采用低温吸收法生产甲醇-氯化氢溶液

第52卷第1期氯碱工业Vol. 52. No. 12016年1月Chlor- Alkali IndustryJan.,2016采用低温吸收法生产甲醇一氯化氨溶液高见·,李祥乐(广西柳化氯碱有限公司,广西柳州545600)[关键词]低温吸收法;甲醇-氯化氢溶液;氯化氢;甲醇[摘要]为方便氯化氢运输,以甲醇和干燥氯化氢为原料,采用低温吸收法制成氯化氢在甲醇中的溶解度为50g(以100g甲醇计)的溶液。实验室小试和中试均取得了较好效果。[中图分类号]TQ12442[文献标志码]B[文章编号]1008-133X(2016)01-0037-03Production of methanol-hydrogen chloride solution by low-temperature absorption methodGAO Jian, Li XiangleGuangxi Liuhua Chlor-Alkali Co, Ltd, Liuzhou 545600, China)cha, key words: low-temperature absorption method; methanol-hydrogen chloride solution; hydrogenoride; methanolAbstract: For easy transportation of hydrogen chloride, methanol -hydrogen chloride solution wasproduced from methanol and anhydrous hydrogen chloride by low-temperature absorption method. Thesolubility of hydrogen chloride in the solution was 50 g( based on 100-g methanol). Good results wereobtained in laboratory test and in pilot test.无水氯化氢气体是生产烯虫酯的主要化工原出。混合气体的水含量取决于该温度下的40%盐料,2015年广西壮族自治区正式开始建设烯虫酯的酸溶液中水的蒸气分压,即混合气温度越低,水含量工业化生产装置,以填补国内生产空白。由于生产越少。烯虫酯的厂家没有建设生产氯化氢气体的装置,且在混合冷冻脱水过程中,冷凝的40%盐酸除少氯化氢气体长距离运输压缩条件苛刻。广西柳化氯量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外,大部碱有限公司(以下简称“广西柳化氯碱”)了解到这分呈极微细的酸雾悬浮于混合气流中,形成气溶胶。市场需求后,立即组织技术攻关小组,对氯化氢气采用浸渍质量分数3%~5%僧水性含氟硅油的5体的运输进行攻关,并与生产烯虫酯厂家沟通使用10μm玻璃纤维除去气溶胶将大部分酸雾分离出甲醇-氯化氢的最佳浓度,确定生产工艺。结合广来(气溶胶与竖直的玻璃纤维相碰撞,大部分雾粒西柳化氯碱的生产优势,最终确定采用低温吸收法被截留,再借重力向下流动,流动过程中液滴逐渐增生产甲醇-氯化氢溶液。大,最后滴落下来并排出)。1低温吸收法生产甲醇一氯化氢工艺生产中温度控制范围为-16~-12℃,温度越1.1氯化氢脱水干燥低,水蒸气的冷凝越彻底,但温度不得低于-18℃。1.1.1氯化氢气体的深冷脱水及干燥技术当温度低于-18℃时,浓盐酸中会析出HCl·2H2O除去原料气中的水分,以免水分进入甲醇而影结晶物,造成管道堵塞。响下游产品质量。利用氯化氢的吸湿性吸收原料气1.1.2脱水干燥流程中的水分,形成质量分数为40%左右的盐酸酸雾析来自烧碱分厂氯化氢工段的氯化氢气体进入氯[作者简介]高见(1985),男,工程师毕业于西安工业大学现于广西柳化氯碱有限公司生产部从事技术工作。[收稿日期]2015-05-26品氯碱工业2016年化氢冷却器,被来自冷冻站的5℃水间接冷却后,氯液混合,在带搅拌的搪瓷反应釜内进行吸收(搪瓷化氢气体中的部分水凝结,以盐酸的形式脱出。氯反应釜用-35℃冷冻盐水通入夹套进行冷却)化氢气体经酸雾过滤器除去酸雾后先进入一级石墨每隔1h分析甲醇-氯化氢溶液中氯化氢的溶冷却器,再进入二级石墨冷却器,分别与来自冷冻站解度,达到50~55g(以100g甲醇计,下同)后停止的-35℃盐水进行热交换,同时利用氯化氢吸水性反应。表1为氯化氢在甲醇中的溶解度,工艺流程强的性质,充分除去混合气中水分。再经一级酸雾见图1。过滤器、二级酸雾过滤器除酸雾后,在过滤器出口得表1不同温度下氯化氢在甲醇中的溶解度到干燥的氯化氢气体,进入甲醇-氯化氢溶液制备Table 1 Solubility of hydrogen chloride in methanol工序。at different temperature2甲醇一氯化氢溶液的制备技术温度/℃100将干燥的氯化氢气体通过石墨喷射器与甲醇溶溶解度/54.651.347.043.0生产水5℃循环5℃循环杰氯化氢气3柰甲醇储槽槽车卸料口甲醇循环泵甲醇验送泵石墨冷却器石墨冷却器甲醇氯化氢反应釜图1甲醇-氯化氢溶液生产工艺流程图Fig 1 Production process flow of methanol-hydrogen chloride solution2实验室小试2.1原理根据相似相溶原理,氯化氢是极性化合物,甲醇也是,故二者能互溶。在实验室中利用氯化钠与浓硫酸反应,生成氯化氢,与甲醇反应制得氯化氢-甲醇溶液。