CN106829866B - 一种采用卤水生产盐酸的工艺 - Google Patents

一种采用卤水生产盐酸的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种采用卤水生产盐酸的工艺,所述工艺包括以下步骤:(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;(4)所述氢气经过氢气处理,所述氯气经过氯气处理,再进行氯化氢合成得到成品盐酸,所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序。所述的工艺不需要外购干盐,实现全卤生产盐酸,同时避免外加调节剂使用,节约成本,能够降低外来膨胀水量,降低电耗和能耗。

Description

一种采用卤水生产盐酸的工艺
技术领域
本发明涉及盐酸生产工艺技术领域,具体涉及一种采用卤水生产盐酸的工艺。
背景技术
盐酸是氯化氢的水溶液,可以与水以任意比例混合,是一种重要的化工产品,是工业“三酸”之一。纯净的盐酸是无色、有刺激性气味的液体,具有较强的挥发性。通常市售的浓盐酸密度为1.19g/mL,其中HCl的质量分数为31%,工业用的盐酸因含有三氯化铁杂质而略带黄色。在我国“三酸两碱”的生产中,盐酸是工艺变化较大的一种,主要为合成法和副产法,其中合成法根据使用的合成炉又分为铁合成炉和膜式吸收法、石墨合成炉和膜式吸收法、三合一石墨炉法。以上的合成法最多的是通过盐水电解产生的氢气和氯气合成,需要外购干盐,并配置和处理盐水,达到电解槽的要求,需要大量能耗,成本较高。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种采用卤水生产盐酸的工艺,所述的工艺不需要外购干盐,实现全卤生产盐酸,同时避免外加调节剂使用,节约成本,能够降低外来膨胀水量,降低电耗和能耗。
为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是一种采用卤水生产盐酸的工艺,所述工艺包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;
(4)所述氢气经过氢气处理,所述氯气经过氯气处理,再进行氯化氢合成得到成品盐酸,所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序。
其中,步骤(3)所述淡盐水浓缩采用热泵MVR的方式进行浓缩后送入步骤(1)中化盐工序。
优选的,步骤(1)所述卤水中氯化钠的浓度为270~300g/L。
更为优选的,步骤(1)所述卤水中氯化钠的浓度为280g/L。
优选的,步骤(1)所述除氨具体为:向所述卤水中加入次氯酸钠和氢氧化钠,再通过鼓风机将产生的气体进行吹除。
优选的,步骤(1)所述盐水精制具体为:采用碳酸钠作为盐水精制剂进行盐水精制,所述碳酸钠的配制采用1~5%流量的步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水。
更为优选的,所述碳酸钠的配制采用3%流量的步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水。
优选的,步骤(1)所述卤水除氨前先预热至60℃以上。
更为优选的,步骤(1)所述卤水除氨前先预热至65~70℃。
优选的,步骤(1)所述盐水精制的温度为70~80℃。
更为优选的,步骤(1)所述盐水精制的温度为75℃。
优选的,步骤(3)所述电解后剩余的淡盐水浓度为200~230g/L。
更为优选的,步骤(3)所述电解后剩余的淡盐水浓度为210g/L。
优选的,步骤(3)所述电解工序中,加入3~5%流量的步骤(4)所述盐酸溶液。
优选的,步骤(4)中,经过氢气处理后的氢气质量分数为99%以上,经过氯气处理后的氯气质量分数为99%以上。
优选的,步骤(4)所述氯化氢合成得到成品盐酸具体为:将经过处理后的氢气和氯气在650~750℃进行合成后,降温至20~35℃,采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收,得到质量分数为31%的成品盐酸。
其中,合成后的氯化氢气体的体积分数为95~96%。
优选的,所述氢气和氯气在700℃进行合成。
优选的,步骤(4)所述盐酸溶液的质量分数为12~18%。
更为优选的,步骤(4)所述盐酸溶液的质量分数为15%。
优选的,步骤(4)氢气处理具体为:将体积分数为98%以上的氢气在温度75~85℃,压力为0.2~0.3MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气。
更为优选的,步骤(4)氢气处理具体为:将体积分数为98%以上的氢气在温度80℃,压力为0.3MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气。
优选的,步骤(1)除氨、化盐、盐水精制,步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中,工艺管道的压力为0.2~0.45MPa。
更为优选的,工艺管道的压力为0.3MPa。
在本申请技术方案中,采用卤水生产盐酸的工艺包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;
(4)所述氢气经过氢气处理,所述氯气经过氯气处理,再进行氯化氢合成得到成品盐酸,所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序。
本申请技术方案采用卤水作为生产盐酸的原料,不需要外购干盐,通过将电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入化盐工序,保证了进入电解槽超纯盐水浓度的同时,也高效的分离超纯盐水中芒硝,去除碘、溴及重金属离子,减小有害离子对离子膜的伤害;与传统膜法脱硝工艺相比,避免了原料盐水先降温再升温与氯酸盐分解的消耗,节约原料成本的同时大大降低能耗。此外,采用碳酸钠作为盐水精制剂进行盐水精制,其配制采用一部分电解后剩余的淡盐水,代替常规的工业水配制,可减少外来膨胀水量,降低电耗。此外,将氢气和氯气经过处理后进行氯化氢合成,同时根据工况以及成品盐酸的需求量分配氯化氢气体,一部分氯化氢气体用于生产成品盐酸,一部分氯化氢气体吸收后得到盐酸溶液返送至树脂塔处理工序,能够提高再生树脂塔以恢复吸附能力;送至电解工序,加入电解槽中和从阴极室通过离子膜反渗透到阳极室的氢氧根离子,能够提高电效。同时通过工序中温度和压力的设置,可提高工艺出品率,缩短生产时间,降低成本和能耗。
