CN114555517B - 氯化氢的脱湿方法 - Google Patents

氯化氢的脱湿方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114555517B
CN114555517B CN202080071806.3A CN202080071806A CN114555517B CN 114555517 B CN114555517 B CN 114555517B CN 202080071806 A CN202080071806 A CN 202080071806A CN 114555517 B CN114555517 B CN 114555517B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sulfuric acid
concentrated sulfuric
dehumidification
hydrogen chloride
chloride gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080071806.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114555517A (zh
Inventor
阪井纯也
饭山昭二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=75158378&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN114555517(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority claimed from PCT/JP2020/033526 external-priority patent/WO2021095329A1/ja
Publication of CN114555517A publication Critical patent/CN114555517A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114555517B publication Critical patent/CN114555517B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/28—Selection of materials for use as drying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/08—Compounds containing halogen
    • C01B33/107—Halogenated silanes
    • C01B33/1071—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof
    • C01B33/10742—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof prepared by hydrochlorination of silicon or of a silicon-containing material
    • C01B33/10757—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof prepared by hydrochlorination of silicon or of a silicon-containing material with the preferential formation of trichlorosilane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/07—Purification ; Separation
    • C01B7/0706—Purification ; Separation of hydrogen chloride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/263—Drying gases or vapours by absorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/08—Compounds containing halogen
    • C01B33/107—Halogenated silanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/08—Compounds containing halogen
    • C01B33/107—Halogenated silanes
    • C01B33/1071—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof
    • C01B33/10742—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof prepared by hydrochlorination of silicon or of a silicon-containing material
