸为原料，在预反应器里混合后再送入转炉内反应，反应温度在250℃左右。反应后的氟化氢要经过粗馏、精馏、冷凝后得到合格的产品。“转炉法”氟化氢生产技术的缺点如下：

1、反应温度高，产品杂质多，还要经过粗馏、精馏等工艺除杂质，能耗高；

2、氟化钙反应不完全，有2％左右的氟化钙被副产品硫酸钙带走，不但浪费了氟化钙资源，并且影响了副产品硫酸钙的质量，处理不当会污染环境；

3、设备投入大，投资高，设备维护费用高；

发明内容本发明提供了一种环保低温液态条件下生产氟化氢的方法，具体是通过以下技术方案实施的：

本发明也是以萤石粉(氟化钙)和浓硫酸为原料，在一种对萤石粉(氟化钙)有一定溶解度的液态介质里面反应得到氟化氢。本发明所指的液态介质包括以下两种物质：冰醋酸(浓度99％以上)、浓磷酸(浓度50％以上)；

首先介绍以冰醋酸(99％以上)为反应介质的实施方法，反应温度控制在90℃～100℃之间：

将萤石粉(氟化钙)加入到装有反应介质冰醋酸的反应釜内，萤石粉加入量与冰醋酸加入量的重量比为：1∶1～3

搅拌后加入浓硫酸(98％--100％)；反应是在搅拌条件下进行，温度控制在90℃～100℃之间；浓硫酸和萤石粉加入量的摩尔比为：1～1.1∶1，浓硫酸的量稍多于理论反应上的需要量，保证萤石粉(氟化钙)反应完全。加入的浓硫酸可以与溶解在冰醋酸中的萤石粉(氟化钙)反应，也可以与没有溶解在冰醋酸中的萤石粉(氟化钙)反应放出氟化氢气体；溶解在冰醋酸中的萤石粉(氟化钙)与浓硫酸反应生成硫酸钙后，没有溶解的萤石粉(氟化钙)不断的溶解在溶剂冰醋酸中参加反应放出氟化氢气体。

反应放出的粗品氟化氢含有副产物SiF4(四氟化硅)及少量挥发的醋酸、微量的水分及其它杂质。将反应产生的粗品氟化氢通入到浓硫酸(含量98％--100％)中，醋酸及微量的水分被留在浓硫酸中；吸收了一定量醋酸和微量水分的浓硫酸可以作为原料参加与萤石粉(氟化钙)的反应制取氟化氢。

经过浓硫酸处理的粗品氟化氢经冷凝分离出SiF4(四氟化硅)等杂质后，就得到高纯度的液态无水氟化氢产品；经冷凝分离出来的SiF4(四氟化硅)用水吸收后得到副产品氟硅酸。

反应釜里的萤石粉(氟化钙)与浓硫酸反应结束后，介质冰醋酸与副产物硫酸钙(石膏)送入到过滤设备(离心机)过滤分离；

介质冰醋酸返回反应釜里循环使用；分离出来的硫酸钙(石膏)送入干燥设备干燥，同时冷凝回收干燥蒸发出来的介质冰醋酸。干燥后的硫酸钙(石膏)可做为合格副产品出售。

以浓磷酸(浓度大于50％)为反应介质的实施方法，反应温度控制在90℃～120℃之间：

将萤石粉(氟化钙)加入到装有反应介质浓磷酸的反应釜内，萤石粉加入量与浓磷酸加入量的重量比为：1∶1～3

搅拌后加入浓硫酸(98％--100％)；反应是在搅拌条件下进行，温度控制在90℃～120℃之间；浓硫酸和萤石粉加入量的摩尔比为：1～1.1∶1，浓硫酸的量稍多于理论反应上的需要量，保证萤石粉(氟化钙)反应完全。加入的浓硫酸可以与溶解在浓磷酸中的萤石粉(氟化钙)反应，也可以与没有溶解在浓磷酸中的萤石粉(氟化钙)反应放出氟化氢气体；溶解在浓磷酸中的萤石粉(氟化钙)与浓硫酸反应生成硫酸钙后，没有溶解的萤石粉(氟化钙)不断的溶解在溶剂浓磷酸中参加反应放出氟化氢气体。

