[发明专利]一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法

说明书

本发明涉及一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法，包括解析系统和稀硫酸真空浓缩系统，解析系统包括盐酸解析塔、一级氯化氢冷却器、二级氯化氢冷却器、浓硫酸干燥塔、酸雾分离器，稀硫酸真空浓缩系统包括稀硫酸闪蒸槽、酸酸换热器、一级硫酸浓缩槽、二级硫酸浓缩槽、一级洗涤塔、一级水蒸汽冷凝器、二级洗涤塔、二级水蒸汽冷凝器、废水贮槽、浓硫酸中间槽。本发明利用高浓度的硫酸为萃取剂，充分利用浓硫酸的稀释热，同时浓硫酸从盐酸解析塔顶连续加入，可使盐酸解析塔顶回流比降至最小，最大限度的节约了能源消耗；采用分段真空浓缩工艺，充分利用后段酸的余热，最大限度的节约加热蒸汽消耗，为装置长周期连续工作提供技术保障。

技术领域

本发明涉及一种稀盐酸全解析装置，尤其是涉及一种连续法盐酸全解析制取氯化氢气体的装置及方法。

背景技术

众所周知，HCl与H₂O形成的稀盐酸存在有高沸点恒沸物(即其沸点高于单纯的H₂O和HCl)，其恒沸点和恒沸组成随压力而变化。所以，要处理稀盐酸使HCl与H₂O分开，用简单的蒸馏或汽提方法是不行的。目前，已工业化稀盐酸全解析的方法有以下二种：

1、氯化钙法

CaCl₂水溶液萃取破共沸回收HCl，即在稀盐酸中加入氯化钙打破其共沸点的限制，把氯化氢分离出来。其本质是加盐萃取，由一台加盐萃取汽提塔和一台水闪蒸塔组合而成，盐酸中含有硫酸根、或含有大分子有机物均会导致运行困难；由于二台塔均需要加热蒸发，所以蒸汽消耗高，典型的20％稀盐酸解析回收每吨HCl(折100％)消耗蒸汽约10.5吨左右。

氯化钙法深解析工业化装置当前存在的问题：

⑴、由于高浓度氯化钙水溶液的特点，容易在再沸器孔壁处结垢，导致其传热效率下降，废水中酸含量超标；特别是进系统稀盐酸带由铁、锌等金属离子形成的氯化物，对氯化钙溶液有絮凝作用，会直接导致氯化钙溶液结晶堵塞设备和管道；硅微粉和碳微粉等具有触变性的微粉，有增稠作用，逐渐导致氯化钙溶液在再沸器管程逐渐结垢，首先会造成废水中酸含量超标，最终导致再沸器不能正常工作。所以在实际工业化运行中，再沸器的使用寿命大约在1～2年左右，需要大修处理(返厂重新钻孔)。

⑵、废水中氯化氢含量高，为了延长运行周期，氯碱企业运行装置采用了降低盐酸中氯化钙浓度的工艺措施，氯化钙法装置排出的废水中HCl浓度远大于正常工艺目标值1％；废水中HCl浓度实际值在2～3％左右；其主要原因有二，一是解析塔设计缺陷引起的，热质传递不充分。从解析塔结构上分析(现在多采用填料塔)或是塔径选型过大；或是填料选择不当；或是液体分布器，再分布器设计选型不当。二是再沸器由于结垢的影响，传热效率下降。

⑶、为了防止堵塞，氯化钙法盐酸解析装置需要定期置换系统中的氯化钙盐酸溶液，防止有害离子累积；例如天业集团的稀盐酸氯化钙法深解析装置时一季度置换系统中氯化钙一次，年置换4次；北元化工2个月置换系统中氯化钙一次，年置换6次。

2、变压精馏法(或称压差法)

变压精馏破共沸回收HCl基本原理是利用恒沸盐酸组成随压力而变化，相对于H₂O和HCl，恒沸盐酸始终是高沸点组分的特点，从而达到使H₂O和HCl分离的目的。在绝压33.33kPa时，恒沸组成约为22％HCl，恒沸点温度为81.2℃，水的沸点温度为70.8℃；

在压力为0.20～0.30MPa(A)时，盐酸恒沸组成相应为19％～18.20％HCl。稀盐酸进入真空精馏塔进行减压精馏，塔顶蒸出水冷凝以后部分回流，其余作为废水排出系统；塔底为增浓后的恒沸酸，进入加压解吸塔，塔顶解吸出HCl，经二级冷凝冷却除去夹带的酸雾后，再经低温除雾进一步脱水得到干氯化氢送用户。