CN116639656A - 一种回收利用cec生产尾气联产电子级氯化氢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其包括如下步骤：1)将氯代碳酸乙烯酯生产尾气增压，进入低温回收塔，使该低温回收塔的塔顶的气相进入压缩机将塔顶气相压缩冷凝，不凝气排出，得到的高压液相物料一部分节流后进入低温回收塔形成低温回流液，另一部分进入分离塔，分离塔塔顶采出氯化氢，塔釜采出液氯；2)对步骤1)中得到的氯化氢通过脱轻塔和脱重塔进行进一步精制得到电子级氯化氢。本发明的方法将尾气简单分离，氯气作为原料回用，得到的氯化氢可以为作为电子氯化氢。
Description
技术领域
本发明为电子特气材料领域，具体涉及作为一种回收利用氯代碳酸乙烯酯(CEC)生产尾气联产电子氯化氢的方法，通过该方法可以得到具有高经济价值的电子级氯化氢。
背景技术
VC(碳酸亚乙酯)是一种重要的锂电池添加剂，随着汽车的电动化，其需求量越来越大。VC是由EC(碳酸乙烯酯)与氯气反应生成CEC(氯代碳酸乙烯酯)，CEC分解为VC和氯化氢制备而来。VC尾气中含有未反应的氯气和副产物氯化氢。常规的方法是采用水洗制备盐酸，或用碱液吸收制备(次钠)次氯酸钠。盐酸和次钠不仅价格低廉，销售困难，需要占用很大的仓储空间；并且处理CEC生产尾气的传统路线是需要大量石墨设备和贵金属设备，设备投入高。因此，传统的处理CEC尾气方法得到的产品附加值低，并且占用库房大。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提出将CEC生产尾气进行分离，氯气提纯后回到CEC反应器入口出作为合成原料，氯化氢进一步精制得到电子级氯化氢。CEC生产尾气的优点是不含水，不需要石墨或者贵金属材质设备，用普通不锈钢设备即可满足要求，因此，该联产路线具有很大的发展前景。本发明只需要简单压缩机和精馏塔就可实现氯气的纯化并作为原料回用，氯化氢只需再提纯即可得到电子级氯化氢。
根据本发明，提供了一种回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其包括如下步骤：
1)将氯代碳酸乙烯酯生产尾气增压，进入低温回收塔，使该低温回收塔的塔顶的气相进入压缩机将塔顶气相压缩冷凝，不凝气排出，得到的高压凝液的一部分节流后进入低温回收塔形成低温回流液，另一部分进入分离塔，分离塔塔顶采出氯化氢，塔釜采出液氯；
2)对步骤1)中得到的氯化氢通过脱轻塔和脱重塔进行进一步精制得到电子级氯化氢。
CEC生产尾气中主要含有氯气(约29％)和氯化氢(约70％)，还有微量母液及水(≤10ppm)，氮氧等组分。
优选地，在进入低温回收塔之前，将尾气增压至4至8巴。
优选地，低温回收塔的理论塔板数为5～20个，操作压力为2至15巴。
优选地，低温回收塔的塔顶温度为-25～-10℃，塔底温度为-10～5℃。
优选地，将来自低温回收塔的塔顶气相增压至30～50巴，并进行冷却，排出不凝气体得到高压凝液。
优选地，来自低温回收塔的塔顶气相增压至30～50巴后，通过热交换的方式使用5～15℃的冷却流体进行冷却，优选地，所述冷却流体为水。
优选地，将高压凝液的2％～10％通过节流阀降压至4至8巴，从低温回收塔的塔顶回流。
优选地，将90％～98％的高压凝液进料至分离塔。
优选地，分离塔的理论塔板数为30～50级，塔顶压力为35～50巴。
优选地，高压凝液从位于距离分离塔的顶部塔板的1/3至2/3塔板数的塔板处进料。
优选地，低温回收塔采用四氟乙烯内衬。
优选地，分离塔的材质为304不锈钢。
根据本发明所述的方法得到的电子级氯化氢纯度为：体积分数≥0.999995，氧气+氩含量小于0.5×10-6，氮气＜2×10-6，二氧化碳含量＜1×10-6。
有益效果
1、CEC尾气通常是制作低附加值的盐酸和次钠，在某种程度上是企业的负担，根据本发明的方法充分利用CEC生产尾气的特点，巧妙地避免了低附加值的产物的产生；
2、本发明的方法将尾气简单分离，氯气作为原料回用，氯化氢制备电子氯化氢；
本发明利用不含水的CEC生产尾气联产电子级氯化氢，不需要石墨或者贵金属材质设备，用普通不锈钢设备即可满足要求，因此，该联产路线具有很大的发展前景。
而通过氯化氢合成炉制备的氯化氢存在以下问题，如采用石墨合成炉，存在夹套漏水的可能性，使得氯化氢中水分含量较高，后续设备腐蚀严重。如采用钢制氯化氢合成炉，存在高温下铁离子超标的可能性，铁离子对氯化氢特气的品质有严重影响，因此要严控铁离子超标。
具体实施方式
下面将结合实施例详细描述本发明，本领域的技术人员应该理解的是，下面的实施例仅用于阐述本发明，而非限制本发明的范围。
实施例1
CEC生产尾气中主要含有氯气(约29％)和氯化氢(约70％)，还有微量母液及水，氮氧等组分。通过低温回收塔和分离塔两塔串联即可实现尾气回收联产电子氯化氢。低温回收塔理论级数略低，约为10个理论级。该塔操作压力较低，为5巴，采用气相进料的方式，不设再沸器。塔顶气相采出进压缩机，不设冷凝器，由后面压力较高的分离塔分出一股回流液相回流。分离塔是普通的精馏塔，其操作压力较高，为40巴左右。塔板数也比低温回收塔多，一般为40个理论级。分离塔塔顶采出电子氯化氢，塔釜采出含有微量氯化氢的液氯。具体工艺描述如下：
