CN111056534A - 一种盐酸原位制氯气的连续生产系统 - Google Patents

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    • C01B7/01Chlorine; Hydrogen chloride
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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

一种盐酸原位制氯气的连续生产系统
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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