因此,与现有技术相比,本申请所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,不需要外购干盐,实现全卤生产盐酸,同时避免外加调节剂使用,节约成本,能够降低外来膨胀水量,降低电耗和能耗。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本申请技术方案提供了一种采用卤水生产盐酸的工艺,包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;其中,所述卤水中氯化钠的浓度为270~300g/L,先预热至60℃以上后除氨,采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为70~80℃条件下进行盐水精制,所述碳酸钠的配制采用1~5%流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水浓度为200~230g/L,采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;其中,电解工序中还加入了3~5%流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液;
(4)所述氢气经过氢气处理,所述氯气经过氯气处理,经过氢气处理后的氢气质量分数为99%以上,经过氯气处理后的氯气质量分数为99%以上,再在650~750℃下进行氯化氢合成,降温至20~35℃,合成后的氯化氢气体的体积分数为95~96%,采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收,得到质量分数为31%的成品盐酸,所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序,所述盐酸溶液的质量分数为12~18%。
其中,氢气处理的氢气处理具体为:将体积分数为98%以上的氢气在温度75~85℃,压力为0.2~0.3MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气。
此外,步骤(1)除氨、化盐、盐水精制,步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中,工艺管道的压力为0.2~0.45MPa。
为了验证本申请技术方案的技术效果,在上述具体实施方式要求的基础上,采用具体参数进行试验验证,得到以下具体实施例。
实施例1
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;其中,所述卤水中氯化钠的浓度为280g/L,先预热至65℃后除氨,采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为75℃条件下进行盐水精制,所述碳酸钠的配制采用3%流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水浓度为220g/L,采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;其中,电解工序中还加入了4%流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液;
(4)将电解后得到的体积分数为98%以上的氢气在温度80℃,压力为0.3MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气;将电解后的氯气经过氯气处理,处理后氢气质量分数为99%以上,再在700℃下进行氯化氢合成,降温至30℃,合成后的氯化氢气体的体积分数为95%,采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收,得到质量分数为31%的成品盐酸,氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序,所述盐酸溶液的质量分数为15%。
其中,步骤(1)除氨、化盐、盐水精制,步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中,工艺管道的压力为0.3MPa。
实施例2
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;其中,所述卤水中氯化钠的浓度为270g/L,先预热至60℃后除氨,采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为70℃条件下进行盐水精制,所述碳酸钠的配制采用1%流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水浓度为200g/L,采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;其中,电解工序中还加入了3%流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液;
(4)将电解后得到的体积分数为98%以上的氢气在温度75℃,压力为0.2MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气;将电解后的氯气经过氯气处理,处理后氢气质量分数为99%以上,再在650℃下进行氯化氢合成,降温至20℃,合成后的氯化氢气体的体积分数为95%,采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收,得到质量分数为31%的成品盐酸,氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序,所述盐酸溶液的质量分数为12%。
其中,步骤(1)除氨、化盐、盐水精制,步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中,工艺管道的压力为0.2MPa。
实施例3
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;其中,所述卤水中氯化钠的浓度为300g/L,先预热至65℃后除氨,采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为80℃条件下进行盐水精制,所述碳酸钠的配制采用5%流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水浓度为230g/L,采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;其中,电解工序中还加入了5%流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液;
