[实用新型]一种无水氟化氢除水的装置

说明书

本实用新型公开了一种无水氟化氢除水的装置，包括电解槽槽体、电解槽上盖、阳极板、阴极板和隔板，电解槽槽体内设有电解腔，阳极板、阴极板和隔板均位于电解腔内，阳极板固定于电解槽槽体内并分隔电解腔的下部空间，阴极板固定于电解槽上盖并向电解腔的底部延伸，隔板固定于电解槽上盖并位于阳极板和阴极板之间，隔板将电解腔的上部空间分隔成阳极气室和阴极气室。通过对电极片、电解槽的创新设计，实现无水氟化氢连续除水处理，提高去除效率。采用电解方法去除无水氟化氢中的微量水分，可以实现连续处理，并且不需使用氟气等氧化试剂或吸附剂，处理过程简洁、高效。

技术领域

本实用新型涉及无机精细化工领域，特别涉及一种无水氟化氢除水的装置。

背景技术

无水氟化氢是一种具有广泛用途的化工产品，氟化氢含量在99.8％以上，外观为无色发烟液体，在减压或高温下易气化。无水氟化氢已广泛应用于原子能、化工、石油等行业，是强氧化剂，还是制取元素氟、各种氟致冷剂、无机氟化物，各种有机氟化物的基本原料，可配制成各种用途的有水氢氟酸，用于石墨制造和制造有机化合物的催化剂等。是生产冷冻剂“氟里昂”、含氟树脂、有机氟化物和氟的原料。在化工生产中可用作烷基化、聚合、缩合、异构化等有机合成的催化剂。还用于开采某些矿床时腐蚀地层，以及稀土元素、放射性元素的提取。在原子能工业和核武器生产中是制造六氟化铀的原料，也是生产火箭燃料和添加剂的原料。另外无水氟化氢还用作锂电池电解质六氟磷酸锂合成的溶剂。

无水氟化氢作为有机合成、制氟、制六氟磷酸锂时，其中的微量水分易造成产品品质下降，并会带来严重安全隐患。因此，在反应前往往需要对无水氟化氢原料进行除水。无水氟化氢通常采用氢氟酸精馏制得，按照 GB7746-2011《工业无水氟化氢》的要求，工业无水氟化氢Ⅱ类合格品的水分为≤600ppm，Ⅰ类的水分为≤50ppm。一方面，达到Ⅰ类的水分要求所需精馏成本较高，同时无水氟化氢在灌装、储运过程中也会吸收环境中的水分造成水分含量升高。在进行合成反应时，往往需要将无水氟化氢中的水分降至20ppm以下，因此在反应前需对无水氟化氢进行处理以降低水分含量。

目前对氟化氢除水的方法主要有吸附法、氟气氧化法和电化学氧化法。

美国专利US5597545公开了一种通过碳分子筛吸附氟化氢中水分的方法，该方法包括：将氟化氢与碳分子筛接触，吸附氟化氢中的水，同时也吸附一部分氟化氢；然后加热分子筛，解析被吸附的水和氟化氢；之后继续加热，完全简析氟化氢，回收碳分子筛。该方法除水效率低，处理成本高。

氟气可氧化氟化氢中的水分生成氟化氢和二氟化氧，二氟化氧沸点为 -154℃，而氟化氢沸点为19.5℃，因此二氟化氧易于与液态无水氟化氢分离：

2F₂+H₂O→2HF+OF₂

但是氟气电解制备成本高，并且氟气氧化性非常强，除水反应剧烈，对设备材质要求高，危险性大。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种无水氟化氢除水的装置，包括电解槽槽体、电解槽上盖、阳极板、阴极板和隔板，所述电解槽槽体内设有电解腔，所述电解槽槽体的一端设有进液口，所述电解槽槽体的另一端设有出液口，所述电解槽槽体的上端敞开，电解槽上盖固定于电解槽槽体并密封电解槽槽体的上端，所述阳极板、阴极板和隔板均位于电解腔内，所述阳极板固定于电解槽槽体内并分隔电解腔的下部空间，所述阴极板固定于电解槽上盖并向电解腔的底部延伸，所述隔板固定于电解槽上盖并位于阳极板和阴极板之间，所述隔板将电解腔的上部空间分隔成阳极气室和阴极气室。

在一些实施方式中，所述电解槽上盖设有阳极气室出气口和阴极气室出气口，所述阳极气室出气口与阳极气室连通，所述阴极气室出气口与阴极气室连通。

在一些实施方式中，所述阳极板、阴极板和隔板均设置为多块，所述阳极板和阴极板依次交替设置使电解槽槽体的进液口到出液口之间形成S 形的液流通道。