CN113816340A - 一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法。所述方法包括预热、流态化转化、除尘、冷凝、精制、增压等工序，具体为：将氟硅酸钠送入预热工序，与流态化转化产生的热烟气进行热交换，将预热后的氟硅酸钠送入流态化转化工序，与预热后的氯化氢气体反应，分别得到气态产物和固态产物；气态产物与固体原料进行换热后，经过除尘处理，再经过多级冷凝、精制获得无水氟化氢产品，分离出来的四氟化硅气体一部分直接进入产品管线，另一部分则与精制尾气一同经过增压处理、预热后进入流态化转化工序。本发明为干法制备氟化氢技术，无需进行脱水处理可得到无水氟化氢。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，特别涉及一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法。
背景技术
氟化氢作为基础氟化工产品，广泛应用于制冷剂、氟树脂、含氟中间体及精细化学品生产，高品质氟化氢可作为高端氟化物的主要原料。目前，萤石-硫酸法是制备氟化氢的主要方法。但是，萤石作为战略资源，储量非常有限，是不可再生资源，目前国内具有开采价值的萤石储量约3000万吨，加上可用于制酸的萤石也仅仅可供我国使用25年。相比而言，磷肥生产用原料磷矿石中氟含量多为3％～4％，含氟量较低，但磷矿石蕴藏量巨大，具有开采价值的磷矿中氟储量超过萤石中氟储量的100倍，在资源日益匮乏的将来，面临萤石资源枯竭，磷矿石中的氟将可能成为唯一的氟资源。
磷肥生产过程中，氟主要以四氟化硅形式溢出，再用水吸收形成氟硅酸，由于氟硅酸中通常含有80％(质量比)的水，不便于运输，故许多厂家将其转化成固态的氟硅酸钠、氟硅酸铵及氟化氢铵等。以氟硅酸钠为原料制备无水氟化氢的主要方法可归纳分为干法和湿法。干法主要是将氟硅酸钠与三氧化硫和水蒸气的混合气体，或者与发烟硫酸的蒸汽反应，比如中国专利CN108862201A便采用流化床作为反应器，0.1～1mm的氟硅酸钠粉末与三氧化硫蒸汽、水蒸气反应制备氟化氢。这种方法看起来比较简单，但实际上存在以下问题：一是反应过程中形成的硫酸钠会包裹在氟硅酸钠表面，阻碍氟硅酸钠进一步反应；二是因体系中存在水蒸汽，产物是氟化氢，因此对设备的要求非常高；三是反应过程中产生的硫酸钠和氟硅酸钠可能形成低共熔点的物质，颗粒间容易粘结，从而导致流化床反应器存在无法正常工作的风险。湿法技术主要是氟硅酸钠与浓硫酸反应，再经过脱水处理获得无水氟化氢，比如中国专利CN102557043B、CN109574017A和CN108439340A采用氟硅酸钠为原料，加入浓硫酸直接反应制备氟化氢，再通过加压精馏除去杂质气体四氟化硅。然而，缺点是氟硅酸分解的单程氟化氢理论转化率仅为33.3％，HF与H2O分离效率也较低，因此物料循环处理量大、系统氟损失较高；要获得无水氟化氢，需要浓硫酸进行脱水处理，导致产生大量浓度约为70％的稀硫酸。此外，硫酸分解氟硅酸的过程中氟化氢也会随四氟化硅挥发，因此对分解的工艺条件控制要求较高。
为此，针对氟硅酸钠制备无水氟化氢存在的问题，本发明以氟硅酸钠为原料，采用干法技术制备无水氟化氢。
发明内容
针对现有磷肥副产氟源制备无水氟化氢存在的问题，本发明提供了一种氟硅酸钠制备无水氟化氢的方法，即氟硅酸钠与氯化氢气体进行气固反应，得到的粗无水氟化氢气体再经过精制获得纯无水氟化氢。本发明具有操作简单，反应条件温和，且几乎无废渣、废液和废气产生；本发明为干法制备氟化氢技术，无需进行脱水处理可得到无水氟化氢。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，所述方法包括以下工序：原料预热工序1、气体预热工序2、流态化转化工序3、过滤除尘工序4、多级冷凝工序5、精制提纯工序6、增压工序7和循环气预热工序8等工序，具体按以下步骤进行：
1)将氟硅酸钠送入原料预热工序1，与流态化转化工序3产生的热烟气进行热交换，氟硅酸钠原料得到预热；
2)将反应气体氯化氢送入气体预热工序2，使氯化氢得以预热；
3)将预热后的氟硅酸钠送入流态化转化工序3，与经过预热后的氯化氢气体反应，分别得到含氟化氢的热烟气和固态产物氯化钠；
4)将流态化转化工序3得到的热烟气送入过滤除尘工序4，使含氟化氢的气体和粉尘分离；
5)将过滤除尘工序4除尘后的烟气送入多级冷凝工序5，使氟化氢气体变成氟化氢液体，残留的气体则进入增压工序7；
6)将多级冷凝工序5得到的液态的氟化氢粗品送入精制提纯工序6，使氟化氢进一步纯化，得到无水氟化氢产品，而精制尾气则进入增压工序7；
7)将多级冷凝工序5和精制提纯工序6的残留气体和精制尾气送入增压工序7，并排除部分作为产品进入四氟化硅管线；
8)将增压工序7经过增压后的气体送入循环气预热工序8，对其进行预热，预热后的气体进入流态化转化工序3。
