CN111056534A - 一种盐酸原位制氯气的连续生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盐酸工艺，具体涉及一种盐酸原位制氯气的连续生产系统，包括四个并列的反应器，分别为1#反应器、2#反应器、3#反应器、4#反应器，所述反应器内放置有原位固体反应物，并提供了具体的控制步骤。本发明解决了现有盐酸制氯气效率低下的问题，利用并列的固定床反应器形成连续化生产，降低了工艺复杂度，也降低了能耗。
Description
技术领域
本发明属于盐酸工艺，具体涉及一种盐酸原位制氯气的连续生产系统。
背景技术
在化工工业副产大量的盐酸，特别是稀盐酸处理和利用，是制约氯碱、农药、医药、精细化工等众多行业生产发展的难题。盐酸的附加值低，销售困难，在处理中还会产生20-50倍的废水排放，对环境污染产生极大的影响。
氯气是一种重要的化工基础原料，广泛应用于石油化工和日常生活中。现有技术中已经报道了许多由氯化氢制备氯气的方法，主要有电解法、无机氧化剂直接氧化法和催化氧化法。电解法存在能耗太大，成本高的弊端。无机氧化剂直接氧化法和催化氧化法都需要纯氯化氢作为原料，由盐酸(特别是稀盐酸)制氯化氢工艺复杂、设备众多、能耗巨大，同时产率极其低下。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种盐酸原位制氯气的连续生产系统,解决了现有盐酸制氯气效率低下的问题，利用并列的固定床反应器形成连续化生产，降低了工艺复杂度，也降低了能耗。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种盐酸原位制氯气的连续生产系统，包括四个并列的反应器，分别为1#反应器、2#反应器、3#反应器、4#反应器，所述反应器内放置有原位固体反应物。
具体步骤如下：
步骤1，将4个反应器加热到200-300℃；
步骤2，引入盐酸蒸汽进入1#反应器，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；
步骤3，待1#反应器的放空气检测尾气中HCl含量达到0.1％时，关闭H1和F1阀门；打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤4，在关闭H1和F1阀门同时，打开盐酸蒸汽进入2#反应器的阀门H2和2#反应器的放空阀门F2。
步骤5，将1#反应器升温到300-400℃，打开O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；
步骤6，待1#反应器的Cl2收集气检测尾气中O2含量达到0.01％时，关闭O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤7，将1#反应器降温到200-300℃，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；进行再一轮的操作；
步骤8，2#、3#、4#反应器按照1#反应器运行模式进行操作。按顺序运行形成连续进出料生产。
所述盐酸蒸汽采用氯化氢浓度15-20％的氯化氢与水的共沸物。
所述反应器为装有固定在载体上的氧化铜反应物的固定床反应器，规格为：Φ200X1000mm固定床，电加热控制；每台所述固定床装有15-17kg装载在载体上的CuO反应物。
所述1#、2#、3#、4#反应器单独运行。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有盐酸制氯气效率低下的问题，利用并列的固定床反应器形成连续化生产，降低了工艺复杂度，也降低了能耗。
2.本发明利用固定床体系，能够有效的实现了反应物与产物的快速分离，提升整体生产效率。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
一种盐酸原位制氯气的连续生产系统，包括四个并列的反应器，分别为1#反应器、2#反应器、3#反应器、4#反应器，所述反应器内放置有原位固体反应物，具体控制步骤如下：
步骤1，将4个反应器加热到200-300℃。
步骤2，引入盐酸蒸汽进入1#反应器，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1。
步骤3，待1#反应器的放空气检测尾气中HCl含量达到0.1％时，关闭H1和F1阀门。打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭。
步骤4，在关闭H1和F1阀门同时，打开盐酸蒸汽进入2#反应器的阀门H2和2#反应器的放空阀门F2。
步骤5，将1#反应器升温到300-400℃，打开O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1。
步骤6，待1#反应器的Cl2收集气检测尾气中O2含量达到0.01％时，关闭O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1。打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭。
步骤7，将1#反应器降温到200-300℃，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1。进行再一轮的操作。
步骤8，2#、3#、4#反应器按照1#反应器运行模式进行操作。按顺序运行形成连续进出料生产。
所述1#、2#、3#、4#反应器也可单独运行。
其中，所述反应器为装有固定在载体上的氧化铜反应物的固定床反应器，规格：4台Φ200X1000mm固定床，电加热控制，每台固定床装有15-17Kg装载在陶瓷载体上CuO反应物。稀盐酸提浓后的氯化氢浓度15-20％。
每个反应器中均放置有固定床，且固定床装有装载在陶瓷载体上CuO反应物，在反应过程中，氧化铜与含有氯化氢和蒸馏水的共沸物进行反应，氯化氢能够与氧化铜形成氯化铜，大大固化氯离子的效果，并且基于气体与固体反应，氯化铜并不会随着水蒸气的进入而变换位置，从而形成原位反应；氯化铜在恒温条件下与空气中的氧气形成反应，转化为氧化铜和氯气，经收集处理后得到氯气。
实施例1
一种盐酸原位制氯气的连续生产系统，包括四个带有原位固体反应物的反应器，分别为1#反应器、2#反应器、3#反应器、4#反应器，所述反应器为装有固定在载体上的氧化铜反应物的固定床反应器，规格为：Φ200X1000mm固定床，电加热控制，每台固定床装入15kgCuO反应物。
具体步骤如下：
步骤1，将4个反应器加热到200℃；
步骤2，引入盐酸蒸汽进入1#反应器，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；
步骤3，待1#反应器的放空气检测尾气中HCl含量达到0.1％时，关闭H1和F1阀门，打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤4，在关闭H1和F1阀门同时，打开盐酸蒸汽进入2#反应器的阀门H2和2#反应器的放空阀门F2；
步骤5，将1#反应器升温到300℃，打开O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；
步骤6，待1#反应器的Cl2收集气检测尾气中O2含量达到0.01％时，关闭O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤7，将1#反应器降温到200℃，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；进行再一轮的操作；
步骤8，2#、3#、4#反应器按照1#反应器运行模式进行操作；按顺序运行形成连续进出料生产。
取氯化氢浓度15％共沸物进入系统；按照反应工艺控制流程进行运行，实现连续盐酸进料250L/h连续产生7kg/h的Cl2。
实施例2
一种盐酸原位制氯气的连续生产系统，包括四个带有原位固体反应物的反应器，分别为1#反应器、2#反应器、3#反应器、4#反应器，所述反应器为装有固定在载体上的氧化铜反应物的固定床反应器，规格为：Φ200X1000mm固定床，电加热控制，每台固定床装入17kgCuO反应物。
具体步骤如下：
步骤1，将4个反应器加热到300℃；
步骤2，引入盐酸蒸汽进入1#反应器，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；
步骤3，待1#反应器的放空气检测尾气中HCl含量达到0.1％时，关闭H1和F1阀门，打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤4，在关闭H1和F1阀门同时，打开盐酸蒸汽进入2#反应器的阀门H2和2#反应器的放空阀门F2；
步骤5，将1#反应器升温到400℃，打开O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；
步骤6，待1#反应器的Cl2收集气检测尾气中O2含量达到0.01％时，关闭O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤7，将1#反应器降温到300℃，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；进行再一轮的操作；
步骤8，2#、3#、4#反应器按照1#反应器运行模式进行操作；按顺序运行形成连续进出料生产。
取氯化氢浓度20％共沸物进入系统；按照反应工艺控制流程进行运行，实现连续盐酸进料250L/h连续产生7.5kg/h的Cl2。
实施例3
一种盐酸原位制氯气的连续生产系统，包括四个带有原位固体反应物的反应器，分别为1#反应器、2#反应器、3#反应器、4#反应器，所述反应器为装有固定在载体上的氧化铜反应物的固定床反应器，规格为：Φ200X1000mm固定床，电加热控制，每台固定床装入16kgCuO反应物。
具体步骤如下：
步骤1，将4个反应器加热到250℃；
步骤2，引入盐酸蒸汽进入1#反应器，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；
步骤3，待1#反应器的放空气检测尾气中HCl含量达到0.1％时，关闭H1和F1阀门，打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤4，在关闭H1和F1阀门同时，打开盐酸蒸汽进入2#反应器的阀门H2和2#反应器的放空阀门F2；
步骤5，将1#反应器升温到350℃，打开O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；
步骤6，待1#反应器的Cl2收集气检测尾气中O2含量达到0.01％时，关闭O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤7，将1#反应器降温到250℃，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；进行再一轮的操作；
步骤8，2#、3#、4#反应器按照1#反应器运行模式进行操作；按顺序运行形成连续进出料生产。
取氯化氢浓度18％共沸物进入系统；按照反应工艺控制流程进行运行，实现连续盐酸进料250L/h连续产生7.3kg/h的Cl2。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有盐酸制氯气效率低下的问题，利用并列的固定床反应器形成连续化生产，降低了工艺复杂度，也降低了能耗。
2.本发明利用固定床体系，能够有效的实现了反应物与产物的快速分离，提升整体生产效率。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种盐酸原位制氯气的连续生产系统，其特征在于：包括四个并列的反应器，分别为1#反应器、2#反应器、3#反应器、4#反应器，所述反应器内放置有原位固体反应物。
2.根据权利要求1所述的盐酸原位制氯气的连续生产系统，其特征在于：具体步骤如下：
步骤1，将4个反应器加热到200-300℃；
步骤2，引入盐酸蒸汽进入1#反应器，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；
步骤3，待1#反应器的放空气检测尾气中HCl含量达到0.1％时，关闭H1和F1阀门；打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤4，在关闭H1和F1阀门同时，打开盐酸蒸汽进入2#反应器的阀门H2和2#反应器的放空阀门F2。
步骤5，将1#反应器升温到300-400℃，打开O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；
步骤6，待1#反应器的Cl2收集气检测尾气中O2含量达到0.01％时，关闭O2或空气进入1#反应器的阀门O1和1#反应器的Cl2收集阀门C1；打开N2进入1#反应器的阀门N1和1#反应器的排放到回收系统的阀门R1，吹扫5分钟后关闭；
步骤7，将1#反应器降温到200-300℃，打开盐酸蒸汽进入1#反应器的阀门H1和1#反应器的放空阀门F1；进行再一轮的操作；
步骤8，2#、3#、4#反应器按照1#反应器运行模式进行操作。按顺序运行形成连续进出料生产。
3.根据权利要求2所述的盐酸原位制氯气的连续生产系统，其特征在于：所述盐酸蒸汽采用氯化氢浓度15-20％的氯化氢与水的共沸物。
4.根据权利要求1所述的盐酸原位制氯气的连续生产系统，其特征在于：所述反应器为装有固定在载体上的氧化铜反应物的固定床反应器，规格为：Φ200X1000mm固定床，电加热控制；每台所述固定床装有15-17kg装载在载体上的CuO反应物。
5.根据权利要求1所述的盐酸原位制氯气的连续生产系统，其特征在于：所述1#、2#、3#、4#反应器单独运行。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200424 |
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