CN110167887B - 用于连续中和盐酸的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了用于在工业规模下连续中和盐酸的方法和装置。

Description

用于连续中和盐酸的方法和装置

技术领域

本发明涉及在工业规模下连续中和盐酸的方法以及为此的装置。

背景技术

本发明从本身已知用于中和作为塑料或塑料初产物制备中的反应副产物形成的盐酸的工业方法出发。

在文献中全面描述了中和的化学基础。根据Arrhenius概念(1887)和Bronsted-Lowry对其的扩展(1923)，中和是酸和碱之间的反应。在此，酸被定义为在水溶液中可解离以形成水合氢离子或氧鎓离子（H₃O⁺）并释放质子的物质。与此相反，碱描述了在水溶液中解离时形成氢氧根离子（OH^-）并可吸收质子的物质（参见MORTIMER, Charles E.；MÜLLER,Ulrich: Chemie– Das Basiswissen der Chemie., 第8版, 2001, 第234和282页）。

在所述背景下，滴定以确定显示pH值的图表的不连续方法已知用于实验室操作。在此，将最少量的碱逐步引入特定量的酸中并借助指示剂确定pH值（参见MORTIMER,Charles E.；MÜLLER, Ulrich: Chemie– Das Basiswissen der Chemie., 第8版, 2001,第311页及其后）。

WO 2008083997 A1已经公开了在生产二苯基甲烷二胺（MDA）后的含盐酸的反应混合物的连续中和方法，其中使用氨进行酸的中和并随后将反应混合物分离成水相和有机相。在此通过进一步的工艺步骤，可以借助碱土金属的氧化物或氢氧化物从水相中分离出氨。作为与本发明的方法的显著差异，可以发现，在WO 2008083997 A1的方法中，在进行MDA反应后将弱碱氨（pH值9.4）作为中和剂添加到酸性反应混合物中并在中和反应后进行有机相与水相的分离，以将这两个相分开后处理或通过与石灰乳反应和随后蒸馏来回收所用氨量的一部分。

在工业规模下的中和的另一工艺技术应用例如发生在优选作为酸性混合废水产生的公共废水或工艺技术废水的处理中。在将净化的废水引入排水沟之前，追求pH中性状态（pH 7），这通过在计算机设施与初步水处理之间加入强酸和碱（通常硫酸和氢氧化钠溶液或替代地石灰乳）实现。此外，这些物质的加入用于通过形成金属氢氧化物而沉淀金属离子。这一程序被称为中和沉淀并通常在连续处理设备中发生。在此，追求在10 m³/h的平均吞吐量下15分钟的平均停留时间并借助缓慢运行的混合装置进行充分混合。但是，此处的焦点是通过下沉法分离金属氢氧化物，因此下游的沉淀过程是必要的（参见HARTINGER,Ludwig: Handbuch der Abwasser- und Recyclingtechnik.第2版, 1991, 第294页及其后）。

该工艺设计和调节技术的原理可见于文献（参见LIPTAK, Bela G.: Instrument Engineers Handbook.第4版, 2005, 第2044页及其后）。但是，在此没有读到具体目的。

已知的技术应用无一聚焦于用强碱氢氧化钠溶液中和强酸盐酸和在此产生的对于在大的物质量（特别是至少1 m³/h的盐酸体积流量）下，特别在可变的盐酸输入浓度和可变的盐酸输入流量下以及特别是在连续和全自动化运行模式中输出反应热的情况下调节pH值的工艺技术和调节技术挑战。

作为异氰酸酯制备（MDI或TDI）中的副产物产生的盐酸量可在电解中进一步加工或经由运载装置送往在钢工业或橡胶工业和水处理行业中进一步使用。由于中间存储的容量有限，在上述盐酸池（Senke）的摄取低的情况下（盐酸的低销售量时期），会发生产生的酸的产能过剩，这些酸无法进一步加工。由于在这一背景下减少异氰酸酯制备在经济上不可行，利用所描述的本发明。通过该中和设备，可以在需要时加工作为异氰酸酯制备（MDI或TDI）中的副产物产生的盐酸量的一部分而不造成异氰酸酯生产的减少。