2.2材料三口烧瓶U形管干燥器磁力搅拌水浴锅尾气吸收装置分析纯氯化钠,无水硫酸,分析纯甲醇图2设备连接图Fig 2 Diagram of equipment connection2.3方法甲醇事先称重,取200g甲醇放入容量瓶中,然笔者分别进行了5次不同的试验。根据氯化氢后将无水硫酸缓慢地滴入三口烧瓶中。在甲醇溶液中的溶解度可知,温度越低其溶解度越2.4试验数据大,故选择了在-10、0、5、10、20℃下进行甲醇吸收5次试验所得数据见表2。氯化氢试验。表2实验室试验数据将氯化钠置于三口烧瓶中,三口烧瓶连接一个Table 2 Laboratory test data干燥装置,用软管将三口烧瓶、干燥器及装有甲醇的水浴锅温度/℃-50容量瓶连接起来。将容量瓶放入带磁力搅拌的水浴溶解度/g52.249.147443.240.1锅内。设备连接见图238第1期高见等:采用低温吸收法生产甲醇一氣化氢溶液产品2.5试验结论在甲醇中的溶解度达到50g。具体数据见表4。试验验证了氯化氢气体在甲醇中的溶解度随着表4工业化试运行数据温度降低而增大,为后面的工业化生产提供了理论Table 4 Data obtained in industrial test run依据。时间h温度/℃密度/(gcm3)溶解度/g0.7903中试装置建设120.9253.1产能设计15.50.95125.1根据市场调研及客户需求,广西柳化氯碱将高110.99738.2浓度甲醇-氯化氢溶液的生产能力定位在600ta1.0141.0473.2设备采用搪瓷搅拌釜作为主要吸收装置,利用PVC4经济效益和环境效益转化装置的一二级石墨冷却器作为氯化氢的脱水装41经济效益置。具体设备见表3。本工艺利用广西柳化氯碱现有资源所有原材表3中试装置设备一览表料(如无水甲醇、氯化氢冷冻水)都是自产,生产出Table 3 Equipment for pilot plant的甲醇-氯化氢成本约为3500元/t,销售价格约为规格或型号数台1200元4(含运费),利润高,产品需求较稳定。循环泵Q=5m3/h,H=35m,P=22kW14.2环境效益2卸料泵Q-5m3/h,H=35m,P=2.2kW搪瓷搅拌釜V=1m3生产甲醇-氯化氢过程中产生的尾气用工业水级石墨冷却器S=169m2,d1300×40941111吸收后送到污水站用于污水中和使用,对环境影响5二级石墨冷却器S=169m2,φ100x40946尾气吸收塔500x1500较小,所以该项目比较环保。V=5m3参考文献33工业化试运行效果[1]郑石子.聚氯乙烯生产过程及操作[M].北京:北京科学将一定量工业甲醇加入搪瓷搅拌釜中,通-35技术出版社,1993:233-243℃冷冻盐水降温至0℃,缓慢通入氯化氢,待系统正[编辑:董红果]常后逐步加大氯化氢加入量。经过4~6h,氯化氢合··············◆·。··合··合······合··合··合····°·°···(上接第36页)价指标体系[J].化工环保,2011,31(3):260-264[2] J Manfred, L Walter. Process for preparing hydrazodicar-[9]王海晏,刘利德,包庆山,等.回收废硫酸在联二脲生产bonamide via ketimines: US, 0013495 Al[P].2002-01中的应用[J].氯碱工业,2008,44(6):31-3[10]邱星.ADC发泡剂中废水产生及综合法处理工艺探讨[3]审莉,琚振闯,王顺强,等重结晶法提纯ADC发泡剂副[J].化学工程与装备,2009,8(8):184-186产十水碳酸钠的试验研究[J].当代化工,2013,421穆大刚孟范平赵莹化学沉淀法净化高浓度氨氮废(11):1525-1527水初步研究[J].青岛大学学报,2004,19(2):1-4[4]刘利德蔡生吉刘彦洲,等酸法联二脲生产中的缩合12]孙剑辉魏瑞霞缺氧/好氧SBR工艺去除亚铵法造纸反应废水在加气混凝土砌块生产中的利用[J].氯碱工废水中的氮[J]环境科学,2001,2(4):17-119业,2009,45(6):29-3[13]赵丽珍,缪应祺SBR技术研究及进展[J].江苏理工大[5]龙逢兴,刘明刚,罗光碧等弱碱性条件下水解制备联学学报,2001,22(3):58-61二脲研究[J].泸天化科技,2007(2):172-174[14]科学技术部关于盐湖资源开发利用必须走循环经济[6 W Mahmoud, E Raki, E Lawindy, et al. A novel applica之路的提案的回复[EB/OL].(2008-03-03)[2010-02tion of ADC/K -foaming agent-loaded NBr rubber com-25].http://www.most.gov.en/ztzl/ihzt/ihzt2008/posies as pressure sensor[J]. Joumal of Physics D: Appliedtaya2008/ya2008/20CPhysics,2006,39(3):541-546[15]卢芳仪,刘晓红,孙日圣,等.两步法磷石膏制硫酸钾工[7]C X Li, M H Fan, C Chen. Sulfuric acid and weak base艺的改进[J].钾盐与钾肥,2014,44(5):24-26ADC production process]. Plastic additives,200(6):[16]申军芒硝转化法生产高纯度硫酸钾技术经济分析18-20[J].钾盐与钾肥,2014,44(5):48-51[8]朱宝菊,史翎,江莉,等尿素法ADC发泡剂清洁生产评[编辑:董红果