    • C01B33/10757—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof prepared by hydrochlorination of silicon or of a silicon-containing material with the preferential formation of trichlorosilane
    • C01B33/10763—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof prepared by hydrochlorination of silicon or of a silicon-containing material with the preferential formation of trichlorosilane from silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/07—Purification ; Separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/50—Inorganic acids
    • B01D2251/506—Sulfuric acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/26—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明的一个实施方式所涉及的脱湿方法包括：第1脱湿工序，该工序使氯化氢气体(21)和浓硫酸(13A)接触；以及第2脱湿工序，该工序使经过了上述第1脱湿工序的氯化氢气体(21A)与浓硫酸(13B)接触。上述第2脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度比上述第1脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度高。

Description

氯化氢的脱湿方法
技术领域
本发明涉及对氯化氢气体进行脱湿的方法。
背景技术
作为从氯化氢气体除去水分的方法，以往使用的是吸附法、冷却凝缩法、浓硫酸法等。这些方法中，关于浓硫酸法，脱湿中使用的浓硫酸的浓度与脱湿后的氯化氢中的水分浓度处于此消彼长(trade off)的关系。即，在处理水分浓度高的氯化氢气体的情况下，或处理量多的情况下，如果浓硫酸浓度降低，则所得到的氯化氢气体中所含的水分的浓度就会变高。为此，例如专利文献1中记载了如下方法：通过冷却凝缩法使氯化氢气体中的水分凝缩后，使用浓硫酸干燥塔进一步对水分浓度降低了的氯化氢气体进行脱湿。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：中国实用新型登记公报“第202265420号(2012年6月6日登记)”。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在通过浓硫酸法进行脱湿的情况下，为了提高所得到的氯化氢气体的脱湿的可靠性，经常大量使用高浓度的浓硫酸。因此，从成本和处理效率的观点考虑，提高浓硫酸的利用效率是非常重要的技术问题。但是，在专利文献1中，并没有公开用于提高浓硫酸的利用效率的构成。
本发明的一个方面的目的在于提高整个脱湿工序中浓硫酸的利用效率。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明的一个方面所涉及的脱湿方法为以多阶段的工序对氯化氢气体进行脱湿的氯化氢气体的脱湿方法，所述脱湿方法的特征在于，包括：第1脱湿工序，该工序使氯化氢气体和浓硫酸接触；以及第2脱湿工序，该工序使经过了所述第1脱湿工序的氯化氢气体与浓硫酸接触，所述第2脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度比所述第1脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度高。
发明的效果
根据本发明的一个方面，能够提高整个脱湿工序中浓硫酸的利用效率。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的脱湿装置的示意图。
图2是实施方式2所涉及的脱湿装置的示意图。
图3是表示最下游的干燥塔中的硫酸浓度与氯化氢气体的出口水分浓度之间的关系的图表。
图4是导出氯化氢气体的水分除去率、浓硫酸浓度和气体供给量的关系式所用的装置的示意图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
(氯化氢气体的脱湿装置)
以下，对本发明的一个实施方式进行详细说明。首先，使用图1对本发明的一个实施方式所涉及的氯化氢气体的脱湿方法中使用的示例性脱湿装置100进行说明。
图1是表示脱湿装置100的构造的示意图。脱湿装置100是以多阶段的工序除去氯化氢气体中的水分、即对氯化氢气体进行脱湿的装置。更具体而言，脱湿装置100是通过在多个干燥塔内使氯化氢气体与浓硫酸接触，从而利用浓硫酸的脱水作用对氯化氢气体进行脱湿的装置。
脱湿装置100包括第1干燥塔1A和第2干燥塔1B。第1干燥塔1A是用于进行第1脱湿工序的塔，该第1脱湿工序使脱湿前氯化氢气体21与作为第1脱湿工序用浓硫酸的第1浓硫酸13A接触。第2干燥塔1B是用于进行第2脱湿工序的塔，该第2脱湿工序使经过了第1脱湿工序的氯化氢气体21A与作为第2脱湿工序用浓硫酸的第2浓硫酸13B接触。经过了第1脱湿工序的氯化氢气体21A通过配管41从第1干燥塔1A被供给至第2干燥塔1B。与后述的实施方式不同，在脱湿装置100中，第2干燥塔1B中使用过的浓硫酸不在第1干燥塔1A中再利用。
