[发明专利]从含氯和二氧化碳的气体混合物中除去氯的方法

说明书

本发明是关于从含氯、二氧化碳和不凝性气体的混合气中分离回收氯的方法的分案申请，亦即关于从氯和二氧化碳混合气中脱除氯的方法，亦即后文中所描述的第三个方面。

具体而言，本发明是关于从含氯、二氧化碳和高浓度不凝性气体的混合气中分离回收氯的方法的。本发明也是关于从含氯、二氧化碳和至少50V%不凝性气体的混合气中回收氯的方法的。此外，本发明也涉及到吸收和脱除氯气生产或使用中生成的二氧化碳气中的氯的方法。

已经提出了许多从含氯混合气中回收氯的方法，包括下列专利文献。

（1）US3972691公开了一种从混合气中回收液氯的方法，该混合气包括20-90V%的氯，10-80V%的二氧化碳、氧、氮和一氧化碳。该法包括在4-8atm下，将混合气压缩，冷却并在全回流型精馏塔内将其液化，然后，调节收集在精馏塔釜液氯的温度，使溶在液氯中的二氧化碳蒸发。

（2）US2199797公开了一种用液氯去除氯气中浓度为1wt%或更低的有机杂质的方法，该方法是使氯气在洗涤塔中与液氯逆流接触。

（3）U.K.938073公开了一种从含杂质的氯气中分离不凝性杂质的方法。该杂质的沸点低于氯的沸点，并与其形成一种易爆混合物。该法包括在液化氯气的液化塔内分步降低氯气温度，并使最后的残气与液氯逆向接触。液氯温度已降低到氯气的冷凝温度或更低，由此将氯与低沸点杂质分开。

（4）US3443902公开了一种方法，将氯气压缩，使含杂质的氯气在洗涤塔内与液氯逆向接触，使杂质被液氯吸收脱除掉，在塔内一部分氯气与液氯因热交换而被液化，再将这样被液化的氯用于上述液氯的用途。

（5）UK1164069公开了一种方法，将由不凝性气体，包括氮和氯组成的混合气压缩到6-10个大气压，分两步冷却被压缩的气体，再将被冷却混合气以热交换方式进一步冷却到-120°F～-150°F，从而将液氯和不凝性气体分开。

（6）US2540905公开了一种回收不含二氧化碳的氯气的方法，该法包括用氯化的溶剂从液化残气中吸收氯，该残气由海水电解后得到，内含5-10wt%的氯，同时还有二氧化碳、一氧化碳、氢、氮、氧和其它气体组份，再通过加热吸收塔靠下部分，使被同时吸收的二氧化碳在高于吸收温度的温度下蒸发。

（7）US2765873公开了一种回收基本上不含不凝性气体的氯气的方法。该法包括：在压力为2.0-14.3atm、塔顶温度-22.8℃～32.2℃，塔釜温度高于塔顶温度27.8-52.8℃条件下，用溶剂吸收含30-50wt%氯和空气的混合气。

（8）DE2413358公开了一种从氯和二氧化碳混合气中吸收氯的方法，利用多级逆流吸收装置及碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物，操作该装置时控制终级液相pH值为7.5，将氯以碱金属和/或碱土金属亚氯酸盐形式单独吸收分离。

专利文献（1）、（2）、（3）、（4）、中的方法都是用在氯或氯和二氧化碳作为一种或几种可凝气体且其浓度相当高的情况下。如果从含氯气且其中不凝性气体含量约50V%或更高的混合气中回收氯气，由于存在大量不凝性气体，这些方法存在很多缺点。

这些方法都是使下行的液氯和上行的原料氯气在塔内逆流接触，虽然其目的都是为了液化、洗涤和蒸馏，但彼此间还有区别。当上行原料氯气中所含不凝性组分浓度较高时，要避免上行气的夹带现象和由于下行液体的沟流或类似原因造成的气液接触效率降低的问题，是不可能的。上述问题使这些方法很难达到其预定的分离效果。

如果为维持效率而增加下行液体的量，蒸馏塔制冷负荷和加热负荷也要增加。此外，必须采用大型设备如塔体、冷凝器和重沸器，也带来经济上的问题。在方法（4）中，不凝性气体的循环负荷变得很大，降低了压缩气的露点，如果压缩的压力很低，潜在的问题是氯气在洗涤塔进行热交换时不能被液化。即使氯气能被液化，由于压缩机的压缩比和循环负荷增加而使动力费用增加，也导致该方法失去其有利的一面。

此外，方法（1）和（5）基本上是针对高浓度氯气的。将待处理的含氯混合气压缩，冷却，使氯气液化而将其分离。但这些方法的目的是回收高纯氯，所以从氯中分离出的、主要由不凝性气体组成的废气中氯的浓度，在方法（1）中高达5-9V%，在方法（5）中甚至高达10V%。