发明内容

本发明的目的是提供高浓度盐酸的新型连续中和法，其克服上述缺点并实现运行可靠、经济、连续的工艺方式。

本发明的特别目的是提供在工业规模下在遵循pH值和温度的目标工艺参数下在使用氢氧化钠溶液的连续操作和全自动中和法中满足盐酸的输入浓度和输入量方面的可变运行要求的连续中和法。在此，特别目的是作为水溶液中的水合氢离子浓度的对数函数发展的pH值的调节。此外，另一特别的技术目的是在特定容差窗口内自动平衡中和前的工艺步骤中的由于工艺所致的压力波动和与此相关的质量流量波动。

通过在包括pH值的粗调节、细调节和最终调节并包括在每种情况下逐阶段冷却且再循环的反应混合物子料流（其在这些阶段中吸取各自的反应热）的至少3个反应阶段中借助碱液进行具有至少1 m³/h的体积流量的盐酸的中和，实现该目的。其中为了确保最终所需pH值，必须确保原材料的溶液及其由该工艺流程得到的不同反应混合物的均化。

特别地，利用允许在考虑反应阶段的最大pH突变的情况下计量加入所需中和量并考虑到反应物的最大可用浓度的三个反应阶段的概念，以实现目标pH值。通过这三个阶段，可以基于直至目标pH值的中和剂的所需残留量而满足计量加入量的要求。相应地，随着反应阶段数增加，计量加入容量降低。降低的计量加入容量体现在计量阀门的选择中。

本发明的主题是将具有至少10重量%的HCl浓度且具有至少1 m³/h，优选至少5 m³/h的体积流量的盐酸多阶段，特别是三阶段，连续中和到3至9的目标pH值的方法，其包括下列步骤：

A) 在第一阶段1中将待中和的盐酸4和化学计量所需的碱液5的至少95%，优选至少99%的份额引入以经冷却的形式从第二阶段2再循环的经中和的盐酸的体积流量9中，随后混合物质料流4、5、9和在中和和停留区17a)中使一次反应混合物18a反应完，其中从第一阶段1流出的料流6的pH值具有至少pH 1，其中从第二阶段2以经冷却的形式再循环的体积流量9相当于引入第一阶段1的盐酸体积流量的至少三倍，

B) 将来自第一阶段1的体积流量6传送到第二中和阶段2)的中和区17b中，通过在二次回路7'的计量加入点7''和7'''加入碱液5'或盐酸4'而将二次反应混合物18b的pH值进一步调节为优选pH 3的值，其中所述二次回路7'源自从第二反应阶段2的待冷却的主料流7中取出子料流，其中经中和的盐酸的体积流量7与子料流7'的体积流量的比率为至少10:1，且在第二阶段的主料流进行冷却8后，将第二阶段2的二次反应混合物18b的另一较大的子料流9再循环到第一中和阶段1以进行反应A)，

C) 将第二阶段2的二次反应混合物18b的另一子料流10引入第三中和阶段3)的中和区17c，通过特别在与中和区17c相连的另一二次回路11')中的计量加入点11''和11'''加入碱液5'或盐酸4'而将第三中和阶段3中的三次反应混合物18c的pH值进一步调节为pH3至pH 9的pH值，其中所述二次回路11'由反应混合物17c的离开第三阶段的主料流11的较小子料流构成，该主料流11被引入至冷却12，且其中离开第三阶段的主料流11的较大子料流13在进行冷却12后被引入至最终品质控制以进行温度和pH值监测，并且如果三次反应混合物18c的这一经冷却的料流13满足预设品质标准，这一料流13作为产物料流15取出，或在其它情况下将三次反应混合物18c作为再循环料流16引入第三阶段3以进一步调节pH值。