第1干燥塔1A具备用于供给浓硫酸11的浓硫酸供给罐31A、泵2A以及回收第1脱湿工序中使用过的浓硫酸14A的浓硫酸回收罐32A。回收的浓硫酸作为回收浓硫酸12被贮存于浓硫酸回收罐32A中。为了再利用第1干燥塔1A中的浓硫酸，泵2A将第1干燥塔1A内的浓硫酸的至少一部分从第1干燥塔1A的底部的排出口(未图示)送液至形成于第1干燥塔1A的上部的浓硫酸供给口6A。
第2干燥塔1B同样也具备浓硫酸供给罐31B、泵2B和回收第2脱湿工序中使用过的浓硫酸14B的浓硫酸回收罐32B。回收的浓硫酸作为回收浓硫酸12被贮存于浓硫酸回收罐32B中。泵2B经由第2干燥塔1B的浓硫酸供给口6B将浓硫酸送液至第2干燥塔1B内。
第1干燥塔1A的中段设置有填充了树脂制填充物的填充层3A。通过设置填充层3A，脱湿前氯化氢气体21与第1浓硫酸13A的接触面积增大，从而有效地对脱湿前氯化氢气体21进行脱湿。
另外，第1干燥塔1A的底部设置有用于储存第1脱湿工序中使用过的浓硫酸14A的储存部4A。在距离第1干燥塔1A的底部为规定的高度的位置(储存部4A的垂直上侧)，设置有用于溢流排出储存于储存部4A内的浓硫酸14A的溢流管8A。溢流管8A以可通液的方式与浓硫酸回收罐32A连接。
氯化氢气体供给口5A以导通至填充层3A的下部空间的方式设置以供给脱湿前氯化氢气体21。浓硫酸供给口6A以导通至填充层3A的上部空间的方式设置以供给第1浓硫酸13A。浓硫酸供给口6A以可通液的方式与散布部7A连接。散布部7A为用于对填充层3A的填充物散布浓硫酸溶液的部件。
第1干燥塔1A还具备用于监视第1脱湿工序中使用过的浓硫酸14A的浓度的监视装置61A和控制装置60A。当从监视装置61A接收到浓硫酸14A的浓度信息时，控制装置60A就会根据该浓度控制从浓硫酸供给罐31A供给的浓硫酸11的供给量。
关于第2干燥塔1B，同样也设置有填充层3B、储存部4B、氯化氢气体供给口5B、浓硫酸供给口6B、散布部7B、溢流管8B。监视装置61B和控制装置60B的作用也相同。
在控制浓硫酸11的供给量时，控制装置60A和控制装置60B对浓硫酸11的供给量进行控制，以使第2脱湿工序中使用的第2浓硫酸13B的浓度比第1脱湿工序中使用的第1浓硫酸13A的浓度高。该供给量的控制例如通过由控制装置60A来控制控制阀62A、由控制装置60B来控制控制阀62B来实现。控制装置60A以可通信的方式与控制装置60B连接，如此，能够控制浓硫酸11的供给量。
图1中，ST表示蒸汽。LT、AT分别表示液位传送器、分析传送器。
(氯化氢气体的流动)
脱湿前氯化氢气体21从氯化氢气体供给口5A供给至第1干燥塔1A内部。然后，在填充层3A内，脱湿前氯化氢气体21与第1浓硫酸13A接触、脱湿(第1脱湿工序)。经过了第1脱湿工序的氯化氢气体21A从第1干燥塔1A的顶部排出，从第2干燥塔1B的氯化氢气体供给口5B供给至第2干燥塔1B内部。然后，在填充层3B内，氯化氢气体21A与第2浓硫酸13B接触、脱湿(第2脱湿工序)。经过了第2脱湿工序的氯化氢气体21B从第2干燥塔1B的顶部排出。
(浓硫酸的流动)
贮存于浓硫酸供给罐31A内的浓硫酸11通常为约98wt％的浓硫酸。浓硫酸供给罐31A经由控制阀62A与第1干燥塔1A连接。浓硫酸11从浓硫酸供给罐31A经由第1干燥塔1A的浓硫酸供给口6A供给至第1干燥塔1A作为第1浓硫酸13A的一部分。如上所述，自浓硫酸供给罐31A供给的浓硫酸11的供给量是由控制装置60A控制的。
第1浓硫酸13A经由散布部7A向填充层3A散布。在填充层3A中与脱湿前氯化氢气体21接触过的(第1脱湿工序中使用过的)浓硫酸14A储存于用于储存浓硫酸14A的储存部4A中。
储存于储存部4A中的浓硫酸14A的至少一部分由第1干燥塔1A的底部通过泵2A被送液至第1干燥塔1A的浓硫酸供给口6A。浓硫酸14A作为第1浓硫酸13A的至少一部分(视情况与浓硫酸11一起)被供给至第1干燥塔1A。
关于第2干燥塔1B，浓硫酸的流动也是相同的。自浓硫酸供给口6B供给的第2浓硫酸13B经由散布部7B向填充层3B散布。在填充层3B中与经过了第1脱湿工序的氯化氢气体21A接触过的(第2脱湿工序中使用过的)浓硫酸14B储存于储存部4B中。
储存于储存部4B中的浓硫酸14B的至少一部分由第2干燥塔1B的底部通过泵2B被送液至浓硫酸供给口6B。浓硫酸14B作为第2浓硫酸13B的至少一部分(视情况与浓硫酸11一起)被供给至第2干燥塔1B。如上所述，从浓硫酸供给罐31B供给的浓硫酸11的供给量是由控制装置60B控制的。
在实施方式1中，第2浓硫酸13B(第2脱湿工序中使用的浓硫酸)比第1浓硫酸13A(第1脱湿工序中使用的浓硫酸)浓度高。作为第2浓硫酸13B，例如使用96wt％以上的浓硫酸。作为第1浓硫酸13A，使用80wt％以上且小于95wt％、优选85wt％以上且小于90wt％的浓硫酸。
由于第1浓硫酸13A的浓度充分低于98wt％，所以浓硫酸供给罐31A内的浓硫酸11可以不是98wt％的浓硫酸。
另外，如上所述，第1脱湿工序中使用的浓硫酸与第2脱湿工序中使用的浓硫酸具有浓度差。因此，作为第1浓硫酸13A，还可以使用第2脱湿工序中使用过并回收的浓硫酸14B。
在上文中，参照图1，针对干燥塔为2个的情况进行了说明，但干燥塔不限于2个，也可以为3个以上。
另外，在上文中，针对在第1干燥塔1A中进行第1脱湿工序、在第2干燥塔1B中进行第2脱湿工序的实施方式进行了说明。但是，也可以是如下的实施方式：在1个干燥塔内进行包括第1脱湿工序和第2脱湿工序的多个脱湿工序。
(实施方式1的效果)
