CN106744688A - 一种用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，以有机氟化工生产过程中含低浓度氟化氢的氯化氢气体为原料，进行串联两级处理，第一级，经过饱和氯化钙溶液，第二级，经过硼酸和氯化钾的混合溶液，其中硼和钾的摩尔比为1:1，反应条件为常温常压，反应时间为10~40min。本发明主要适用于氟化氢气体含量较宽范围的氯化氢气体脱氟，实施条件温和，脱氟效率高，氟化氢气体去除率可达99.4%以上，从而实现了高纯度氯化氢气体的回收再利用，绿色环保，同时具有显著的经济效益。

Description

一种用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法

技术领域

在本发明涉及有机氟化工行业生产过程中含氟化氢危险气体的处理方法，特别涉及一种用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法。

背景技术

有机氟化工生产过程中经常会产生大量含氟化氢气体的氯化氢气体，由于氯化氢气体中氟化氢的存在，使其应用范围受到限制。而对于氟含量高或含水的氯化氢气体，无法使用常规方法有效脱氟，只能吸收为含氟盐酸。含氟盐酸应用范围有限、售价低廉，甚至有些厂家只能作为废液处理，严重影响经济效益，而作为产品外售时，盐酸中存在的氟又对环境产生潜在的危害。因此，有效脱除有机氟化工生产过程中含氟氯化氢气体中的氟或含氟盐酸中的氟是氟化工健康持续发展急需关注与解决的问题。

中国专利公开号CN103896214A，公开日期2014年7月2日，发明名称：一种使用氧化铝去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，该发明公开了一种使用氧化铝去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法。它是将含有氟化氢气体的氯化氢气体通过活化的氧化铝粉末或活化的氧化铝分子筛，使氟化氢与氧化铝发生反应而被除去；反应条件为：温度-40℃—200℃；反应压力0.1MPa—5MPa，反应时间为30s—20min。最终实现氟化氢气体的浓度小于10ppm,从而实现了高纯度氯化氢的回收和再利用。不足之处是氧化铝作为吸附剂无法有效再生，且易产生二次污染， 因而氧化铝吸附法不适用于高氟无水氯化氢气体脱氟。

中国专利公开号CN103910332A，公开日期2014年7月9日，发明名称：一种采用无水氯硅烷提纯氯化氢的方法。它是将氯硅烷R_nSiCl_(4-n)作为脱氟剂，利用如下化学反应提纯待处理的氯化氢气体：R_nSiCl_(4-n) + HF → R_nSiF_(4-n) + HCl其中，n为1或2或3，R选择甲基、苯基、乙基、丁基中的任意一种或两种以上；反应温度为-80℃—150℃；反应压力为0.1MPa—5MPa，反应时间为5s—3h。通入含氟化氢1000ppm的氯化氢气体，最终实现氟化氢气体的浓度小于10ppm。不足之处是反应条件苛刻，脱氟剂为有机试剂，容易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，能快速有效的去除氟化氢气体，得到高纯度氯化氢气体，同时有良好的环境和经济效益。

为了达到上述目的，以有机氟化工生产过程中含低浓度氟化氢的氯化氢气体为原料，本发明将该气体进行串联两级处理，利用如下化学反应去除氯化氢气体中的氟化氢气体：

F^- + Ca²⁺ → CaF⁺

BO⁺ + F^- → BOF

BO⁺ + 2F^- + 2H⁺ → BF₂ ⁺ + H₂O

BO⁺ + 2F^- → BOF₂ ^-

BO⁺ + 4F^- + 2H⁺ → BF₄ ^- + H₂O

其中，反应条件为常温常压，反应时间为10~40min。

上述的用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，其中，第一级饱和氯化钙溶液可以快速吸收氯化氢气体中的氟化氢气体，生成CaF⁺络合离子，当F^-浓度足够大时，生成CaF₂沉淀，可从溶液中滤去，该溶液还可循环使用。为了彻底去除氯化氢气体中的氟化氢气体，第二级选择硼酸和氯化钾的混合溶液作为脱氟剂，其中，硼的络合离子和氟离子形成BOF、BF₂ ⁺ 、BOF₂ ^-、BF₄ ^- 等形式的中性分子及络合离子，同时氯化钾作为稳定剂，当溶液中K⁺和F^-浓度达到KBF₄的溶度积时，溶液中析出KBF₄晶体，过滤后该溶液可进行多次循环使用，KBF₄晶体烘干后可以外售，得到高纯度氯化氢气体，有良好的经济效益。

上述的用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，采用串联两级反应的方法脱氟，脱氟原理主要是在溶液中形成CaF⁺、BOF、BF₂ ⁺ 、BOF₂ ^-、BF₄ ^- 等形式的中性分子及络合离子，这与常规的脱氟原理有一定的区别，并且脱氟率高，工艺过程简单，绿色环保。

上述的硼酸和氯化钾的混合溶液中，硼和钾的摩尔比为1：1。

本发明将饱和氯化钙溶液，硼酸和氯化钾的混合溶液分别作为一级、二级脱氟剂，在常温常压下，经过串联的两级反应去除氯化氢气体中的氟化氢气体，脱氟效率高，氟化氢的脱除率可达99.4%以上，同时该操作方便易行，装置简易，绿色环保，具有良好的经济效益。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

实施例1-5

将50mL饱和氯化钙溶液和50mL硼酸和氯化钾的混合溶液依次加入两个串联的250mL吸收瓶，然后向盛有饱和氯化钙溶液的吸收瓶一端通入含氟化氢的氯化氢气体，反应1min，10min，20min，30min，40min后分别从氯化氢气体出口取样，分析其中氟化氢气体含量。

实验结果列于表1

表1：实施例1-5的反应条件及结果

如上述实施例及表1所述，可以看出，常温常压下，进气氯化氢气体中氟化氢气体含量分别为333ppm，744ppm，850ppm，968ppm和1086ppm时，分别需要1min，10min，20min，30min和40min可以将氯化氢气体中的氟化氢气体含量降低至5ppm以下，脱氟效率高，氟化氢气体去除率可达99.4%以上，从而实现了高纯度氯化氢气体的回收再利用，绿色环保，同时具有显著的经济效益。

Claims (5)

1.一种用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，其特征在于所述的方法以有机氟化工生产过程中含低浓度氟化氢的氯化氢气体为原料，进行串联两级处理，利用如下化学反应去除氯化氢气体中的氟化氢气体：

F^- + Ca²⁺ → CaF⁺

BO⁺ + F^-→ BOF

BO⁺ + 2F^-+ 2H⁺→ BF₂ ⁺ + H₂O

BO⁺ + 2F^- → BOF₂ ^-

BO⁺ + 4F^- + 2H⁺ → BF₄ ^- + H₂O

其中，反应条件为常温常压，反应时间为10~40min。

2.如权利要求1所述的用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，其特征在于所述的方法将含有氟化氢气体的氯化氢气体进行串联两级处理。

3.如权利要求1所述的用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，其特征在于所述的方法将饱和氯化钙盐酸溶液，硼酸和氯化钾混合物的盐酸溶液分别作为一级、二级脱氟剂。

4.如权利要求3所述的用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，其特征在于所述的二级脱氟剂中硼和钾的摩尔比为1:1。

5.如权利要求1所述的用于去除氯化氢气体中氟化氢气体的方法，其特征在于所述待处理氯化氢气体为含有100-10000ppm氟化氢气体的氯化氢气体。