(4)将电解后得到的体积分数为98%以上的氢气在温度85℃,压力为0.3MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气;将电解后的氯气经过氯气处理,处理后氢气质量分数为99%以上,再在750℃下进行氯化氢合成,降温至35℃,合成后的氯化氢气体的体积分数为96%,采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收,得到质量分数为31%的成品盐酸,氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序,所述盐酸溶液的质量分数为18%。
其中,步骤(1)除氨、化盐、盐水精制,步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中,工艺管道的压力为0.4MPa。
实施例4
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;其中,所述卤水中氯化钠的浓度为280g/L,先预热至68℃后除氨,采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为80℃条件下进行盐水精制,所述碳酸钠的配制采用4%流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水浓度为220g/L,采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;其中,电解工序中还加入了4%流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液;
(4)将电解后得到的体积分数为98%以上的氢气在温度80℃,压力为0.3MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气;将电解后的氯气经过氯气处理,处理后氢气质量分数为99%以上,再在700℃下进行氯化氢合成,降温至20℃,合成后的氯化氢气体的体积分数为96%,采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收,得到质量分数为31%的成品盐酸,氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序,所述盐酸溶液的质量分数为16%。
其中,步骤(1)除氨、化盐、盐水精制,步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中,工艺管道的压力为0.35MPa。
在以上实施例1~实施例4中,电解后得到的淡盐水浓缩后加盐送入化盐工序,无需外后另加干盐,在盐水精制中采用电解后得到的淡盐水进行碳酸钠溶液配制,减少外来膨胀水量平均31364吨/年,折算电耗平均1380000度/年。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:所述工艺包括以下步骤:
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水;
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水;
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气,所述电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序;
(4)所述氢气经过氢气处理,所述氯气经过氯气处理,再进行氯化氢合成得到成品盐酸,所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液,送入步骤(2)中树脂塔处理工序;
其中,步骤(1)所述盐水精制具体为:采用碳酸钠作为盐水精制剂进行盐水精制,所述碳酸钠的配制采用1~5%流量的步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水。
2.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(1)所述卤水中氯化钠的浓度为270~300g/L。
3.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(1)所述除氨具体为:向所述卤水中加入次氯酸钠和氢氧化钠,再通过鼓风机将产生的气体进行吹除。
4.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(3)所述电解后剩余的淡盐水浓度为200~230g/L。
5.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(3)所述电解工序中,加入3~5%流量的步骤(4)所述盐酸溶液。
6.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(4)中,经过氢气处理后的氢气质量分数为99%以上,经过氯气处理后的氯气质量分数为99%以上。
7.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(4)所述氯化氢合成得到成品盐酸具体为:将经过处理后的氢气和氯气在650~750℃进行合成后,降温至20~35℃,采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收,得到质量分数为31%的成品盐酸。
8.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(4)所述盐酸溶液的质量分数为12~18%。
9.根据权利要求1所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺,其特征在于:步骤(4)氢气处理具体为:将体积分数为98%以上的氢气在温度75~85℃,压力为0.2~0.3MPa条件下处理,得到体积分数为99%以上的氢气。
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