如上所述，实施方式1的脱湿方法是以多阶段的工序使氯化氢气体脱湿的氯化氢气体的脱湿方法，使用脱湿装置100进行。另外，实施方式1的脱湿方法包括：第1脱湿工序，该工序使氯化氢气体(脱湿前氯化氢气体21)与浓硫酸(第1浓硫酸13A)接触；以及第2脱湿工序，该工序使经过了上述第1脱湿工序的氯化氢气体(氯化氢气体21A)与浓硫酸(第2浓硫酸13B)接触。上述第2脱湿工序中使用的浓硫酸(第2浓硫酸13B)的浓度比上述第1脱湿工序中使用的浓硫酸(第1浓硫酸13A)的浓度高。
根据该脱湿方法，在上述第1脱湿工序中对氯化氢气体进行脱湿后，在上述第2脱湿工序中，使用浓度比上述第1脱湿工序中使用的浓硫酸高的浓硫酸进行脱湿。即使在上述第1脱湿工序中使用低浓度的浓硫酸，也能得到较高的脱湿效果。因此，通过在上游的第1脱湿工序中有效利用低浓度的浓硫酸，能够提高整个多阶段脱湿工序中浓硫酸的利用效率。
〔实施方式2〕
(氯化氢气体的脱湿装置)
关于本发明的其他实施方式，说明如下。此外，为了方便说明，关于与上述实施方式中说明的部件具有相同功能的部件，标记相同的符号，且不重复该说明。
图2是表示脱湿装置101的构造的示意图。脱湿装置101是本发明的实施方式2涉及的氯化氢气体的脱湿方法中使用的装置的一个例子。脱湿装置101包括第1干燥塔1A、第2干燥塔1B、第3干燥塔1C和雾滴分离器50。第3干燥塔1C是用于进行第3脱湿工序的塔，该第3脱湿工序使经过了第2脱湿工序的氯化氢气体21B与作为第3脱湿工序用浓硫酸的第3浓硫酸13C接触。第3干燥塔1C具备用于将浓硫酸经由第3干燥塔1C的浓硫酸供给口6C送液至第3干燥塔1C内的泵2C。浓硫酸供给罐31经由控制阀62以可通液的方式与第3干燥塔1C连接。浓硫酸回收罐32以可通液的方式与第1干燥塔1A的溢流管8A连接。
雾滴分离器50具备用于捕捉硫酸雾的玻璃过滤器51，是用于从经过了多阶段的工序的氯化氢气体22除去硫酸雾的装置。
在第1干燥塔1A中，关于填充层3A、储存部4A、氯化氢气体供给口5A、浓硫酸供给口6A、散布部7A和溢流管8A，与实施方式1同样。
关于第2干燥塔1B，也同样地设置有填充层3B、储存部4B、氯化氢气体供给口5B、浓硫酸供给口6B、散布部7B和溢流管8B。关于第3干燥塔1C，也同样地设置有填充层3C、储存部4C、氯化氢气体供给口5C、浓硫酸供给口6C、散布部7C和溢流管8C。
(氯化氢气体的流动)
脱湿前氯化氢气体21从氯化氢气体供给口5A被供给至第1干燥塔1A内部。然后，在填充层3A内，脱湿前氯化氢气体21与第1浓硫酸13A接触、脱湿(第1脱湿工序)。经过了第1脱湿工序的氯化氢气体21A从第1干燥塔1A的顶部排出，通过配管41从第2干燥塔1B的氯化氢气体供给口5B被供给至第2干燥塔1B内部。然后，在填充层3B内，氯化氢气体21A与第2浓硫酸13B接触、脱湿(第2脱湿工序)。经过了第2脱湿工序的氯化氢气体21B从第2干燥塔1B的顶部排出，通过配管42从第3干燥塔1C的氯化氢气体供给口5C被供给至第3干燥塔1C内部。然后，在填充层3C内，氯化氢气体21B与作为第3脱湿工序用浓硫酸的第3浓硫酸13C接触、脱湿(第3脱湿工序)。经过了第3脱湿工序的氯化氢气体21C从第3干燥塔1C的顶部排出，通过配管43被供给至雾滴分离器50。
经过了全部脱湿工序并被供给至雾滴分离器50的氯化氢气体22通过雾滴分离器50内的玻璃过滤器51，由此，氯化氢气体22中所含的硫酸雾被捕捉。通过了玻璃过滤器51的氯化氢气体作为处理后氯化氢气体23从雾滴分离器50排出，被供给至未图示的贮存用罐等。
通过雾滴分离器50回收的浓硫酸11M能够作为干燥塔中应用于脱湿的浓硫酸等而再利用。
(浓硫酸的流动)
贮存于浓硫酸供给罐31内的浓硫酸11通常为约98wt％的浓硫酸。浓硫酸11从浓硫酸供给罐31经由第3干燥塔1C的浓硫酸供给口6C被供给至第3干燥塔1C作为第3浓硫酸13C的至少一部分。第3浓硫酸13C经由散布部7C向填充层3C散布。在填充层3C中与氯化氢气体21C接触过的(第3脱湿工序中使用过的)浓硫酸14C被储存于储存部4C中。自浓硫酸供给罐31A供给的浓硫酸11的供给量是由控制装置60控制的。关于通过控制装置60进行的浓度的控制方法的详细内容，将在下文进行描述。
储存于储存部4C中的在第3脱湿工序中使用过的浓硫酸14C的至少一部分由第3干燥塔1C的底部通过泵2C被送液至第3干燥塔1C的浓硫酸供给口6C。浓硫酸14C作为第3浓硫酸13C的至少一部分(视情况与浓硫酸11一起)被供给至第3干燥塔1C。
在储存于储存部4C中的浓硫酸14C超过规定量的情况下，超过规定量的部分的浓硫酸14C经由溢流管8C从第3干燥塔1C排出，通过配管44被供给至第2干燥塔1B的储存部4B内。即，第3脱湿工序中使用过的浓硫酸14C的至少一部分在第2脱湿工序中作为第2浓硫酸13B再利用。
储存于第2干燥塔的储存部4B中的浓硫酸15B的至少一部分由第2干燥塔1B的底部通过泵2B被送液至第2干燥塔1B的浓硫酸供给口6B。浓硫酸15B作为第2浓硫酸13B被供给至第2干燥塔1B。第2浓硫酸13B经由散布部7B向填充层3B散布。在填充层3B中与氯化氢气体21A接触过的(第2脱湿工序中使用过的)浓硫酸14B被储存于储存部4B中。
在储存于储存部4B中的浓硫酸15B超过规定量的情况下，超过规定量的部分的浓硫酸15B经由溢流管8B从第2干燥塔1B排出，通过配管45被供给至第1干燥塔1A的储存部4A内。即，第2脱湿工序中使用过的浓硫酸14B的至少一部分在第1脱湿工序中作为第1浓硫酸13A再利用。
