本發明專利技術屬于化學工藝領域，涉及到一種綜合利用氯化物與硫酸反應制備高品質氯化氫的方法。氯化鈣與硫酸反應生成氯化氫氣體和硫酸鈣。硫酸的進料濃度為10～100wt%，氯化鈣的進料濃度為0.4～8mol/L，硫酸和氯化鈣的物質的量比是0.8～1.4:1，反應以漿料形式進行，在-20～110℃下反應1～50min，生成氯化氫氣體和硫酸鈣。氯化氫氣體可以經干燥脫水得到無水氯化氫，或者經吸收后制成鹽酸，或者制備鹽酸后再進一步制得無水氯化氫；硫酸鈣漿料經分離洗滌后得到硫酸鈣和濾液，母液循環使用。此工藝可以綜合利用鹽鹵資源或者制堿副產物氯化鈣和現有的大量冶金酸，無需外加熱源，具有反應條件溫和，工藝過程簡單，投資低等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于化學工程領域，涉及一種由氯化物和無機酸制備氯化氫的方法，特別涉及一種利用氯化鈣與硫酸反應制備無水氯化氫(或鹽酸)的工藝。
技術介紹
氨堿法純堿生產中伴有大量的氯化鈣產生，大量的氯化鈣滯銷且價格低，急需對其綜合利用開發。氯是化學工業產品中重要的元素，其基礎產品如氯化氫或鹽酸是無機化工和有機化工十分重要的化工原料，需求量大。氨堿法純堿工藝產生大量的氯化鈣及氯化鈣廢液提供了大量的氯源。另外，我國有豐富的鹽湖資源，氯化物產量豐富，為本工藝提供了可靠的原料來源。與此同時，隨著我國冶金工業的發展，副產大量硫酸，天然氣脫硫等也副產大量硫酸。硫酸屬于高危化學品，其長途運輸等成本高，危險性大，需要對其進行就近處理和利用。而氯化氫是生產聚氯乙烯等化工產品的重要原料。因此，利用硫酸與·氯化鈣反應可以充分利用氯化鈣廢液和冶金硫酸，為相關產業提供氯化氫為鹽酸，特別適合于具有冶金-純堿-聚氯乙烯產業鏈的產業園區，本工藝為各產業鏈的銜接提供了技術支撐，具有重要的工業實際應用價值。專利CN201010005540. 0公開了一種利用氯化鈣與硫酸反應生成氯化氫的工藝。其工藝過程為將硫酸加入反應器中，加熱到200°C左右，加入粉碎的無水氯化鈣，進一步加熱到250°C左右，硫酸和氯化鈣的重量比為10:1左右，反應生成硫酸鈣放出氯化氫氣體。用離心機分離硫酸鈣和硫酸，硫酸返回反應器。該工藝使用250°C左右的濃硫酸作為反應物，設備防腐要求高，投資成本大，操作費用高，運行危險性大；濃硫酸大大過量，致使酸處理量大。專利CN201010169051. 9公開了一種用純堿蒸氨廢液制備石膏和鹽酸的方法。在該方法中提到，將蒸氨廢液和稀硫酸投入耐腐蝕的反應器中，攪拌下生成硫酸鈣、硫酸鈉和鹽酸。按照純物質氯化鈣和硫酸的質量比為1:0. 68 1. 08的比例加料。過濾出硫酸鈣并洗滌三次，洗滌液返回反應，減壓蒸餾濃縮濾出硫酸鈉，減壓蒸餾除去濾液中的其他結晶，得到濃度為20% 25%的鹽酸。然而，20% 25%的鹽酸用途極其有限，目前工業上這種濃度的鹽酸大大過剩，嚴重滯銷。若使用索爾維法制堿廢液為原料，則該過程存在嚴重的水平衡問題在該蒸氨廢液中，氯化鈣的含量通常只有10%左右，折算最終的鹽酸含量僅為8wt%，如果想得到濃度為20% 25%的鹽酸，則需要蒸去大量水，整個工藝能耗高、經濟性差。將冶金工業副產的硫酸與制堿產生的氯化鈣進行反應制備氯化氫，既可以為聚氯乙烯等行業提供高品質無水氯化氫原料，也可以改善氨堿工業的經濟性。本專利技術顯具有重要的工業應用價值。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種利用硫酸和氯化鈣反應，生產氯化氫氣體(或鹽酸)的工藝，以解決氨堿工業中大量氯化鈣滯銷和冶金工業中大量硫酸就近利用的問題。該工藝流程簡單，能耗低，可得到高品質的氯化氫氣體。為解決以上技術問題，本專利技術采用的基本原理是利用氯化鈣和硫酸反應生成氯化氫氣體與硫酸鈣固體的化學反應 CaCb +H2SCH^=2HQ+ + CaS〇4 + 此反應中，氯化氫作為氣體排出，氯的收率為94% 96%。本專利技術的工藝路線包括以下步驟 將氯化鈣溶液和硫酸連續加入帶攪拌的反應釜中，生成氯化氫氣體和硫酸鈣結晶。硫酸的進料濃度為10 100wt%，氯化鈣的進料濃度為0. 4 8mol/L，硫酸和氯化鈣的物質的量比是0. 8 1. 4:1，反應以漿料形式進行，在-20 110°C下反應I 50min。氯化氫氣 體通過引風機引出，利用濃硫酸進行干燥脫水得到無水氯化氫，或者經吸收后制成鹽酸；吸水后的硫酸作為反應物返回反應系統。硫酸鈣漿料經分離得到硫酸鈣和母液，母液返回上段用于溶解氯化鈣。硫酸鈣經兩次逆流洗滌，使其達到國家質量標準，其氯含量低于2wt%。過濾和洗滌溫度為-20 110°C。一級洗滌后的洗滌液作為二級洗滌液，對由過濾得到的硫酸鈣濾餅進行洗滌后，返回反應單元用于溶解氯化鈣。與現有工藝相比，我們采用液相反應，使得氯化鈣和硫酸能充分接觸，反應更充分；降低了反應物的傳質阻力，增快了反應速率，減少了反應時長；并且反應在室溫下即可進行，克服了其他工藝高溫反應條件的缺點，減少了設備防腐投資，降低了操作的危險性。我們從原料的選擇或預處理方面控制進入反應系統的水量，使得產物為氣態氯化氫，克服了其他工藝產物鹽酸濃度低(20% 25%)、應用范圍窄的缺點；使得濾餅中酸殘留量達到國家標準，減少了對環境的危害。本專利技術可以制備濃鹽酸在5 60°C下，用水或20-23%的稀鹽酸吸收氯化氫氣體，可制得29-36wt%的濃鹽酸。本專利技術可以制備高純度氯化氫氣體，該氣體可直接用于PVC的制備。反應生成的氯化氫經由濃硫酸洗滌干燥后得到無水氯化氫，吸濕后的硫酸進入反應器用于反應。本專利技術提供了一種利用氯化鈣和硫酸生產氯化氫氣體(或鹽酸)的工藝。該工藝過程簡單，投資少，常溫可反應，能耗低，其流程合理先進，運行可靠、平穩，工藝條件易于控制。以下通過具體實施例對本專利技術做進一步詳述，但不應理解為是對本專利技術的限制。附圖說明 圖1為本專利技術利用氯化鈣和硫酸生產氯化氫的工藝流程示意圖。具體實施例方式實施例1 母液的制備稱取氯化鈣87. 8g加入玻璃燒瓶反應器中，加入200. Oml水溶解，在不斷攪拌下加入硫酸(98wt%) 62. Sg，負壓抽出氯化氫氣體，將硫酸鈣漿料過濾得到母液。間歇操作取75ml母液加入玻璃燒瓶中，加入氯化鈣34. 9g，攪拌使其溶解，氯化鈣的濃度為4. 2mol/L,在不斷攪拌下逐漸加入98wt%的硫酸31. 4g，硫酸與氯化鈣的物質的量比為1:1，反應溫度為25°C ±2°C，反應時間25分鐘。隨著反應物的加入有大量的氯化氫氣體產生，氯化氫氣體在負壓下，經一級吸收瓶、二級吸收瓶吸收后通過水循環泵放空。將漿料過濾，過濾和洗滌溫度25°C ±2°C。過濾得到母液和濾餅，濾餅經2級洗滌液洗滌后得到I級洗滌液，再用稀硫酸洗滌濾餅得到2級洗滌液，將I級洗滌液與母液溶解氯化鈣用于下次反應。得到21. 6g氯化氫，硫酸鈣中氯的含量為1.8%。一級吸收瓶內為31wt%的鹽酸溶液，二級吸收瓶內的溶液作為下一批反應的一級吸收液。實施例2 母液制備同實施例1。間歇操作取75ml母液加入玻璃燒瓶反應器中，加入氯化鈣45. 5g，攪拌使其溶解，氯化鈣的濃度為5. 5mol/L，在不斷攪拌下逐漸加入50wt%硫酸，硫酸與氯化鈣的物質的 量比為1. 3:1，反應溫度為10°C ±2°C，反應時間10分鐘，過濾和洗滌溫度為10°C ±2°C，產生的氯化氫氣體和硫酸鈣漿料處理方法同實施例1，將最后的洗滌液和母液返回溶解氯化鈣，用于下次反應。得到28. 5g氯化氫，硫酸鈣中氯的含量為1.4%。實施例3 母液制備同實施例1。間歇操作取75ml母液加入玻璃燒瓶反應器中，加入氯化鈣5g，攪拌溶解，氯化鈣的濃度約為0. 6mol/L，在不斷攪拌下逐漸加入30wt%硫酸，硫酸與氯化鈣的物質的量比為0.8:1，反應溫度為60°C ±2°C，反應時間40分鐘，過濾和洗滌溫度為60°C ±2°C，產生的氯化氫氣體和硫酸鈣漿料處理方法同實施例1，將最后的洗滌液和母液返回溶解氯化鈣，用于下次反應。得到2. 5g氯化氫，硫酸鈣中氯的含量為1. 1%。實施例4 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種由硫酸和氯化鈣反應制備氯化氫氣體（或鹽酸）的工藝，包括反應系統、硫酸鈣分離洗滌系統、母液循環、鹽酸制備和氯化氫干燥系統。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：唐盛偉，周飛，梁斌，李漢川，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：發明
國別省市：
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