CN113398720A - 一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔及系统，涉及盐酸生产技术领域。吸收塔包括筒体，筒体内设有上下布置的第一、第二花板，第一、第二花板上设有填料，筒体上设有的脱盐水进口和循环吸收酸口分别位于第一、第二花板上的填料上部，脱盐水进口和循环吸收酸口上皆设有位于筒体内的布液管。系统的制酸装置包括吸收塔以及与其连通的脱盐水管和成品槽，冷却装置包括与吸收塔之间设有循环管路的循环酸冷却器，以及与循环酸冷却器之间设有循环管路的脱盐水冷却器，脱盐水管与脱盐水冷却器连通，脱盐水冷却器上设有将脱盐水输入高纯盐酸系统的输水管。
Description
技术领域
本发明涉及盐酸生产技术领域，具体涉及一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔及系统。
背景技术
EL电子级盐酸金属杂质含量要求小于100ppb，质量浓度约36-38%。目前，行业内电子级盐酸一般采用31%工业盐酸，经亚沸蒸馏冷凝工艺(将盐酸在微沸腾状态下解析出氯化氢和水蒸汽、再将氯化氢和水蒸汽冷凝)制得。
目前的工艺主要存在以下问题：多组石英玻璃仪器并联使用，不但生产能力低，并且石英设备易碎存在安全和环保隐患；由于工业酸金属杂质较多，在蒸馏过程中控制不稳定，部份金属离子会随气流进入电子级盐酸中，引起金属离子杂质含量超标而影响了产品质量。
发明内容
本发明的目的是开发一种避免使用石英设备，提高生产安全性的利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔及系统。
本发明通过如下的技术方案实现：
一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔，包括：
筒体；
第一花板，设于所述筒体内；
第二花板，设于所述第一花板下部的筒体内；
填料，设于所述第一花板及第二花板上；
其中，所述筒体上设有脱盐水进口和循环吸收酸口，所述脱盐水进口位于第一花板上的填料上部，所述循环吸收酸口位于第二花板上的填料上部，所述脱盐水进口和循环吸收酸口上皆设有位于所述筒体内的布液管，所述筒体内的酸循环输出换热后，由所述循环吸收酸口进入筒体内，输入所述筒体内的氯化氢在第一花板上部被脱盐水吸收，在第二花板上部被循环酸吸收。
可选的，所述第一花板及第二花板上皆设有多个升气帽。
可选的，所述布液管下部至少设有三组布液孔，每组布液孔包括多个等间距呈直线设置的通孔。
可选的，所述筒体上设有进气口，所述进气口设于所述第二花板下部。
一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的系统，包括：
制酸装置，包括：
利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔；
脱盐水管，与所述吸收塔连通；
成品槽，与所述吸收塔连通；
冷却装置，包括：
循环酸冷却器，与所述吸收塔之间设有循环管路；
脱盐水冷却器，与所述循环酸冷却器之间设有循环管路；
其中，所述脱盐水管与所述脱盐水冷却器连通，所述脱盐水冷却器上设有将脱盐水输入高纯盐酸系统的输水管。
可选的，所述制酸装置还包括盐酸解析单元，所述盐酸解析单元包括解吸塔以及用于将解吸塔内输出的氯化氢冷却的氯化氢冷却器，所述氯化氢冷却器与 所述吸收塔连通，将冷却后的氯化氢输入所述吸收塔内。
可选的，所述解吸塔与所述吸收塔及所述成品槽连通，所述吸收塔及成品槽内不合格酸送入所述解吸塔内进行利用。
可选的，所述氯化氢冷却器与所述吸收塔连通，所述氯化氢冷却器产生的冷凝酸输送入所述吸收塔内。
可选的，所述循环酸冷却器与所述脱盐水冷却器之间的循环管路上设有在线电导仪，电导达到联锁值时，发出联锁信号自动停止系统运行。
可选的，该系统中与盐酸接触的管道及设备采用钢衬四氟材质，阀门采用聚偏氟乙烯材质。
本发明的有益效果是：
本发明避免采用易碎的石英设备，提高了系统的安全性和环保性，并且第一花板上的氯化氢被脱盐水吸收，第二花板上的氯化氢被循环酸吸收，使吸收塔分段吸收提高了吸收效率并减少了尾气产生量，氯化氢的吸收效率达到99%以上，循环酸冷却器内的冷却水采用脱盐水，并且用于冷却的脱盐水在脱盐水循环槽内被送入生产高纯盐酸的系统中利用，而纯净的脱盐水不断补充，有效防止脱盐水中金属离子富集污染电子级盐酸。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统PID图；
图2为制酸装置PID图；
图3为冷却装置PID图；
图4为本发明的吸收塔结构图；
图5为布液管结构图；
图6为布液管的断面结构图；
图7为花板结构图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明创造的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明创造中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1~7所示，本发明公开了一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔及系统，包括制酸装置和冷却装置。制酸装置使脱盐水吸收高纯盐酸解析后产生的氯化氢，制得36%—38%电子级盐酸。冷却装置用于移出脱盐水吸收氯化氢过程中产生的热。
制酸装置包括盐酸解析单元和吸收塔，高纯盐酸作为盐酸解析单元的原料，解析产生的氯化氢气体，经氯化氢冷却器冷却后，输送入吸收塔。氯化氢冷却器产生的冷凝酸的品质满足电子级盐酸要求，通过管路将冷凝酸输送入吸收塔进行回收利用。吸收塔上连通有脱盐水管7，脱盐水管7输送脱盐水进入吸收塔内，氯化氢在吸收塔内被脱盐水及冷凝酸吸收。
吸收塔的出酸口16通过管路连通至成品槽5内，成品槽5可输出成品进行装车。成品槽5上设有氮气管6和废气吸收管，氮气管6向成品槽5内充入氮气防止空气进入。
冷却装置包括两个循环酸冷却器3，循环酸冷却器3为四氟换热器，吸收塔内的酸进入循环酸冷却器3换热后，回送至吸收塔内，使酸在吸收塔与循环酸冷却器3之间循环进行换热，转移吸收塔内产生的反应热。
冷却装置还包括脱盐水循环槽4，脱盐水管7与脱盐水循环槽4也连通，脱盐水循环槽4与脱盐水冷却器2管路连通，脱盐水冷却器2与两个循环酸冷却器3通过管路连通，两个循环酸冷却器3通过管路与脱盐水循环槽4连通。脱盐水进入脱盐水循环槽4内，由脱盐水循环槽4进入脱盐水冷却器2降温后，再由脱盐水冷却器2进入循环酸冷却器3内与吸收塔内的酸换热，循环酸冷却器3内换热后的脱盐水又循环进入脱盐水循环槽4内。
脱盐水冷却器2内循环进入5℃的水，5℃的水在脱盐水冷却器2内与脱盐水换热，使脱盐水降温。脱盐水循环槽4上设有氮气管6，氮气管6连续向脱盐水循环槽4内通入少量氮气，防止空气进入。
脱盐水循环槽4上还设有输水管8，输水管8将脱盐水循环槽4内的脱盐水输送入高纯盐酸系统，以此防止脱盐水循环槽4内的脱盐水因蒸发浓缩，造成金属离子富集而污染了吸收塔内的酸。生产高纯盐酸的脱盐水先进入脱盐水循环槽4内，再由输水管8进入高纯盐酸生产系统的吸收水槽内，可将脱盐水循环槽4内的金属离子带出。
吸收塔包括筒体1，筒体1的底部和顶部分别设有法兰，筒体1的下部和上部分别设有与法兰连接的下封板和上封板，下封板和上封板与法兰之间还设有相适配的垫片。
筒体1内设有上下布置的第一花板18和第二花板19，第一花板18和第二花板19水平布置且皆均匀布置有多个布水孔113，第一花板18和第二花板19上还设有升气帽110，通过升气帽110降低气相阻力。第一花板18和第二花板19上分别设有填料111，填料111为四氟鲍尔环。第一花板18上的填料111高度为1.5米~2米，第二花板19上的填料111高度为2米~3米。
第一花板18和第二花板19结构相同，皆包括圆盘112，圆盘112的中部设有多个呈矩阵布置的布水孔113，布水孔113布置的区域呈正六边形，布水孔113布置的区域中心处设有五个呈“十”字形布置的升气帽110。
下封板上设有出酸口16，出酸口16与成品槽5管路连通，并且管路上设有调节阀，调节阀与设于筒体1上的液位计配合，根据筒体1内的液位控制输出的成品酸的量，成品酸由出酸口16进入成品槽5内。出酸口16还与两个循环酸冷却器3连通，通过出酸口16将吸收塔内的酸通入循环酸冷却器3中换热。
上封板上设有尾气出口11，尾气出口11将吸收塔内的氯化氢气体作为尾气，通入氯乙烯合成系统，使尾气得到利用。
筒体1上部侧面设有脱盐水进口12，脱盐水进口12设于第一花板18上的填料111上部，脱盐水进口12与脱盐水管7连通。
筒体1中部侧面设有循环吸收酸口13，循环吸收酸口13位于第一花板18下部，并位于第二花板19上的填料111上部，循环吸收酸口13与循环酸冷却器3连通，循环酸冷却器3内换热后的酸通过循环吸收酸口13进入筒体1内。
筒体1下部侧面设有进气口14，进气口14位于第二花板19下部，进气口14与盐酸解析单元的氯化氢冷却器连通，盐酸解析单元中，解吸塔中产生的氯化氢经过氯化氢冷却器冷却后由进气口14进入筒体1内。
筒体1底部侧面设有进酸口15，进酸口15位于进气口14下部，进酸口15与盐酸解析单元的氯化氢冷却器连通，氯化氢冷却器产生的冷凝酸由进酸口15进入筒体1内。
脱盐水进口12及循环吸收酸口13上皆设有布液管17，布液管17位于筒体1内，布液管17下部设有三组布液孔171，三组布液孔171分别设于布液管17底部及底部两侧，并且位于底部两侧的布液孔171与竖向方向呈45°夹角设置，每组布液孔171包括多个呈直线等间距布置的通孔。
为了防止管道杂质析出污染制得的电子级盐酸，与盐酸接触的管道及设备采用钢衬四氟材质，相应的阀门采用聚偏氟乙烯材质，输送脱盐水的管路、输送氮气的管路采用不锈钢材质。
为了防止循环酸冷却器3泄漏使酸对脱盐水冷却器2、脱盐水循环槽4及相应管件腐蚀，在循环酸冷却器3与脱盐水循环槽4连通的管路上设置在线电导仪，当电导达到联锁值时，发出联锁信号自动停止系统运行。
在循环酸冷却器3与循环吸收酸口13之间连通的管路上设有温度变送器，在脱盐水循环槽4与脱盐水冷却器2之间连通的管路上设有与温度变送器配合的调节阀，使得根据吸收塔内酸的温度，调节冷却水的循环水量，防止吸收塔内酸的温度过高影响浓度。
盐酸解析单元在解析过程中产生的20%~23%稀酸，在盐酸解析单元的解吸塔上设置稀酸管，将稀酸回收利用，使其用于生产高纯盐酸或工业盐酸。
吸收塔的出酸口16以及成品槽5皆通过管路与盐酸解析单元的浓酸贮罐连通，可将不合格酸输送入浓酸贮罐，回收入浓酸贮罐内的酸经过浓酸预热器后输入解吸塔内。
高纯盐酸的品质接近于电子级盐酸品质，高纯盐酸售价与工业盐酸相当，利用高纯盐酸进行盐酸解析，解析出的氯化氢金属杂质含量将远低于普通工业酸解析出的氯化氢金属杂质含量，因此制得的电子级盐酸金属杂质含量更低。
本发明避免采用易碎的石英设备，提高了系统的安全性和环保性，并且第一花板18上的氯化氢被脱盐水吸收，第二花板19上的氯化氢被循环酸吸收，使吸收塔分段吸收提高了吸收效率并减少了尾气产生量，氯化氢的吸收效率达到99%以上，循环酸冷却器3内的冷却水采用脱盐水，并且用于冷却的脱盐水在脱盐水循环槽4内被送入生产高纯盐酸的系统中利用，而纯净的脱盐水不断补充，有效防止脱盐水中金属离子富集污染电子级盐酸。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔，其特征在于，包括：
筒体；
第一花板，设于所述筒体内；
第二花板，设于所述第一花板下部的筒体内；
填料，设于所述第一花板及第二花板上；
其中，所述筒体上设有脱盐水进口和循环吸收酸口，所述脱盐水进口位于第一花板上的填料上部，所述循环吸收酸口位于第二花板上的填料上部，所述脱盐水进口和循环吸收酸口上皆设有位于所述筒体内的布液管，所述筒体内的酸循环输出换热后，由所述循环吸收酸口进入筒体内，输入所述筒体内的氯化氢在第一花板上部被脱盐水吸收，在第二花板上部被循环酸吸收。
2.根据权利要求1所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔，其特征在于，所述第一花板及第二花板上皆设有多个升气帽。
3.根据权利要求1所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔，其特征在于，所述布液管下部至少设有三组布液孔，每组布液孔包括多个等间距呈直线设置的通孔。
4.根据权利要求1所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔，其特征在于，所述筒体上设有进气口，所述进气口设于所述第二花板下部。
5.一种利用盐酸解析生产电子级盐酸的系统，其特征在于，包括：
制酸装置，包括：
如权利要求1~4任意一项所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的吸收塔；
脱盐水管，与所述吸收塔连通；
成品槽，与所述吸收塔连通；
冷却装置，包括：
循环酸冷却器，与所述吸收塔之间设有循环管路；
脱盐水冷却器，与所述循环酸冷却器之间设有循环管路；
其中，所述脱盐水管与所述脱盐水冷却器连通，所述脱盐水冷却器上设有将脱盐水输入高纯盐酸系统的输水管。
6.根据权利要求5所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的系统，其特征在于，所述制酸装置还包括盐酸解析单元，所述盐酸解析单元包括解吸塔以及用于将解吸塔内输出的氯化氢冷却的氯化氢冷却器，所述氯化氢冷却器与 所述吸收塔连通，将冷却后的氯化氢输入所述吸收塔内。
7.根据权利要求6所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的系统，其特征在于，所述解吸塔与所述吸收塔及所述成品槽连通，所述吸收塔及成品槽内不合格酸送入所述解吸塔内进行利用。
8.根据权利要求6所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的系统，其特征在于，所述氯化氢冷却器与所述吸收塔连通，所述氯化氢冷却器产生的冷凝酸输送入所述吸收塔内。
9.根据权利要求5所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的系统，其特征在于，所述循环酸冷却器与所述脱盐水冷却器之间的循环管路上设有在线电导仪，电导达到联锁值时，发出联锁信号自动停止系统运行。
10.根据权利要求5所述的利用盐酸解析生产电子级盐酸的系统，其特征在于，该系统中与盐酸接触的管道及设备采用钢衬四氟材质，阀门采用聚偏氟乙烯材质。
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