储存于第1干燥塔1A的储存部4A内的浓硫酸15A的至少一部分由第1干燥塔1A的底部通过泵2A被送液至第1干燥塔1A的浓硫酸供给口6A。浓硫酸15A作为第1浓硫酸13A被供给至第1干燥塔1A。第1浓硫酸13A经由散布部7A向填充层3A散布。在填充层3A中与脱湿前氯化氢气体21接触过的(第1脱湿工序中使用过的)浓硫酸14A储存于储存部4A中。
储存于储存部4A的浓硫酸(浓硫酸15A)超过规定量的情况下，超过规定量的部分的浓硫酸15A经由溢流管8A从第1干燥塔1A排出，被回收至浓硫酸回收罐32。回收的浓硫酸作为回收浓硫酸12被贮存于浓硫酸回收罐32中。
如上所述，通过将下游的脱湿工序中使用过的浓硫酸在上游的脱湿工序中再利用，能够提高整个多段的脱湿工序中浓硫酸的利用效率，从而进一步降低浓硫酸的废弃量。
在实施方式2中，最下游实施的脱湿工序(第3脱湿工序)中使用的浓硫酸的浓度与其他脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度相比，为最高浓度。通过这种构成，能够提高最下游的脱湿工序中氯化氢气体的脱湿可靠性。
在实施方式2所涉及的以多阶段的工序对氯化氢气体进行脱湿的方法中，多阶段的工序由第1脱湿工序、在上述第1脱湿工序之后进行的第2脱湿工序和在上述第2脱湿工序之后进行的第3脱湿工序构成。上述第3脱湿工序中使用之后在上述第2脱湿工序中再利用的浓硫酸的浓度(浓硫酸14C的浓度)为96wt％以上。另外，上述第2脱湿工序中使用之后在上述第1脱湿工序中再利用的浓硫酸的浓度(浓硫酸15B的浓度)为85wt％以上且小于96wt％。进而，上述第1脱湿工序中使用之后的浓硫酸的浓度(浓硫酸15A的浓度)为75wt％以上且不足85wt％。
在实施方式2中，说明了干燥塔为3个的情况，但干燥塔的数量不限于3个，只要为2个以上就可以。在干燥塔为2个的情况下，多阶段的工序由上述第1脱湿工序和上述第2脱湿工序构成。上述第2脱湿工序中使用之后在上述第1脱湿工序中再利用的浓硫酸的浓度(浓硫酸15B的浓度)为96wt％以上。进而，上述第1脱湿工序中使用之后的浓硫酸的浓度(浓硫酸15A的浓度)为85wt％以上且小于90wt％。
(实施方式2的效果)
图3是表示将水分浓度为200ppm-mol的氯化氢气体以5000Nm3/H供给时的、最下游的干燥塔中的硫酸浓度与氯化氢气体的出口水分浓度之间的关系的图表。这里，最下游干燥塔中的硫酸浓度是最下游的干燥塔的储存部中的浓硫酸浓度(wt％)。氯化氢气体的出口水分浓度是经过了多阶段的工序的氯化氢气体22的水分浓度(ppm-mol)。
在图3中，线A表示干燥塔为1塔(仅上述第1脱湿工序)的情况。线B表示通过实施方式2的方法进行的2塔运转(上述多阶段的工序由上述第1脱湿工序和上述第2脱湿工序构成)的情况。线C表示通过实施方式2的方法进行的3塔运转(上述多阶段的工序由上述第1脱湿工序、上述第2脱湿工序、和上述第3脱湿工序构成)的情况。
图3所示的线A～C的结果分别为计算值。关于该计算值的计算方法的详细内容，将在下文进行描述。
在图3中，例如在出口水分浓度为15ppm-mol的情况下，在1塔运转中，干燥塔中的硫酸浓度为约97wt％。与此相对，可以看出，在2塔运转的情况下为约94wt％，在3塔运转的情况下为约92.5wt％。这表示：通过多个干燥塔进行脱湿(通过实施方式2的方法进行脱湿)时更加有效地利用了浓硫酸。
综上所述，将氯化氢气体的水分浓度降低至特定的水分浓度的情况下，在通过多个塔进行(通过多阶段的工序进行)的脱湿中，能够更加有效地利用浓硫酸，并且能够降低浓硫酸的使用量。关于其效果，与2塔运转的情况相比，3塔运转的情况更加显著。
(氯化氢气体的水分除去率、浓硫酸浓度和气体供给量的关系式)
这里，使用图4对氯化氢气体的水分除去率、浓硫酸浓度和气体供给量的关系式的导出进行说明。图4是用于导出上述关系式的装置的示意图。经验表明，一般情况下，在将干燥塔内循环的浓硫酸的流量设为一定的情况下，以干燥塔内的浓硫酸浓度与氯化氢气体的供给量的函数来表示氯化氢气体的水分除去率。
因此，发明人使用图4所示的干燥塔1，对于向使规定的硫酸浓度C的浓硫酸循环的干燥塔1中以规定的供给量F供给氯化氢气体的情况下的水分除去率K进行了测定。这里，硫酸浓度C是干燥塔1内循环的浓硫酸的浓度(wt％)。氯化氢气体供给量F是供给至干燥塔1的氯化氢气体的供给量(Nm3/h)。水分除去率K由以下的式(1)表示。
K＝(α-β)/α…(1)
上述式(1)中，α和β表示下面所示的数值。
α＝(供给至干燥塔1的氯化氢气体的水分浓度(CHCl-in))
β＝(从干燥塔1排出的氯化氢气体的水分浓度(CHCl-out))
表1表示将氯化氢气体供给量F和硫酸浓度C分别设为规定的值时、水分除去率K的值的一个例子。此外，干燥塔1的每单位截面积的循环硫酸量设定为5m3/m2/hr。
[表1]
由上述表1的结果可知：水分除去率K、浓硫酸浓度C和氯化氢气体供给量F之间的关系可以由以下的式(2)表示。
K＝0.024×ln(C)×ln(F)…(2)
(各塔的氯化氢气体水分浓度和浓硫酸浓度的计算方法)
可以使用如上述那样导出的式(2)来计算实施方式2的各塔的氯化氢气体水分浓度和浓硫酸浓度。上述的水分除去率K、浓硫酸浓度C和氯化氢气体供给量F之间的关系针对各塔也同样适用。
这种情况下，硫酸浓度C是各塔的储存部(4A、4B、4C)中的浓硫酸的浓度(wt％)。氯化氢气体供给量F是供给至各塔的氯化氢气体的供给量(Nm3/h)。使用上述的式(1)能够算出各干燥塔的水分除去率K。
上述的式(1)和(2)存储在以可通信的方式与控制装置60连接的存储装置64中，使用了测定值(或目标值)的、脱湿装置101的浓硫酸的浓度管理是由控制装置60来进行的。由控制装置60来控制浓硫酸的供给量的控制方法如下所示。
(由控制装置进行的浓硫酸的供给量的控制)
