[发明专利]一种催化水解氟利昂的方法以及设备

说明书

技术领域

本发明涉及氟氯烷烃的催化分解，具体涉及一种催化水解氟利昂的方法以及设备。

背景技术

氟利昂等消耗臭氧物质是臭氧层破坏的元凶，氟利昂是上世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年，它能够持久的破坏臭氧层，是一种温室气体。目前在回收冰箱以及空调等家电时，会单独收集氟利昂，对于氟利昂的处理大多采用燃烧法处理，在800-1200℃左右，使得氟利昂燃烧，在研究的还有微波分解法、等离子法等其他方法，但微波分解法和等离子法成本太高，燃烧法又会产生新的污染物，而且无法回收有效物质，造成资源浪费。

发明内容

本发明为解决现有技术的上述问题，提供一种能耗低、成本低、效率高、设备简单的催化水解氟利昂的方法和设备。

本发明的催化水解氟利昂的方法，其方案包括以下步骤：

将硫酸铝、磷酸铝、磷酸铁烘干脱水，过80-250目筛，然后按照摩尔比1∶0.2～1.5∶0.2～1.5混合均匀，然后装入两段U形反应器，第一段的温度控制在380～450℃，第二段的温度控制在460～530℃，将水蒸汽和氟利昂气流通入U形反应器，同时控制氟利昂气流与水蒸汽的流速，使氟利昂气流以及水蒸汽与催化剂的接触时间在3～5min，水蒸汽的体积流量是氟利昂体积流量的3～5倍，从U形反应器出来的气流通过热交换器冷却至120℃以下，然后依次通过四个吸收塔，四个吸收塔分别装有无水硫酸铜、无水乙醇、水、氢氧化钠溶液，分别用来吸收水蒸汽、氯化氢、氟化氢、二氧化碳气体。

优选地，包括以下步骤：

将硫酸铝、磷酸铝、磷酸铁烘干脱水，过100～200目筛，然后按照摩尔比1∶0.3～1∶0.3～1混合均匀，然后装入两段U形反应器，第一段的温度控制在400～430℃，第二段的温度控制在480～510℃，同时控制氟利昂气流与水蒸汽的流速，使氟利昂气流以及水蒸汽与催化剂的接触时间在3～5min，水蒸汽的体积流量是氟利昂体积流量的3～5倍，从U形反应器出来的气流通过热交换器冷却至100℃以下，然后依次通过四个吸收塔，四个吸收塔分别装有无水硫酸铜、无水乙醇、水、氢氧化钠溶液。

本发明所述催化水解氟利昂的设备，按氟利昂和水蒸汽的运行方向，依次包括三通管、U形反应器、热交换器、吸收装置，三通管与U形反应器连接，U形反应器为两段，U形反应器出口端与热交换器连接，热交换器出口与吸收装置连接。

其中，所述吸收装置可以为四个吸收塔。

与现有技术相比，本发明能够使得氟利昂的分解率达到95％以上，反应温度较低，催化剂廉价易得并且使用寿命较长，水解得到的产物能够完全利用，不会造成二次污染。

附图说明

图1是本发明实施例1工艺流程图；

图2是本发明实施例2的设备结构示意图。

具体实施方式

以下提供本发明的一些实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。

实施例1

图1是本实施方案的工艺流程图。如图1所示，水蒸汽和氟利昂分别从两端通入三通管1，然后经过U形反应器2，U形反应器为两段，第一段连接三通管，第二段连接热交换器，U形反应器里面装有硫酸铝、磷酸铝、磷酸铁的混合物(硫酸铝、磷酸铝、磷酸铁经过烘干脱水，过100～200目筛，然后按照摩尔比1∶0.3～1∶0.3～1混合)，混合气体经过U形反应器后，再经热交换器3交换冷却，然后进入吸收装置(吸收塔4、5、6、7组成本方案的吸收装置)。

具体操作步骤：

将硫酸铝、磷酸铝、磷酸铁烘干脱水，过150目筛，然后按照摩尔比1∶0.5∶0.5混合均匀，然后装入两段U形反应器，第一段U形反应器温度控制在420℃，第二段的温度控制在500℃，同时控制氟利昂气流与水蒸汽的流速，使氟利昂气流以及水蒸汽与催化剂的接触时间在4.5min，水蒸汽的体积流量是氟利昂体积流量的4倍，从U形反应器第二段出来的气流通过热交换器冷却至100℃以下，然后依次通过吸收塔4、5、6、7，吸收塔4、5、6、7分别装有无水硫酸铜、无水乙醇、水、氢氧化钠溶液，分别用来吸收水蒸汽、氯化氢、氟化氢、二氧化碳。氟利昂的分解率为96％，氯化氢、氟化氢的吸收率达到99％以上。