在该新型方法的一个优选实施方案中，使用氢氧化钠溶液作为中和剂（碱液）。优选使用具有小于100 ppm的NaOCl含量的氢氧化钠溶液作为中和剂。该浓缩氢氧化钠溶液的浓度优选为至少15重量%，特别优选至少25重量%，非常特别优选至少30重量%。

优选进行该新型方法，以使第一中和阶段1中的反应混合物18a的平均停留时间为20秒至3分钟。

第二中和阶段2中的二次反应混合物18b的平均停留时间在该方法的另一个优选的实施方案中为15至100分钟。

第三中和阶段3中的三次反应混合物18c的平均停留时间在该新型方法的另一个优选实施方案中为45至250分钟。

该新型中和方法的一个特别优选的变体的特征在于，互相独立地，将第一阶段1出口处的一次反应混合物18a的温度设定为45℃至80℃，优选65℃至70℃的值，将直接在第二反应阶段2中测得的二次反应混合物18b)的温度设定为40℃至75℃，优选60℃至65℃的值，并将第三阶段的冷却12出口处的三次反应混合物18c的温度设定为15℃至55℃，优选25℃至50℃的值。在此，离开该设备时的产物料流15中的三次反应混合物18c的目标温度特别优选为最大30℃。

在本发明的一个优选实施方案中，使用静态混合器和混合喷嘴的特定布置。在第一反应阶段中，为此将两个输入料流在静态混合器中合并，以随后在相对短的时间内获得均匀反应混合物。

因此该新型中和方法的另一特别优选的实施方案的特征在于，第一中和阶段1中的物质料流4、5、9的混合在静态混合器中进行，其中所述静态混合器具有至少98%，优选99%的混合性能。

在此，品质特征混合性能被理解为是指具有氢氧化钠溶液、盐酸及其反应产物的均匀分布的体积与总体积的比率。在这一背景下，均匀的目的是每一样品反映与整体对应的组成。取决于体积流量和由此产生的在由于混合管中的湍流而生成横向充分混合的混合元件处的压力损失而建立混合性能，其在各混合元件下游4 x管直径的距离测定。在此，从待混合的流体的接触点的下游直至达到该混合性能的距离被称为混合距离。

在一个特别的实施方案中，在静态混合器后接着下游容器，其由于其体积而实现用于使第一阶段的反应混合物18a反应完的停留时间17a。由此进一步加强该反应混合物的均化效果。为了可以进行反应混合物18a的可靠pH测量，这也是有利的。

在这两个进一步阶段B)和C)（第二和第三反应阶段）中，特别地设置混合喷嘴以一方面混合流入的质量流量，另一方面在反应容器内实现均化。

该新型方法的一个优选变体的特征在于在中和区17b中和/或在中和区17c中分别设置可用容器体积的大约25%的缓冲体积，以补偿输入体积流量的波动。

特别优选地设计该新型中和方法，以使二次反应混合物18b与子料流4'、5'、7'的混合和三次反应混合物18c与子料流4'、5'、11'的混合互相独立地在中和区17b或17c中使用搅拌工具19或借助设置在子料流7'或11'进入中和区17b或17c的进料导管的入口区中的混合喷嘴20来实现。

在所有阶段中，用于计量加入氢氧化钠溶液的计量阀门特别地设计为双倍，以能够尽可能精确地进行用量的计量加入。相应地，每个中和阶段存在粗计量装置和用于细调节的小阀门。为了加入盐酸，当特别在第一阶段中预设目标值并且在其它阶段中仅对抗pH值的过调且没有具体的调节任务时，计量装置的这种双倍设计是不一定必要的。