脱湿装置101中由控制装置60来控制浓硫酸的供给量的控制方法包括目标值确定工序和运转控制工序。
<目标值确定工序>
由控制装置60进行控制的目的在于，通过调节来自浓硫酸供给罐31的浓硫酸的供给量，将第1～第3干燥塔硫酸浓度维持在规定的范围，实现氯化氢气体的目标水分浓度。为此，在目标值确定工序中，对于用于调节浓硫酸的供给量所必需的、第3脱湿工序中使用过的浓硫酸14C的浓度(C3)的目标值CA进行确定。
在通过下述的工序(A2)～(A9)进行的目标值CA的确定中，运转开始时使用初期值。运转开始后使用实测值。通过下文所述的运转控制工序，在该实测值发生变化的情况下，通过反复进行下述的工序(A1)～(A8)来更新目标值CA。
(A1)控制装置60从设置于氯化氢气体供给路径46的氯化氢气体监视装置63接收表示供给于第1干燥塔1A的脱湿前氯化氢气体21的水分浓度(CHCl-in(1))的信息和表示向第1干燥塔1A供给的氯化氢气体供给量(FHCl)的信息。
(A2)在运转开始时，控制装置60从输入装置65接收表示由用户输入至输入装置65的废弃浓硫酸的目标浓度(C1’)的信息作为初期值。运转开始后，从监视装置61A接收表示储存于第1干燥塔1A的储存部4A内的浓硫酸15A的浓度(C1)的信息。
(A3)控制装置60使用(i)FHCl、(ii)工序A1中接收到的CHCl-in(1)、(iii)工序A2中接收到的C1’(或C1)以及(iv)式(1)和(2)，算出从第1干燥塔1A排出的氯化氢气体21A的水分浓度(CHCl-out(1))。这里，CHCl-out(1)与供给至第2干燥塔1B的氯化氢气体21A的水分浓度(CHCl-in(2))相等。
具体而言，控制装置60进行如下运算。
CHCl-out(1)＝CHCl-in(1){1-0.024×ln(C1’)×ln(FHCl)}
(A4)控制装置60从输入装置65接收表示输入至输入装置65的浓硫酸11的浓度(Cfeed)的信息，以作为表示储存于第3干燥塔1C的储存部4C内的浓硫酸14C的浓度(C3)的信息的初期值。浓度(Cfeed)通常为98wt％。
(A5)控制装置60从输入装置65接收表示输入至输入装置65的目标水分浓度(CHCl-out(3)’)的信息，以作为初期值。运转开始后，从氯化氢气体监视装置66接收表示经过了第3脱湿工序的氯化氢气体21C的水分浓度(CHCl-out(3))的信息。
(A6)控制装置60使用(i)FHCl、(ii)工序A4中接收到的Cfeed和工序A5中接收到的CHCl-out(3)’(或CHCl-out(3))以及(iii)式(1)和(2)，算出供给至第3干燥塔1C的氯化氢气体21B的水分浓度(CHCl-in(3))。这里，CHCl-in(3)与从第2干燥塔1B排出的氯化氢气体21A的水分浓度(CHCl-out(2))相等。
具体而言，控制装置60进行如下运算。
CHCl-in(3)＝CHCl-out(3)/{1-0.024×ln(Cfeed)×ln(FHCl)}
(A7)控制装置60使用(i)FHCl、(ii)工序A3中算出的CHCl-in(2)、(iii)工序A6中算出的CHCl-out(2)以及(iv)式(1)和(2)，算出第2干燥塔1B的浓硫酸15B的浓度(C2)。
具体而言，控制装置60进行如下运算。
ln(C2)＝(CHCl-in(2)-CHCl-out(2))/(CHCl-in(2)×0.024×ln(FHCl))
即，C2＝e＾{(CHCl-in(2)-CHCl-out(2))/(CHCl-in(2)×0.024×ln(FHCl))}
(A8)控制装置60使用(i)FHCl、(ii)工序A5中接收到的CHCl-out(3)、(iii)工序A5中算出的CHCl-in(3)以及(iii)式(1)和(2)，算出第3干燥塔1C的浓硫酸14C的浓度的目标值CA。
具体而言，控制装置60进行如下运算。
CA＝e＾{(CHCl-in(3)-CHCl-out(3))/(CHCl-in(3)×0.024×ln(FHCl))}
(A9)控制装置60将工序A8中算出的CA设定为目标值CA。
＜运转控制工序＞
接着目标值确定工序，执行运转控制工序。在运转控制工序中，由控制装置60执行以下的工序B1～B4。
(B1)控制装置60从监视装置61C接收表示第3脱湿工序中使用过的浓硫酸14C的浓度(C3)的信息。
(B2)控制装置60将工序B1中获取的C3的信息与目标值CA进行比较。
(B3)在C3比目标值CA低的情况下，控制装置60通过提高控制阀62的开度，使得从浓硫酸供给罐31供给至第3干燥塔1C的浓硫酸11的供给量増加。
(B4)在C3比目标值CA高的情况下，控制装置60通过降低控制阀62的开度，使得从浓硫酸供给罐31供给至第3干燥塔1C的浓硫酸11的供给量减少。
(B5)在C3与目标值CA相等的情况下，控制装置60维持控制阀62的开度，从而维持从浓硫酸供给罐31供给至第3干燥塔1C的浓硫酸11的供给量。
(运转例)
将通过由上述那样的浓度控制方法控制的实施方式2的脱湿装置101进行的脱湿处理的条件和结果示于以下的表2。
【表2】
由表2可知：采用表2所示的条件估算的估算值与实际通过控制装置60进行控制并测定的硫酸浓度的实测值基本一致。由此明确：通过上述的控制方法，很好地控制了实施方式2的脱湿装置中各塔的硫酸浓度，并实现出口中的目标水分浓度。关于硫酸浓度的控制，更具体而言，证实了以下几点：(i)第3干燥塔硫酸浓度(第3脱湿工序中使用之后在第2脱湿工序中再利用的浓硫酸的浓度)为96wt％以上；(ii)第2干燥塔硫酸浓度(第2脱湿工序中使用之后在第1脱湿工序中再利用的浓硫酸的浓度)在85wt％以上且小于96wt％的范围内；(iii)第1干燥塔硫酸浓度(第1脱湿工序中使用之后的浓硫酸的浓度)在75wt％以上且小于85wt％的范围内。