为了加快反应速度，可以采用吹脱的方法加快反应放出的氟化氢气体从介质浓磷酸中释放出来。可以采用在反应介质浓磷酸中通入纯净压缩空气的方法促使反应放出的氟化氢气体释放出来。

反应放出的粗品氟化氢含有副产物SiF4(四氟化硅)、空气及少量的水分及其它杂质。将反应产生的粗品氟化氢通入到浓硫酸(含量98％--100％)中，少量的水分被留在浓硫酸中；吸收了一定量水分的浓硫酸可以作为原料参加与萤石粉(氟化钙)的反应制取氟化氢。

经过浓硫酸处理的粗品氟化氢经冷凝分离出SiF4(四氟化硅)、空气等杂质后，就得到高纯度的液态无水氟化氢产品；经冷凝分离出来的SiF4(四氟化硅)、空气用水吸收后得到副产品氟硅酸。从水里面出来的空气经干燥后循环使用。

反应釜里的萤石粉(氟化钙)与浓硫酸反应结束后，介质浓磷酸与副产物硫酸钙(石膏)送入到过滤设备(离心机)过滤分离；介质浓磷酸返回反应釜里循环使用；

分离出来的硫酸钙(石膏)采用去离子水多项逆流洗涤，洗涤液经过蒸发浓缩后得浓磷酸做为反应介质使用；过滤后的硫酸钙送入干燥设备干燥，干燥后的硫酸钙(石膏)可做为合格副产品出售。

本发明的主要优点：

1、本发明可以做到环保清洁生产，不会产生“三废”；

2、本发明是低温反应，能耗低；

3、本发明原料萤石粉(氟化钙)反应完全，不浪费资源；

4、本发明对设备的耐腐蚀性要求低，设备投入低；

5、生产成本低；

6、能生产合格的副产品硫酸钙(石膏)，没有污染的同时还能创造经济效益；

Claims

1.本发明所指的液态介质为冰醋酸(浓度99％以上)，萤石粉加入量与液体介质的加入量的重量比为：1∶1～3。

2.本发明所指的液态介质为浓磷酸(浓度50％以上)，萤石粉加入量与液体介质的加入量的重量比为：1∶1～3。

3.以冰醋酸(99％以上)为反应介质的实施方法，反应温度控制在90℃～100℃之间。

4.以浓磷酸(浓度大于50％)为反应介质的实施方法，反应温度控制在90℃～120℃之间。

5.反应放出的氟化氢气体通入到浓硫酸(含量98％-100％)中除去其中的一部分杂质。

6.以冰醋酸为反应介质时，反应釜里的萤石粉(氟化钙)与浓硫酸反应结束后，介质冰醋酸与副产物硫酸钙(石膏)送入到过滤设备(离心机)过滤分离；介质冰醋酸返回反应釜里循环使用；分离出来的硫酸钙(石膏)送入干燥设备干燥，同时冷凝回收干燥蒸发出来的介质冰醋酸。

7.以浓磷酸为反应介质时，为了加快反应速度，可以采用吹脱的方法加快反应放出的氟化氢气体从介质浓磷酸中释放出来。采用在反应介质浓磷酸中通入纯净压缩空气的方法促使反应放出的氟化氢气体释放出来。

8.以浓磷酸为反应介质时，反应釜里的萤石粉(氟化钙)与浓硫酸反应结束后，介质浓磷酸与副产物硫酸钙(石膏)送入到过滤设备(离心机)过滤分离；介质浓磷酸返回反应釜里循环使用；分离出来的硫酸钙(石膏)采用去离子水多项逆流洗涤，洗涤液经过蒸发浓缩后得浓磷酸做为反应介质使用。