CN105399053B - 氯化氢干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氯化氢干燥系统，具有干燥塔、加热塔、冷凝塔，干燥塔底部的储槽出口联通两支并联的管道A和管道B，管道A经过控制阀A联通至加热塔，管道B经过控制阀B联通至冷凝塔。加热塔的混合气体出口具有混合气管道联通干燥塔的混合气体入口。本发明的氯化氢干燥效果理想，自动化程度高，除了需要热源之外，无需添加辅助介质，无需频繁更换吸附剂，没有三废排放，成本较低，所产生的氯化氢或者盐酸的纯度较高，可以在其它场所加以利用，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及氯化氢中除去水分的处理方法和处理设备。
背景技术
化学合成的氯化氢气体中，往往含有较多的水汽，需要做干燥处理。传统的方法有用浓硫酸或者其它干燥剂直接吸湿的，消耗介质较多，产生的废液较多，需要另行处理，不够经济。
专利申请号为2010102605320 的发明公开了一种浓硫酸脱析盐酸产干燥氯化氢石墨设备，所述的石墨设备包括设备本体，本体上设置有干燥氯化氢气体出口和浓硫酸进口、混酸出口、冷却水进口和冷却水出口、盐酸进口。本发明的原理为：将浓硫酸和盐酸混合，使盐酸中的氯化氢气体挥发出来，再利用浓硫酸的强吸水性，干燥挥发出来的氯化氢气体。该发明的浓硫酸转变为稀硫酸，浓硫酸消耗量大，稀硫酸后期利用比较麻烦。
专利申请号为2011103303483 的发明公开一种分离提纯干燥氯化氢的方法，其包含下列步骤：将制备甲苯二异氰酸酯工艺中，包含氯化氢的副产物进行压缩冷凝以及膜分离，即可。该方法中使用的膜成本较高，分离效率。
发明内容
发明目的：克服传统的氯化氢干燥方法中使用中间介质较多、后期处理麻烦的缺点，提供一种中间介质可以再生循环使用、脱水率高的氯化氢干燥系统。
技术方案：
本发明的氯化氢干燥系统，具有下列设备部件：干燥塔、加热塔、冷凝塔，干燥塔内置有沸石干燥剂，塔壁上预留有原料气体入口、上部混合气体入口、顶端干燥气体出口、底部储槽，另有溶液出口联通储槽。
加热塔的底部具有空气补给口，顶部具有混合气体出口。
冷凝塔的底部具有浓盐酸出口。
储槽出口联通两支并联的管道A 和管道B，管道A 经过控制阀A 联通至加热塔，管道B 经过控制阀B 联通至冷凝塔。混合气体出口具有混合气管道联通干燥塔的上部混合气体入口。
原料气体入口具有控制开合的控制阀C，干燥气体出口具有控制开合的控制阀D。
四只控制阀可以分别控制，或者分别有控制线路与主控制器相连，由主控制器智能联动控制四只控制阀的开合状态和开合时长。
干燥塔、加热塔有并联的两套，分别与一个冷凝塔连接配套使用，两套部件的吸湿干燥与沸石解吸再生的功能交叉进行。
本系统运行时，具有下列工艺过程：
1）控制阀C 打开，含水率150-300ppm 的HCl 原料气体首先从原料口进入干燥塔，经过干燥塔中的沸石吸收水分，控制阀D 打开，塔顶的干燥气体出口流出含水率约为10-100ppm的HCl干燥气体。
2）塔底的储槽积存沸石流滴下来的液态水，其中溶解有部分HCl 气体，成为盐酸溶液。
1）和2）的工艺过程同步运行5-30 分钟。
然后，进行下述工艺过程：
3）接着，打开控制阀A，此时控制阀B 关闭，控制阀C、控制阀D 关闭，盐酸溶液流入加热塔加热，加热塔底的空气补给口补充一定的空气，经过加热塔形成温度为150-380℃气压为5000-7500pa 的负压混合气体（优选150-200℃，负压高温气体使得沸石解析水分获得再生效果更彻底，该温度使得沸石本身温度适中，不易受热开裂，又能够减少水的汽化，提高解析脱水成溶液流滴的速度），再从沸石上部的混合气入口进入干燥塔中，给沸石解吸再生。解吸形成的溶液流滴入塔底的储槽，然后再从储槽出口流出循环，此过程运行30-60秒。
4）然后，控制阀A 关闭，控制阀B 打开，储槽出口流出的盐酸溶液经过管道B 流进冷凝塔，经过冷凝塔的冷凝，冷凝塔的塔顶排出多余空气（便于下一循环过程中，在加热塔中仍能形成负压环境；而不是在控制阀D 打开后，随HCl干燥气体排出，避免降低HCl干燥气体中有用成分的含量），冷凝塔的塔底浓盐酸出口流出浓盐酸；此过程运行10-30 秒。
然后，控制阀C、控制阀D 同时打开（或者控制阀D 滞后3-5 秒，使得原料中水汽被沸石充分流动吸附，水分含量会低至10-30ppm），再让干燥气体出口流出HCl 干燥气体。
上述工艺过程重复进行，含水率较高的原料气体部分转变为较干燥的HCl 气体，部分被转变为浓度为31-37% 的浓盐酸。
有益效果：
本发明的氯化氢干燥速度较快，干燥效率较高，原料利用率高，基本没有原料浪费，基本没有三废污染。可以选择手动或者自动控制模式，根据不同质量要求可控制不同的干燥程度。设备是按工艺流程组装连线生产使用，各个部件的安装、调试、拆卸、检修、维护都很方便。
附图说明：