优选地，所述的氟硅酸钠的平均粒度为0.05～2.0mm，Na2SiF6质量含量不低于90％。
优选地，所述气体预热工序2中氯化氢气体预热至400～550℃，循环气体预热工序8中循环气体预热至550～750℃。
优选地，所述的流态化转化工序3采用流化床作为反应器，转化反应温度为400～600℃，颗粒平均停留时间为0.5～4h。
优选地，所述的多级冷凝工序5采用多级冷凝的方式，最低冷凝温度-80～-50℃；
优选地，所述的精制提纯工序6硫酸干燥-多级精馏的方式，精馏条件为：塔板数5～50、蒸发温度15～25℃、塔顶温度10～19℃、回流比1～30。
相比现有报道技术，本发明具有以下突出的优点：
(1)氟元素可完全转化为氟化氢，即氟元素单程转化率理论上可达到100％。
(2)可显著降低能耗，缩短制备流程。通过氯化氢气体与氟硅酸钠进行气固反应，氯可以与钠具有更强的结合能力，故可以在较低的温度条件下实现快速且完全转化。此外，整个工艺流程较短，经过转化、除尘和精制后即可得到无水氟化氢。
(3)整个过程几乎无“三废”排放，属于真正的绿色制备无水氟化氢工艺。制备过程中获得固态产物氯化钠经过脱氟后可循环进入氯碱厂，脱氟得到的氟化钙可作为产品销售。此外，气态产物精制分离出来的少量无水氯化氢可循环回转化工序。因此，整个过程中几乎无“三废”排放。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步阐释，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明所述的一种氟硅酸钠制备氟化氢联产四氟化硅的方法流程示意图。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1为本发明所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法的流程示意图。结合图1，一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，所述方法包括以下工序：原料预热工序1、气体预热工序2、流态化转化工序3、过滤除尘工序4、多级冷凝工序5、精制提纯工序6、增压工序7和循环气预热工序8等工序，具体按以下步骤进行：
1)将氟硅酸钠送入原料预热工序1，与流态化转化工序3产生的热烟气进行热交换，氟硅酸钠原料得到预热；
2)将反应气体氯化氢送入气体预热工序2，使氯化氢得以预热；
3)将预热后的氟硅酸钠送入流态化转化工序3，与经过预热后的氯化氢气体反应，分别得到含氟化氢的热烟气和固态产物氯化钠；
4)将流态化转化工序3得到的热烟气送入过滤除尘工序4，使含氟化氢的气体和粉尘分离；
5)将过滤除尘工序4除尘后的烟气送入多级冷凝工序5，使氟化氢气体变成氟化氢液体，残留的气体则进入增压工序7；
6)将多级冷凝工序5得到的液态的氟化氢粗品送入精制提纯工序6，使氟化氢进一步纯化，得到无水氟化氢产品，而精制尾气则进入增压工序7；
7)将工序5和工序6的残留气体和精制尾气送入增压工序7，并排除部分作为产品进入四氟化硅管线；
8)将增压工序7经过增压后的气体送入循环气预热工序8，对其进行预热，预热后的气体进入流态化转化工序3。
实施例2
本实施例采用实施例1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法。采用0.05～0.2mm，Na2SiF6含量98.6％的氟硅酸钠为原料，送入原料预热工序1与流态化转化工序3产生的热烟气进行热交换预热，经过预热后的原料送入流态化转化工序3，通入预热至400℃的氯化氢气体，同时通入预热至550℃的循环气于流化床反应器中，在流化床反应器内400℃反应4.0h，产生的固体产物进入固体产物产品线，而反应产生的热烟气送入原料预热工序1与原料进行热交换后，送入过滤除尘工序4，经过除尘后的烟气送入多级冷凝工序5，采用冷凝温度分别为-50℃、-60℃的两级冷凝方式，得到粗氟化氢液体，粗氟化氢液体再进入精制提纯工序6，塔板数为30，蒸发温度为15℃，塔顶温度为10℃，回流比为15，获得的无水氟化氢送入产品管线，而精制尾气通多级冷凝工序5得到的气体一同进入增压工序7，经过增压后部分气体进入产品线得到四氟化硅，而部分气体则进入循环气体预热工序8，预热至550℃后进入流态化转化工序3。
实施例3
本实施例采用实施例1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法。采用0.2～0.3mm，Na2SiF6含量90.0％的氟硅酸钠为原料，送入原料预热工序1与流态化转化工序3产生的热烟气进行热交换预热，经过预热后的原料送入流态化转化工序3，通入预热至500℃的氯化氢气体，同时通入预热至650℃的循环气于流化床反应器中，在流化床反应器内500℃反应3.0h，产生的固体产物进入固体产物产品线，而反应产生的热烟气送入原料预热工序1与原料进行热交换后，送入过滤除尘工序4，经过除尘后的烟气送入多级冷凝工序5，于-80℃进行冷凝，得到粗氟化氢液体，粗氟化氢液体再进入精制提纯工序6，塔板数为5，蒸发温度为20℃，塔顶温度为15℃，回流比为30，获得的无水氟化氢送入产品管线，而精制尾气通多级冷凝工序5得到的气体一同进入增压工序7，经过增压后部分气体进入产品线得到四氟化硅，而部分气体则进入循环气体预热工序8，预热至650℃后进入流态化转化工序3。
实施例4
本实施例采用实施例1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法。采用0.3～0.5mm，Na2SiF6含量95.0％的氟硅酸钠为原料，送入原料预热工序1与流态化转化工序3产生的热烟气进行热交换预热，经过预热后的原料送入流态化转化工序3，通入预热至550℃的氯化氢气体，同时通入预热至750℃的循环气于流化床反应器中，在流化床反应器内600℃反应0.5h，产生的固体产物进入固体产物产品线，而反应产生的热烟气送入原料预热工序1与原料进行热交换后，送入过滤除尘工序4，经过除尘后的烟气送入多级冷凝工序5，采用冷凝温度分别为-30℃、-50℃和-60℃的三级冷凝方式，得到粗氟化氢液体，粗氟化氢液体再进入精制提纯工序6，塔板数为15，蒸发温度为25℃，塔顶温度为10℃，回流比为10，获得的无水氟化氢送入产品管线，而精制尾气通多级冷凝工序5得到的气体一同进入增压工序7，经过增压后部分气体进入产品线得到四氟化硅，而部分气体则进入循环气体预热工序8，预热至750℃后进入流态化转化工序3。
实施例5
本实施例采用实施例1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法。采用1.0～2.0mm，Na2SiF6含量99.2％的氟硅酸钠为原料，送入原料预热工序1与流态化转化工序3产生的热烟气进行热交换预热，经过预热后的原料送入流态化转化工序3，通入预热至500℃的氯化氢气体，同时通入预热至700℃的循环气于流化床反应器中，在流化床反应器内550℃反应1.5h，产生的固体产物进入固体产物产品线，而反应产生的热烟气送入原料预热工序1与原料进行热交换后，送入过滤除尘工序4，经过除尘后的烟气送入多级冷凝工序5，于-50℃进行冷凝，得到粗氟化氢液体，粗氟化氢液体再进入精制提纯工序6，塔板数为50，蒸发温度为15℃，塔顶温度为19℃，回流比为15，获得的无水氟化氢送入产品管线，而精制尾气通多级冷凝工序5得到的气体一同进入增压工序7，经过增压后部分气体进入产品线得到四氟化硅，而部分气体则进入循环气体预热工序8，预热至700℃后进入流态化转化工序3。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，所述方法包括以下工序：原料预热工序(1)、气体预热工序(2)、流态化转化工序(3)、过滤除尘工序(4)、多级冷凝工序(5)、精制提纯工序(6)、增压工序(7)和循环气预热工序(8)，具体按以下步骤进行：
1)将氟硅酸钠送入原料预热工序(1)，与流态化转化工序(3)产生的热烟气进行热交换，氟硅酸钠原料得到预热；
2)将反应气体氯化氢送入气体预热工序(2)，使氯化氢得以预热；
3)将预热后的氟硅酸钠送入流态化转化工序(3)，与经过预热后的氯化氢气体反应，分别得到含氟化氢的热烟气和固态产物氯化钠；
4)将流态化转化工序(3)得到的热烟气经过原料预热工序后送入过滤除尘工序(4)，使含氟化氢的气体和粉尘分离；
5)将过滤除尘工序(4)除尘后的烟气送入多级冷凝工序(5)，使氟化氢气体变成氟化氢液体，残留的气体则进入增压工序(7)；
6)将多级冷凝工序(5)得到的液态的氟化氢粗品送入精制提纯工序(6)，使氟化氢进一步纯化，得到无水氟化氢产品，而精制尾气则进入增压工序(7)；
7)将多级冷凝工序(5)和精制提纯工序(6)的残留气体和精制尾气送入增压工序(7)，并排除部分作为产品进入四氟化硅管线；
8)将增压工序(7)经过增压后的气体送入循环气预热工序(8)，对其进行预热，预热后的气体进入流态化转化工序(3)。
2.根据权利要求1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，其特征在于，所述氟硅酸钠的平均粒度为0.05～2.0mm，Na2SiF6质量含量不低于90％。
3.根据权利要求1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，其特征在于，气体预热工序(2)中氯化氢气体预热至400～550℃，循环气体预热工序(8)中循环气体预热至550～750℃。
4.根据权利要求1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，其特征在于，所述的流态化转化工序(3)采用流化床作为反应器，流态化转化反应温度为400～600℃，颗粒平均停留时间为0.5～4h。
5.根据权利要求1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，其特征在于，所述的多级冷凝工序(5)采用多级冷凝的方式，最低冷凝温度-80～-50℃。
6.根据权利要求1所述的一种氟硅酸钠制备无水氟化氢联产四氟化硅的方法，其特征在于，所述的精制提纯工序(6)采用硫酸干燥-多级精馏的方式，精馏条件为：塔板数5～50、蒸发温度15～25℃、塔顶温度10～19℃、回流比1～30。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB271816A (en) * | 1926-05-31 | 1927-11-03 | Ruetgerswerke Ag | An improved process for working up fluorides containing silicic acid |
| US20110158882A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-06-30 | Memc Electronic Materials, Inc. | Methods For Producing Silicon Tetrafluoride |
| CN102211782A (zh) * | 2011-04-16 | 2011-10-12 | 多氟多化工股份有限公司 | 一种无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法 |
| CN102557043A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-07-11 | 化学工业第二设计院宁波工程有限公司 | 一种以氟硅酸钠为原料制备四氟化硅和无水氟化氢的方法 |
| CN102958841A (zh) * | 2010-06-07 | 2013-03-06 | Sri国际公司 | 通过浓酸从反应混合物分离组分的方法 |
| CN103482575A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 班仁义 | 一种氟硅酸盐的酸解方法 |
| CN108862201A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-11-23 | 浙江大学 | 一种使用氟硅酸钠制备氟化氢的方法 |
-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB271816A (en) * | 1926-05-31 | 1927-11-03 | Ruetgerswerke Ag | An improved process for working up fluorides containing silicic acid |
| US20110158882A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-06-30 | Memc Electronic Materials, Inc. | Methods For Producing Silicon Tetrafluoride |
| CN102958841A (zh) * | 2010-06-07 | 2013-03-06 | Sri国际公司 | 通过浓酸从反应混合物分离组分的方法 |
| CN102211782A (zh) * | 2011-04-16 | 2011-10-12 | 多氟多化工股份有限公司 | 一种无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法 |
| CN102557043A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-07-11 | 化学工业第二设计院宁波工程有限公司 | 一种以氟硅酸钠为原料制备四氟化硅和无水氟化氢的方法 |
| CN103482575A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 班仁义 | 一种氟硅酸盐的酸解方法 |
| CN108862201A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-11-23 | 浙江大学 | 一种使用氟硅酸钠制备氟化氢的方法 |
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