将CEC尾气通过液环压缩机升压到5巴，送入低温回收塔的塔釜，低温回收塔的理论塔板数为10个，操作压力为5巴；低温回收塔的塔顶气相物料进入压缩机，将物料增压至42巴，然后通入7℃的冷水使其与物料进行间壁换热以对物料进行冷却，绝大多数物料冷凝为液相。液相物料约5％通过节流阀降压至6巴，从低温回收塔的塔顶回流，给塔降温以分离出易液化组分。此时塔顶温度为-15℃，塔底约为0℃，微量母液及水分从塔釜分离出去。95％的高压凝液进入分离塔的约第20级塔板(从上往下数)的位置，其中，分离塔的理论塔板数为40，塔顶压力控制为40巴，此时塔顶采出99％液相氯化氢，塔釜采出99％的液氯。
其中，低温回收塔采用四氟乙烯的内衬以起到防腐的作用，分离塔由于脱除了水分，用304不锈钢即可。
上述分离塔的塔顶分离出的液相氯化氢有不含水及铁离子的优点，制备电子级氯化氢只需要依次通过不锈钢的脱轻塔来脱除轻质组分和脱重塔来脱除重质组分即可实现。
从分离塔得到的氯化氢进入脱轻塔和脱重塔，二者本质都是精馏塔，脱轻塔就是从塔顶把轻组分蒸出来，控制冷凝温度，易液化的物料冷凝后回流到塔里面，不凝气排出系统，实现了脱轻组分的目的。脱轻塔的操作压力通过高于脱重塔，保证物料从脱轻塔塔釜采出进入到脱重塔。物料进入脱重塔后，再沸器将物料气化后从塔顶采出，经过冷凝器液化，一部分作为液相回流进塔，一部分采出作为产品。脱重塔塔釜液中含有大量的重组分。脱轻塔的操作压力为40-50巴，塔顶操作温度在20～25℃。脱重塔的操作压力为37～47巴，塔顶温度为34～44℃，
制备得到的电子级氯化氢产品符合《电子工业用气体氯化氢》GB/T14602-2014的要求，氯化氢纯度(体积分数)≥0.999995，氧气+氩含量小于0.5×10-6，氮气＜2×10-6，二氧化碳含量＜1×10-6。氯的回收率为85％以上。
Claims (10)
1.一种回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其包括如下步骤：
1)将氯代碳酸乙烯酯生产尾气增压，进入低温回收塔，使该低温回收塔的塔顶的气相进入压缩机将塔顶气相压缩冷凝，不凝气排出，得到的高压凝液的一部分节流后进入低温回收塔形成低温回流液，另一部分进入分离塔，分离塔塔顶采出氯化氢，塔釜采出液氯；
2)对步骤1)中得到的氯化氢通过脱轻塔和脱重塔进行进一步精制得到电子级氯化氢。
2.根据权利要求1所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，在进入低温回收塔之前，将尾气增压至4至8巴。
3.根据权利要求1或2所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
低温回收塔的理论塔板数为5～20个，操作压力为2至15巴；
优选地，低温回收塔的塔顶温度为-25～-10℃，塔底温度为-10～5℃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
将来自所述低温回收塔的塔顶气相增压至30～50巴，并进行冷却，排出不凝气体得到高压凝液。
5.根据权利要求4所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
将来自所述低温回收塔的顶塔气相物增压至30～50巴后，通过热交换的方式使用5～15℃的冷却流体进行冷却，优选地，所述冷却流体为水。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
将高压凝液的2％～10％通过节流阀降压至4至8巴，从低温回收塔的塔顶回流；
优选地，将90％～98％的高压凝液进料至分离塔。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
分离塔的理论塔板数为30～50级，塔顶压力为35～50巴。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
高压凝液从位于距离分离塔的顶部塔板的1/3至2/3塔板数的塔板处进料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
低温回收塔采用四氟乙烯内衬；
优选地，分离塔的材质为304不锈钢。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的回收利用氯代碳酸乙烯酯生产尾气联产电子级氯化氢的方法，其中，
所述电子级氯化氢纯度为：体积分数≥0.999995，氧气+氩含量小于0.5×10-6，氮气＜2×10-6，二氧化碳含量＜1×10-6。
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