附图1 是本发明的一个设备部件连接结构示意图；图中，1- 干燥塔、2- 加热装置、3- 控制阀C、4- 原料气体入口、5- 储槽、6- 储槽、7- 冷凝塔入口、8- 控制阀、9- 浓盐酸出口、10- 冷凝塔、11- 多余空气出口、12- 空气补给口、13- 加热塔、14- 混合气体出口、15- 控制阀A、16- 加热塔入口、17- 混合气体入口、18- 沸石干燥剂、19- 控制阀D、20-干燥气体出口、21- 管道B、22- 管道A。
如附图所示的氯化氢干燥系统，具有下列设备部件：干燥塔1、加热塔13、冷凝塔10；干燥塔1 内置有沸石干燥剂18，塔壁上预留有原料气体入口4、上部混合气体入口17、顶端干燥气体出口20、底部储槽5，另有溶液出口联通储槽5 ；加热塔13 的底部具有空气补给口12，顶部具有混合气体出口14 ；冷凝塔10 的底部具有浓盐酸出口9。
储槽出口联通两支并联的管道A 和管道B，管道A 经过控制阀A 联通至加热塔，管道B 经过控制阀B 联通至冷凝塔；混合气体出口具有混合气管道联通干燥塔的上部混合气体入口，原料气体入口具有控制开合的控制阀C，干燥气体出口具有控制开合的控制阀D。四只控制阀分别手动控制开合。
该系统运行工艺过程如下：
1）控制阀C 打开，含水率150-300ppm 的HCl 原料气体首先从原料口进入干燥塔，经过干燥塔中的沸石吸收水分；控制阀D 打开，塔顶的干燥气体出口流出含水率约为20-50ppm的HCl干燥气体；
2）塔底的储槽积存沸石流滴下来的液态水溶解有部分HCl 气体，成为盐酸溶液；
1）和2）的工艺过程同时运行10-20 分钟；
3）接着，打开控制阀A，此时控制阀B 关闭，控制阀C、控制阀D 关闭，盐酸溶液流入加
热塔加热，加热塔底的空气补给口补充一定的空气，经过加热塔形成温度为150-200℃气压
为5000-7500pa 的负压混合气体，再从沸石上部的混合气入口进入干燥塔中，给沸石解吸
再生；形成的溶液流滴入塔底的储槽，然后再从储槽出口流出循环；运行30-60 秒
4）然后，控制阀A 关闭，控制阀B 打开，储槽出口流出的盐酸溶液经过管道B 流进冷凝
塔，经过冷凝塔的冷凝，冷凝塔的塔顶排出多余的空气，冷凝塔的塔底浓盐酸出口流出浓盐
酸；此过程运行10-30 秒。
5）最后，控制阀C、控制阀D 打开，再让干燥气体出口流出HCl 干燥气体；上述工艺过程重复进行，含水率较高的原料气体转变为较干燥的HCl气体，或者转变为浓度为31-37%的浓盐酸，具有较高的再利用价值。
Claims (3)
1.一种氯化氢干燥系统，具有下列设备部件：干燥塔、加热塔、冷凝塔；干燥塔内置有沸石干燥剂，塔壁上预留有原料气体入口、上部混合气体入口、顶端干燥气体出口、底部储槽，另有溶液出口联通储槽；
所述的加热塔的底部具有空气补给口，顶部具有混合气体出口；
所述的冷凝塔的底部具有浓盐酸出口；
所述的储槽出口联通两支并联的管道A 和管道B，管道A 经过控制阀A 联通至加热塔，管道B经过控制阀B联通至冷凝塔；
混合气体出口具有混合气管道联通干燥塔的上部混合气体入口，原料气体入口具有控制开合的控制阀C，干燥气体出口具有控制开合的控制阀D，四只控制阀分别有控制线路与主控制器相连，由主控制器智能联动控制四只控制阀的开合状态和开合时长，所述的干燥塔、加热塔有并联的两套，分别与一个冷凝塔连接配套使用，两套部件的吸湿干燥与沸石解吸再生的功能交叉进行。
2.一种权利要求1所述的氯化氢干燥系统的运行工艺，其特征在于：
具有下列工艺过程：
1）所述的控制阀C打开，含水率150-300ppm的HCl原料气体首先从原料口进入干燥塔，经过干燥塔中的沸石吸收水分；控制阀D打开，塔顶的干燥气体出口流出含水率为10-100ppm的HCl干燥气体；
2）塔底的储槽积存沸石流滴下来的液态水，其中溶解有部分HCl气体，成为盐酸溶液；
1）和2）的工艺过程同时运行5-30分钟；然后，进行下述工艺过程：
3）接着，打开控制阀A，此时控制阀B 关闭，控制阀C、控制阀D 关闭，盐酸溶液流入加热塔加热，加热塔底的空气补给口补充一定的空气，经过加热塔形成温度为150-380℃气压为5000-7500pa的负压混合气体，再从沸石上部的混合气入口进入干燥塔中，给沸石解吸再生；解吸形成的溶液流滴入塔底的储槽，然后再从储槽出口流出循环；
4）然后，控制阀A关闭，控制阀B打开，储槽出口流出的盐酸溶液经过管道B流进冷凝塔，经过冷凝塔的冷凝，冷凝塔的塔顶排出多余的空气，冷凝塔的塔底浓盐酸出口流出浓盐酸；
最后，控制阀C、控制阀D打开，再让干燥气体出口流出HCl干燥气体；
上述工艺过程重复进行。
3.如权利要求2所述的运行工艺，其特征在于：工艺过程3）运行30-60秒；工艺过程4）运行10-30秒，所述的控制阀C打开后，控制阀D滞后3-5秒再打开。
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