[发明专利]改性氧化铝脱水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性氧化铝脱水剂的制备方法，主要用于采用吸附分离方法从氯化氢催化氧化反应生成的混合气中高效分离氯气和氧气前的脱水。

背景技术

我国是氯气生产、消费大国，国内生产氯气的厂家220余家,部分企业氯气全部自用,有商品氯销售的企业约150家。2003年合计产量270.53万吨，我囯2012年氯气总消费量已超过2000万吨，约占世界氯气消费总量的1/3；。我国生产的含氯产品200多种,其中有机氯产品100 多种,无机氯产品50 多种,农药产品30 多种。

我国的氯气主要由氯碱工业生产，在氯碱企业中氯与碱的平衡始终是矛盾---为满足増加氯气的供给，烧碱就过剩。然而，国内石油化工产业众多的有机氯产品生产过程中，氯原子理论利用率仅50%，副产大量的氯化氢。目前全国副产氯化氢达到500万吨/年以上，为氯化氢找寻出路成为制约氯碱及涉氯行业发展的共性问题。

氯碱生产属于高耗能产业，每产出1吨氯气需耗电2200千瓦时左右，如果用副产氯化氢制备氯气，不仅可实现氯资源的循环利用，还可大大提升行业的节能减排水平、降低成本并且消除对环境的污染。为此，我国自主开发Deacon技术已经成功用于工业生产，配套解决低能耗、无腐蚀、环境友好的氯化氢氧气催化氧化反应生成物的尾气中氯气与氧气高效回收利用技术，是氯碱和氯化产业追求的梦想----拥有低能耗、无腐蚀、低成本、氯气循环利用、环境友好的清洁生产技术。

从氯化氢氧气催化氧化反应生成物含氯气与氧气的尾气中分离回收氯气技术中，应解决脱水干燥和含氯气体的分离两项技术难题。至今，我国脱水干燥均釆用浓硫酸脱水方法，不但带来对设备材料的腐蚀、产生稀硫酸的处理困难、能耗高，而且导至环境的污染严重。

脱水干燥后，有不同的含氯气体的分离技术，主要有:

1. 液化或低温精馏法

由于氯气的临界温度远较其它组分为高（氯气tc=144℃、Pc=7710kPa；氧气tc=-118.6℃、Pc=5043kPa；氯化氢tc=51.4℃、Pc=8258kPa）,因此氯气很易于液化。纯氯气压力上升至 1MPa 以上时，釆用普通的冷却水降温，就可以实现氯气的液化分离；但是进一步高效分离氧气较困难，而且能耗较高。

2. 溶剂吸收法

利用有机溶剂在较低温度和较高压力下把混合气中的氯气吸收下来，而后在较高的温度和较低的压力下解吸，这样可以得到纯度很高的氯气，使氯得以纯化，其中有机溶剂以 CCl₄ 为佳。此法早已用于工业化生产（US3399537，1968 年），但是根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（1987 年），使用CCl₄ 的受到蒙特利尔议定书的限制。因此该工艺需要寻找可替代 CCl₄ 的有效溶剂。例如：氯化三氟甲苯、二氯甲苯、一氯化硫、二氯化碘水溶液及氯磺酸等。该工艺技术中有机溶剂在吸收和解吸的循环过程中，需要加压、变温，能耗较高；会产生溶剂的损失，如果作为吸附剂的溶剂被带入氯化氢氧化反应，将会影响催化反应活性；而且回收氧气也较困难。

3、膜分离法（MS）

膜分离法是利用膜对不同气体的选择透过性不同来分离各种气体。通过氯气选择渗透穿过膜, 其他杂质气体被阻挡在膜外, 从而达到了分离富集氯气的目的。此类分离手段的核心是膜材料的制备，而且膜分离出的气体纯度很难达到95%以上，如果采用多级膜分离，其气体回收率会大幅下降。膜材料的制备要综合考虑对氯气的选择性、渗透性、耐久性、经济性。目前还没有一种可实用化的膜能满足分离要求。

4、变压吸附分离法（PSA）

变压吸附气体分离技术是选择有效的固体吸附剂，通过压力的变化来实现目标气体的吸附与再生，因而再生速度快、能耗低，属节能型气体分离技术。目前，变压吸附(PSA) 分离技术已经广泛应用于含氢气体中氢气的提纯，混合气体中一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、氩气、乙烯、天然气纯化、煤矿瓦斯气提浓和烃类的制取、各种气体的无热干燥等领域。使用变压吸附从含氯气体中分离氯气尚处于研究和开发阶段。

针对Deacon 反应产物，关键是需要开发对氧和氯的含水混合气需要的吸附干燥脱水的效率高的吸附剂。目前的各类吸附剂耐酸性较差、选择性也较差，致使无法釆用吸附干燥脱水技术， 也影响变压或变温吸附分离氯气和氧气的分离效率，分离获得的氯气的纯度无法达到回用于反应的目的（回用于反应的氯气的纯度应当≥99.5%）。