(在三氯硅烷合成中的用途)
通过实施方式1或实施方式2的脱湿方法降低了水分含量的氯化氢气体能够用于三氯硅烷的合成。即，能够提供一种通过使氯化氢气体与金属硅反应来制造三氯硅烷的方法，其中，该氯化氢气体是通过实施方式1或实施方式2中记载的脱湿方法降低了水分含量的氯化氢气体。
原料包含氯化氢气体和金属硅的三氯硅烷的合成是在合成塔中进行的。原料中氯化氢气体所含的水分可能会引起上述合成塔内的分散板的腐蚀。因此，优选反应中使用的氯化氢气体中所含的水分的浓度更低。
通过使用由实施方式1或实施方式2的脱湿方法降低了水分含量的氯化氢气体，能够降低三氯硅烷合成塔内的腐蚀。由此，能够提高分散板的使用年限。
本发明不限于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围内可以进行各种变更，通过适当地组合分别在不同的实施方式中公开的技术手段而获得的实施方式也包括在本发明的技术范围内。
符号说明
1A、1B、1C 第1干燥塔、第2干燥塔、第3干燥塔
2A、2B、2C 泵
3A、3B、3C 填充层
4A、4B、4C 储存部
5A、5B、5C 氯化氢气体供给口
6A、6B、6C 浓硫酸供给口
7A、7B、7C 散布部
8A、8B、8C 溢流管
11、11M 浓硫酸
14A、14B、14C 第1、2、3脱湿工序中使用过的浓硫酸
13A、13B、13C 第1、2、3浓硫酸(第1、2、3脱湿工序中使用的浓硫酸)
21 脱湿前氯化氢气体
21A、21B、21C 经过了第1、2、3脱湿工序的氯化氢气体
31、31A、31B 浓硫酸供给罐
32、32A、32B 浓硫酸回收罐
50 雾滴分离器
51 玻璃过滤器
60、60A、60B 控制装置
61A、61B、61C 监视装置
62、62A、62B 控制阀
63 氯化氢气体监视装置
64 存储装置
65 输入装置
100、101 脱湿装置

Claims (5)

1.一种脱湿方法，其为以多阶段的工序对氯化氢气体进行脱湿的氯化氢气体的脱湿方法，
其特征在于，包括：
第1脱湿工序，该工序使氯化氢气体和浓硫酸接触；以及
第2脱湿工序，该工序使经过了所述第1脱湿工序的氯化氢气体与浓硫酸接触，
所述第2脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度比所述第1脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度高；
所述多阶段的工序由所述第1脱湿工序、所述第2脱湿工序和在所述第2脱湿工序之后进行的第3脱湿工序构成，
将所述第3脱湿工序中使用的浓硫酸的至少一部分在所述第2脱湿工序中再利用，
所述第3脱湿工序中使用之后在所述第2脱湿工序中再利用的浓硫酸的浓度为96wt％以上，
所述第2脱湿工序中使用之后在所述第1脱湿工序中再利用的浓硫酸的浓度为85wt％以上且小于96wt％，
所述第1脱湿工序中使用之后的浓硫酸的浓度为75wt％以上且小于85wt％。
2.根据权利要求1所述的脱湿方法，其特征在于，将所述第2脱湿工序中使用的浓硫酸的至少一部分在所述第1脱湿工序中再利用。
3.根据权利要求1所述的脱湿方法，其特征在于，所述多阶段的工序中，在最下游实施的脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度与其他脱湿工序中使用的浓硫酸的浓度相比，为最高浓度。
4.根据权利要求1所述的脱湿方法，其特征在于，还包括如下工序：使用具备玻璃过滤器的雾滴分离器，从经过了所述多阶段的工序的氯化氢气体中除去硫酸雾。
5.一种方法，使通过权利要求1所述的脱湿方法而降低了水分含量的氯化氢气体与金属硅反应，从而制造三氯硅烷。
CN202080071806.3A 2019-11-13 2020-09-04 氯化氢的脱湿方法 Active CN114555517B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-205560 2019-11-13
JP2019205560 2019-11-13
PCT/JP2020/033526 WO2021095329A1 (ja) 2019-11-13 2020-09-04 塩化水素の脱湿方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114555517A CN114555517A (zh) 2022-05-27
CN114555517B true CN114555517B (zh) 2024-05-14

Family

ID=75158378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080071806.3A Active CN114555517B (zh) 2019-11-13 2020-09-04 氯化氢的脱湿方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220371886A1 (zh)
JP (1) JP6853424B1 (zh)
KR (1) KR20220093105A (zh)
CN (1) CN114555517B (zh)
DE (1) DE112020005549T5 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4227890A (en) * 1978-05-11 1980-10-14 Olin Corporation Process for cooling and drying chlorine gas