此外，在该方法的一个优选实施方案中有用的是，确保用于氢氧化钠溶液和盐酸的反应的特定停留时间。为此在反应阶段中设置适当的停留时间。由于在第一阶段中优选使用的静态混合器几乎没有产生停留时间，在静态混合器下游安装停留容器。这使得反应混合物能够反应完并增加在第一阶段后的pH测量的说服力。同样的技术必要性表示在第二和第三阶段中实现适当的停留时间，但不同于第一阶段，这特别借助集成的反应容器体积来实现。这还具有在输入料流的工艺参数受干扰的情况下该系统具有缓冲能力的优点并因此防止在背离这些工艺窗口时该设备的直接停机。在一个优选实施方案中选择第二和第三反应容器的体积，以避免pH调节的增进（Aufschaukeln）（共振灾难）。

用于进行该新型方法的整个设备特别设计为连续设备并为连续运行设计而不必由于反应时间或准备时间而中断该流量。因此，可以确保盐酸的连贯加工并且不必担心上游工艺的负荷限制或负荷波动。

在中和反应中产生的热特别在第二和第三反应阶段中借助冷却水冷却器经由分开的回路逐步输出。在此，在第二阶段中，也为冷却目的而将子料流再循环到第一阶段上游。循环泵通常用于将反应混合物传送到热交换器，并且该循环泵一方面在该装置内（通过转子的旋转），另一方面由于再循环到容器而另外产生混合效果。借助这些措施，特别确保遵循材料技术的极限并且产生的经中和的废水落在各自预设规定的要求内，因此可用于进一步工艺。

在该新型方法的一个优选实施方案中，使用碱液，特别是具有小于100 ppm的NaOCl含量的氢氧化钠溶液，以在反应过程中不形成游离氯气，该游离氯气又会需要使用还原剂。

如果必要，在使用前向所用碱液，优选氢氧化钠溶液添加还原剂，优选亚硫酸氢钠，以设定NaOCl的上述最大含量。作为替代，也可在该方法的第二中和阶段中将还原剂添加到碱液，特别是氢氧化钠溶液的料流中。

下面借助附图且通过实施例更详细地阐述本发明，但是它们不代表对本发明的限制。

附图说明

附图显示：

图1盐酸的三阶段中和的示意性视图

图2第一中和阶段的细节的示意性视图

图3第二中和阶段的细节的示意性视图

图4第三中和阶段的细节的示意性视图。

在附图中，附图标记具有下列含义：

1 第一阶段

2 第二阶段

3 第三阶段

4 盐酸料流

4' 第二盐酸料流

5 碱液料流

5' 第二碱液料流

6 来自第一阶段1的第二体积流量

7 来自第二阶段的第三体积流量

7' 第一二次回路

7'' 向第二中和阶段的二次回路中计量加入的氢氧化钠溶液

7''' 向第二中和阶段的二次回路中计量加入的盐酸

8 第一冷却

9 经中和的盐酸的第一体积流量

10 第二子料流

11 离开第三阶段的第三主料流

11' 第二二次回路

11'' 向第三中和阶段的二次回路中计量加入的氢氧化钠溶液

11'''向第三中和阶段的二次回路中计量加入的盐酸

12 第二冷却

13 第三子料流

14 产物料流的排出标准或品质的监测

15 在品质窗口内的来自中和的排出的产物料流

16 在品质窗口外的再循环料流

17a 在第一阶段后的中和和停留区

17b 第二中和区

17c 第三中和区

18a 第一阶段的一次反应混合物

18b 第二阶段的二次反应混合物

18c 第三阶段的三次反应混合物

20 第一阶段的静态混合器

21 第二阶段的混合喷嘴

22 第三阶段的混合喷嘴

F1 流入第一中和阶段的盐酸的流量测量

F2 流入第二中和阶段的盐酸的流量测量

F3 流入第三中和阶段的盐酸的流量测量

F4 流入第一中和阶段的氢氧化钠溶液的流量测量

F5 流入第二中和阶段的氢氧化钠溶液的流量测量

F6 流入第三中和阶段的氢氧化钠溶液的流量测量

K1 流入第一中和阶段的盐酸的调节装置

K2 流入第二中和阶段的盐酸的调节装置

K3 流入第三中和阶段的盐酸的调节装置

K4 流入第一中和阶段的氢氧化钠溶液的调节阀门对

K5 流入第二中和阶段的氢氧化钠溶液的调节阀门对

K6 流入第三中和阶段的氢氧化钠溶液的调节阀门对

P1 盐酸的入口压力测量

P2 氢氧化钠溶液的入口压力测量

PH1 用于pH调节的在第一中和阶段后的pH测量

PH2 用于pH调节的在第二中和阶段后的pH测量

PH3 用于pH调节的在第三中和阶段后的pH测量

PH4 目标pH值的监测

T1 用于冷却水调节的在第一中和阶段后的温度测量

T2 用于冷却水调节的在第三中和阶段后的温度测量

T3 目标温度的监测。

具体实施方式

实施例

实施例1

在启动冷却回路和泵送回路以及激活反应物供应后，该中和设备准备好运行。对于所用的32%氢氧化钠溶液，在测量位置P2存在6.3巴/0.63 MPa的操作压力，对于待中和的31%盐酸，在测量位置P1存在5.4巴/0.54 MPa的操作压力。通过操作员工，在工艺控制系统中预设待中和的盐酸料流的目标值。将具有30.0 m³/h的体积流量的盐酸输入料流4引入来自第二阶段的经冷却的反应混合物的再循环料流9中。通过比率调节F1和F2和通过第一阶段的pH调节PH1，经由第一中和阶段的氢氧化钠溶液进料的调节阀门对K4将28.5 m³/h的量计量加入到来自9和4的料流中。各179 m³/h的总体积流量随后进入静态混合器20，其代表第一中和阶段1的混合装置。在经过强力均化后，在静态混合器下游测量用于调节用于第一和第二阶段的冷却8的冷却水流量的温度T1。在这一位置建立65.4℃的温度。一次反应混合物18a随后进入停留时间和中和区17a，其借助流经的容器实现并被设置用于各反应混合物的进一步反应完以随后保证用于调节引入的氢氧化钠溶液量5的可靠pH测量PH1。在离开第一阶段6的反应混合物中建立1.6的pH值。

在下一步骤中，仍然酸性的盐卤（Salzsole）进入所述中和设备的在环境压力下运行的第二阶段2。其停留时间通过未加压运行的高位反应容器（未显示）确保，这通过经由在正常运行中的自由溢流建立58.3%的填充料位（其相当于大约30 m³）实现。通过安装混合喷嘴21，将在反应阶段2中产生的湍流用于混合。此外，混合喷嘴21从周围容器体积中一起吸入各反应混合物18b的大约四倍料流。两个小混合喷嘴与底部具有切向取向且大喷射混合器在中心斜向上工作，由此确保该容积中的充分混合。在第三中和阶段3中类似地使用这一混合原理。从这一阶段取出反应混合物18b的主料流7并引入至冷却8。在此，第一和第二阶段的大部分中和热转移到冷却水。在此，冷却8的冷却水从14.7℃升温到24.5℃。已由此预冷却的卤水流出物的主要部分以再循环料流9的形式以120 m³/h的量传送到中和的第一阶段1的上游。这一卤水的较小子料流7'在二次回路中运行混合喷嘴21。根据pH调节PH2的预设，在计量加入点7''将120.0 l/h的碱液计量加入到这一料流中并在引入位置7'''计量加入0.7 l/h的酸。再次通过流量测量计F5实现计量装置K5的反向耦合。在经过混合喷嘴21传送二次料流7'的过程中，发生中和区17b中的反应混合物18b的均化并建立9.2的pH值，其在从这一中和阶段2至冷却8的流出物7中通过pH测量PH2测得。

反应混合物18b以料流10的形式从第二阶段2经由溢流进入中和的第三阶段3，其由于3倍体积容量（Fassungsvolumen）而实现明显更高的停留时间。执行第二阶段的体积与第三阶段的体积的这一体积比，以避免调节的增进和与此相关的共振灾难。从这一第三阶段，同样取出反应混合物18c的主料流11并引入至冷却12。在那个工艺步骤中，第三阶段的中和热转移到冷却水。在此，冷却12的冷却水从14.7℃升温到29℃。作为回报，反应混合物18c从36.5℃冷却到29℃。对于第一、第二和第三阶段的冷却(8和12)，需要466 m³/h的冷却水体积流量。在进行冷却后，二次回路11'运行第三中和阶段3的混合喷嘴22。根据pH调节PH3的预设，在计量加入点11''将28.0 l/h的碱液计量加入到这一料流中并在计量加入点11'''计量加入34.0 l/h的酸。在经过混合喷嘴22传送二次料流11'时，发生中和区17c中的反应混合物18c的均化并建立8.6的pH值，其借助pH测量PH3在料流13中测得。为了保证来自第三阶段的输出pH值的测量和出于对测量技术的可用性要求，这一pH测量以三重的方式（冗余（redundant））执行。取决于第三反应阶段3中的填充料位，在遵循工艺步骤14中的排出标准pH值（测量PH3和PH4）和温度（测量T3）的情况下经由填充料位调节L1排出反应混合物18c。在60.8%的恒定填充料位的情况下排出58.7 m³/h。当在料流13中超过所得卤水的参数的极限值时，中断排出并将体积流量13以料流16的形式重新传送回第三中和阶段3。因此，在第一步骤中，卤水可在第二和第三反应阶段(2和3)中短时间暂时缓冲。为此，在正常运行中这两个反应阶段仅以大约¾被填充的方式运行。在第二步骤中，如果第三阶段的回路运行的后调节不成功，逐渐减少酸和因此碱液流入第一阶段的进料流（参见负荷降低概念）。

计量装置的设计细节:

用于第一阶段1的碱液从该网络经由具有分级的阀门尺寸（kvs值）的两个平行布置的阀门K4计量加入。细阀门被直接调节并具有较粗阀门的1/10的最大吞吐量。较粗阀门更缓慢地被小阀门的调节变量（Stellgröße）调节，由此在阀门之间不发生共振。当在生产经斜坡提速的过程中较小阀门达到其最大开口时，较粗阀门轻微打开。因此，较小阀门可再轻微关闭。频繁地启动较大阀门，直至达到所需目标pH值。同样地，当细阀门即将关闭时，较粗阀门逐步关闭。由此可实现碱液料流的快速以及精确的调节。在初次打开较粗阀门的过渡区中，经过一定的滞后，因为阀门在边界区中不再线性计量加入。因此，小阀门在这一区域中经过整个调节范围，而在较高体积流量下，其应该保持在调节变量的20至80%。

在此以第一阶段为例描述的这一基本原理也类似地在第二阶段2中在氢氧化钠溶液计量加入K5中和在第三阶段3中在氢氧化钠溶液计量加入K6中实施。第二和第三阶段主要尝试调节预设的pH值。第三阶段的带宽由排出极限预设，而第一和第二阶段可根据调节的功率来预设。由于第三阶段中的氢氧化钠溶液的预期计量流量极小，经由阀门并平行地经由活塞泵来进行计量加入。

由于这些阶段的所需pH值对计量加入的高精度要求，过调是可能的。虽然在调节校正后酸性溶液再次从前面的阶段流出，但是由于有时长的停留时间，实现在两个阶段2和3另外计量加入酸。再次经由随后的流量测量计操纵简单的调节阀门。

调节概念的设计细节:

本文中描述的综合工艺概念基于调节概念，其特征在于测量许多工艺参数，如输入体积流量、入口压力以及温度、每反应阶段的填充料位和pH值，以及监测冷却水温度，并允许一方面借助智能过程控制全自动化运行该设备，另一方面特定地改变输入介质的工艺参数（浓度、压力和量），对其自动化调节整个系统。在此，在正常运行中操作员不必在该设备启动后直接干预。因此，在各阶段中使用pH值的调节回路，其确定所需中和剂的量并在计量阀门处调节。相应地，在每个阶段中以恒定pH值为目标，该pH值随着反应阶段数增加而接近目标pH值。

负荷调节的集成概念使得能够以有效的充分利用率运行中和设备并显著简化该设备的操作。负荷调节进行自动负荷降低以使关键工艺参数保持为低于它们的极限值。由此可使中和设备的容量最优地和经济地匹配所需中和容量。在此，该中和设备在最大负荷下自动运行，其中遵守产物溶液的工艺参数的预设的极限值并在最大转化率下最优地利用设备容量。在考虑取决于负荷的工艺参数的调节时的这种负荷调节中，将由设备操作员预设待中和的HCl料流(4)的恒定负荷目标值与（如果工艺参数接近它们的上限值）通过工艺控制系统实施自动负荷改变相组合。这一概念适用于其中负荷对工艺参数具有反向作用，即负荷的提高/降低导致工艺参数上升/下降的应用。在正常运行中，即当考虑的工艺参数（T1、PH1、PH2、T2、PH3、T3、PH4以及其它品质参数（浊度和电导率））低于它们的极限值时，运行由设备操作员预设的负荷。关键工艺参数在非临界区的事实告诉设备操作员：可以通过设备操作员的干预来提高负荷的目标值。当各自的工艺参数接近其上限值时，通过工艺控制系统进行自动负荷改变，以使偏离的工艺参数保持为低于其阈值。借助为各自的工艺参数设置的调节回路（例如PID、MPC）进行自动负荷改变。为此，在每种情况下为预设负荷和工艺参数设置叠加的主控调节回路，其具有使用负荷作为调节变量将各自的工艺参数调节到其目标值的目的。叠加的主控调节回路的调节变量在每种情况下是经由致动器（例如阀门K1）干预该工艺以在现存压力条件和给定阀门性质下建立由从属调节器要求的流量的从属调节回路（从属单元）的目标值。

该工艺方式的进一步的调节技术优化在于自动冷却水调节。测量第一以及第二和第三中和阶段中的工艺温度，并在超过目标值时借助调节阀门形式的致动器自动增加冷却水流量。在此，对于第一中和阶段的温度测量(T1)，存在第一和第二阶段的冷却装置(8)的冷却水量的调节回路。此外，第三中和阶段的温度测量(T2)通过在第三阶段的冷却装置(12)的调节阀门上直接调节而运作。因此，该系统对负荷改变或温度波动作出反应并避免在超过工艺参数时直接干预自动负荷降低（见上一段）。

根据文献的推荐以“前馈”调节的形式实施各阶段的pH调节（参见LIPTAK, BelaG.: Instrument Engineers Handbook.第4版, 2005, 第2044页及其后）。因此，不仅利用局部体积和局部pH值，还考虑前一阶段的各自的流入溶液。对于第一阶段，引入的体积流量一起流入。此外，还一起考虑已被确认为主要故障参数的供应压力。对于第二阶段，所需碱液量来自再循环料流加上计量加入到第一阶段中的料流和pH值。对于第三料流，由之前计量加入的体积流量和第二阶段出口处的pH值进行这一计算，该pH值因此代表反应混合物18c的内容物。

该中和设备根据所用化学品的安全要求来设计。在此，使用兼容的材料并为工艺参数的严重偏离设置适当的安全概念。此外，该设备是封闭的设备，其中将生成的酸性废气料流有针对性地送往现有的废气处理设备。

Claims (8)

1.将具有至少10重量%的HCl浓度且具有至少1 m³/h的体积流量的盐酸多阶段连续中和到3至9的目标pH值的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

A) 在第一阶段(1)中将待中和的盐酸料流(4)和化学计量所需的碱液料流(5)的95%的份额引入以经冷却的形式从第二阶段(2)再循环的经中和的盐酸的第一体积流量(9)中，随后混合盐酸料流(4)、碱液料流(5)和经中和的盐酸的第一体积流量(9)和在中和和停留区(17a)中使一次反应混合物(18a)反应完，其中从第一阶段(1)流出的第二体积流量(6)的pH值为至少1，其中从第二阶段(2)以经冷却的形式再循环的第一体积流量(9)相当于引入第一阶段(1)的盐酸体积流量的至少三倍，

B) 将来自第一阶段(1)的第二体积流量(6)传送到第二阶段(2)的第二中和区(17b)中，通过在第一二次回路(7')中加入第二碱液料流(5')或第二盐酸料流(4')而将二次反应混合物(18b)的pH值进一步调节为pH 3的值，其中所述第一二次回路(7')源自从第二阶段(2)的待冷却的第三体积流量(7)中取出料流部分，其中经中和的盐酸的第三体积流量(7)与第一二次回路(7')的体积流量的比率为至少10:1，且在第二阶段的主料流进行第一冷却(8)后，将第二阶段(2)的二次反应混合物(18b)的另一较大的第一体积流量(9)再循环到第一阶段(1)以进行步骤A)，

C) 将第二阶段(2)的二次反应混合物(18b)的第二子料流(10)引入第三阶段(3)的第三中和区(17c)，通过在与第三中和区(17c)相连的第二二次回路(11')中加入第二碱液料流(5')或第二盐酸料流(4')而将第三阶段(3)中的三次反应混合物(18c)的pH值进一步调节为3至9的pH值，其中所述第二二次回路(11')由所述三次反应混合物(18c)的离开第三阶段的第三主料流(11)的较小的料流部分构成，该第三主料流(11)被引入至第二冷却(12)，且其中离开第三阶段的第三主料流(11)的较大的第三子料流(13)在进行第二冷却(12)后被引入至最终品质控制以进行温度和pH值监测，并且如果三次反应混合物(18c)的这一经冷却的第三子料流(13)满足预设品质标准，这一第三子料流(13)作为产物料流(15)取出，或在其它情况下将三次反应混合物(18c)作为再循环料流(16)引入第三阶段(3)以进一步调节pH值。

2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于使用氢氧化钠溶液作为碱液。

3.如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于第一阶段(1)中的一次反应混合物(18a)的平均停留时间为20秒至3分钟。

4.如权利要求1至2任一项中所述的方法，其特征在于第二阶段(2)中的二次反应混合物(18b)的平均停留时间为15至100分钟。

5.如权利要求1至2任一项中所述的方法，其特征在于第三阶段(3)中的三次反应混合物(18c)的平均停留时间为45至250分钟。

6.如权利要求1至2任一项中所述的方法，其特征在于，互相独立地，将第一阶段(1)出口处的一次反应混合物(18a)的温度设定为45℃至80℃的值，将直接在第二阶段(2)中测得的二次反应混合物(18b)的温度设定为40℃至75℃的值，并将第三阶段的第二冷却(12)出口处的三次反应混合物(18c)的温度设定为15℃至55℃的值。

7.如权利要求1至2任一项中所述的方法，其特征在于第一阶段(1)中的盐酸料流(4)、碱液料流(5)和经中和的盐酸的第一体积流量(9)的混合在静态混合器中进行，其中所述静态混合器具有至少98%的混合性能，其中混合性能被理解为是指具有氢氧化钠溶液、盐酸及其反应产物的均匀分布的体积与总体积的比率。

8.如权利要求1至2任一项中所述的方法，其特征在于在第二中和区(17b)和第三中和区(17c)中设置缓冲体积以补偿+/-20%的输入体积流量的波动。

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