US20080029404A1 (en) * 2006-05-18 2008-02-07 Bayer Material Science Ag Processes for the production of chlorine from hydrogen chloride and oxygen
CN102530873A (zh) * 2011-12-21 2012-07-04 河南尚宇新能源股份有限公司 一种氯化氢脱水设备及工艺
CN105947983A (zh) * 2016-05-09 2016-09-21 杭州中昊科技有限公司 一种无水氯化氢的制备方法
CN106955567A (zh) * 2017-04-01 2017-07-18 湖北汇达科技发展有限公司 一种氯化氢组合干燥系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2761659B2 (ja) * 1989-12-07 1998-06-04 鐘淵化学工業株式会社 塩素ガスの乾操方法
CN202265420U (zh) 2011-09-30 2012-06-06 河南尚宇新能源股份有限公司 一种用于三氯氢硅的浓硫酸干燥设备
JP2022065420A (ja) 2020-10-15 2022-04-27 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4227890A (en) * 1978-05-11 1980-10-14 Olin Corporation Process for cooling and drying chlorine gas
US20080029404A1 (en) * 2006-05-18 2008-02-07 Bayer Material Science Ag Processes for the production of chlorine from hydrogen chloride and oxygen
CN102530873A (zh) * 2011-12-21 2012-07-04 河南尚宇新能源股份有限公司 一种氯化氢脱水设备及工艺
CN105947983A (zh) * 2016-05-09 2016-09-21 杭州中昊科技有限公司 一种无水氯化氢的制备方法
CN106955567A (zh) * 2017-04-01 2017-07-18 湖北汇达科技发展有限公司 一种氯化氢组合干燥系统

Also Published As

Publication number Publication date
DE112020005549T5 (de) 2022-08-25
CN114555517A (zh) 2022-05-27
JPWO2021095329A1 (ja) 2021-11-25
KR20220093105A (ko) 2022-07-05
JP6853424B1 (ja) 2021-03-31
US20220371886A1 (en) 2022-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101709101B1 (ko) Ｎｍｐ의 증류장치
US20080135396A1 (en) Separation Method
US9186596B2 (en) Method and apparatus for odorant removal
CN101318635A (zh) 高纯度氮气的制备方法及制备装置
CN114555517B (zh) 氯化氢的脱湿方法
CN110294461B (zh) 一种可调节的硫酸脱氯工艺及脱氯塔
JP3832857B2 (ja) ビール用麦芽浸出液から不要な揮発成分を除去するための装置
WO2021095329A1 (ja) 塩化水素の脱湿方法
RU2235710C2 (ru) Способ получения высокочистого моноэтиленгликоля
CN110395746A (zh) 一种液氨精制脱色的装置及方法
CN1769259B (zh) 制备醋酸乙烯酯的方法
EP0255893B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von 1,2-Dichlorethan aus Abgasen
CN102272171B (zh) 聚烯烃的蒸汽处理
JPWO2018179239A1 (ja) Ｎｍｐの蒸留装置
CN210419242U (zh) 一种采用可调节的硫酸脱氯工艺的脱氯塔
CN110121480A (zh) 精制过氧化氢水溶液的制造方法和制造系统
CN212864156U (zh) 一种多晶硅还原尾气的除杂装置
CN110898618A (zh) 一种氯化氢与二氧化硫混合气的分离系统及其分离方法
CN105985261B (zh) 乙腈精制方法
CN1561330A (zh) 制备尿素的方法
CN217377358U (zh) 一种回收废水中易挥发物质的系统
CN219307959U (zh) 聚烯烃弹性体聚合溶剂除杂装置
CN211635902U (zh) 一种氯化氢与二氧化硫混合气的分离系统
WO2000064847A1 (en) Water removal in purification of vinyl chloride
CN114181130B (zh) 一种n-甲基吡咯烷酮的提纯方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant