一种无水氯化铝制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种无水氯化铝制备技术，六水结晶氯化铝和亚硫酰氯作为原料，将六水结晶氯化铝固体和液体亚硫酰氯分别加入到脱水反应器中，压力为常压或微负压，温度<76℃；结晶水与亚硫酰氯反应生成二氧化硫气体和氯化氢气体，六水结晶氯化铝转变为无水氯化铝；将浆液过滤，过滤后的滤液-亚硫酰氯返回使用，过滤后的无水氯化铝滤饼在蒸馏器中蒸馏，得到纯净的无水氯化铝，成品无水氯化铝包装后储存；蒸馏出的亚硫酰氯气体经过冷却后作为原料返回使用，反应副产物氯化氢和二氧化硫混合气体经过吸收处理；本发明采用的技术具有原料价廉易得、流程简单、能源消耗少、易于工业大型化生产等特点。
【专利说明】一种无水氯化铝制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无水氯化铝制备方法，属于无水氯化盐制备领域，尤其适用于氯化铝熔盐电解法生产金属铝中无水氯化铝的制备，同时适用于石化行业回收下来的六水结晶氯化铝再生制备无水氯化铝。
【背景技术】
[0002]无水氯化招,分子式AlCl3,英文名称Aluminum trichloride,密度2.44,酸性腐蚀品危险标记20。无水氯化铝是一种重要的无机化工产品之一，主要用于制造洗涤剂的烷基化剂、有机合成催化剂、烃树脂、二氧化钛成核剂、染料中间体以及化妆品和药物等。同时无水氯化铝也是一种十分重要的催化剂，特别是作为费瑞德一克莱福特反应的催化剂而得以广泛应用。另外，分析纯无水氯化铝还作为锂一亚硫酰氯电池(Li/S0Cl2)电解质无水四氯铝酸锂(LiAlCl4)的重要生产原料。近年来无水氯化铝主要是用于电解制铝，氯化铝电解制铝的最大优点是能耗低(9000~10000KWh/t)，阳极不消耗，氯气还可做到循环使用。
[0003]本发明人通过多年的研究寻找到一种强脱水物质一亚硫酰氯，别名:氯化亚砜，分子式:S0C12,英文名称:sulfurous oxychloride,熔点:-104.5 °C,沸点:76°C,密度:1.630-1.650t/m3，无色或淡黄色发烟液体，有强刺激性气味。遇水或醇分解成二氧化硫和氯化氢。亚硫酰氯主要用于医药、农药、染料工业及有机合成工业，也用作氯化剂制锂一亚硫酰氯(Li/S0Cl2)电池。
[0004]
从文献和专利的报道来看，目前无水氯化铝制备主要有以下几种技术。
[0005]一种是铝锭法，即采用氯气直接通过熔融金属铝，使两者直接接触制取，其反应式为: 2A1+3C12 = 2A1C13,铝锭法
的特点是工艺流程简单，设备少，投资低，但由于采用金属铝作为原料使得生产成本较高。
[0006]另一种是铝氧粉法，即采用氧化铝、氯气和碳作为原料，在一定的温度下，三者共同反应制取，其反应式为:A1203 + i> + ?)C + 3C12 = 2JUC13 + ?C0+?C02，其中 m+2n=3。
铝氧粉法的特点是原料价格低，但制取的无水氯化铝纯度低，往往需要升华法精制才能得到纯度高的无水氯化铝。
[0007]另外，有专利提出采用一元和多元醇类(C I~C4)脱除六水结晶氯化铝中的结晶水，但未见实际生产报道。
[0008] 针对目前无水氯化铝制备技术的不足，本发明经过多年研究寻找到一种可以脱除分子结晶水的物质一亚硫酰氯，依据亚硫酰氯这一提出了一种六水结晶氯化铝制备无水氯化招技术。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种原料价廉易得、流程简单、易于大型化的无水氯化铝制备技术。[0010]本发明的技术方案如下:一种无水氯化铝制备方法，六水结晶氯化铝和亚硫酰氯作为原料，将六水结晶氯化铝固体和液体亚硫酰氯分别加入到脱水反应器中，压力为常压或微负压，温度<76°c ;结晶水与亚硫酰氯反应生成二氧化硫气体和氯化氢气体，六水结晶氯化铝转变为无水氯化铝；将浆液过滤，过滤后的滤液-亚硫酰氯返回使用，过滤后的无水氯化铝滤饼在蒸馏器中蒸馏，得到纯净的无水氯化铝，成品无水氯化铝包装后储存；蒸馏出的亚硫酰氯气体经过冷却后作为原料返回使用，反应副产物氯化氢和二氧化硫混合气体经过吸收处理。
[0011]所述的进料比例为亚硫酰氯:六水结晶氯化铝>3:1，
所述的脱水反应器采用的是夹套搪玻璃搅拌反应釜，加热介质为蒸汽或导热油。
[0012]所述的浆液过滤采用的是离心分离技术或真空过滤技术，控制滤饼附液率〈5%，滤液浮游物含量<10g/L。
[0013]所述的蒸馏在搪玻璃蒸馏器中进行，加热介质为蒸汽或导热油。
[0014]所述的蒸馏条件是温度为< 180°C，压力为≤0.25MPa (G)0
[0015]所述的蒸馏出的亚硫酰氯气体在喷淋冷却塔中冷却，冷却介质为液体亚硫酰氯，液体亚硫酰氯温度< 70°C。
[0016]所述的混合气体采用引风机抽出，采用2~4逆流吸收塔先吸收氯化氢气体，吸收液为水或亚硫酸氢钠溶液；再采用2~4逆流吸收塔吸收二氧化硫气体,吸收液为水或苛性钠溶液。
[0017]本发明的有益效果:
与现有技术相比，本发明采用的技术具有原料价廉易得、流程简单、能源消耗少、易于工业大型化生产等特点。由于上述特点本发明尤其适用于氯化铝熔盐电解法生产金属铝中无水氯化铝的制备，同时适用于石化行业回收下来的六水结晶氯化铝再生制备无水氯化招。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1采用水作为吸收液无水氯化铝制备流程图；
图2采用苛性钠作为吸收液无水氯化铝制备流程图。
【具体实施方式】
[0019]本发明的实施例:采用夹套搪玻璃搅拌反应釜，以蒸汽为加热介质，采用定量螺旋给料机将六水结晶氯化铝固体缓慢加入液体亚硫酰氯中，控制脱水反应条件:原料比例为亚硫酰氯:六水结晶氯化铝=4: 1、压力为SOKPa (绝压)、温度为50°C，反应生成的二氧化硫气体和氯化氢气体被抽出到后处理系统。六水结晶氯化铝转变为无水氯化铝后采用离心机过滤，过滤后的滤液作为喷淋液使用，得到的无水氯化铝滤饼输送到搪玻璃蒸馏器，滤饼含水率约为3%。采用蒸汽加热将无水氯化铝加热到100°C，附液亚硫酰氯被蒸馏，蒸馏后的气体采用液体亚硫酰氯喷淋冷却吸收后送夹套搪玻璃搅拌反应釜，蒸馏后得到的无水氯化铝包装后储存。进入后处理系统的氯化氢和二氧化硫混合气体经过3级逆流吸收塔先吸收氯化氢气体，吸收液为亚硫酸氢钠溶液；再经过3级逆流吸收塔吸收二氧化硫气体，吸收液苛性钠溶液，吸收后得到的亚硫酸氢钠溶液`作为氯化氢气体的吸收液。
【权利要求】
1.一种无水氯化铝制备方法，其特征在于:采用六水结晶氯化铝和亚硫酰氯作为原料，将六水结晶氯化铝固体和液体亚硫酰氯分别加入到脱水反应器中，压力为常压或微负压，温度<76°C ;结晶水与亚硫酰氯反应生成二氧化硫气体和氯化氢气体，六水结晶氯化铝转变为无水氯化铝；将浆液过滤，过滤后的滤液-亚硫酰氯返回使用，过滤后的无水氯化铝滤饼在蒸馏器中蒸馏，得到纯净的无水氯化铝，成品无水氯化铝包装后储存；蒸馏出的亚硫酰氯气体经过冷却后作为原料返回使用，反应副产物氯化氢和二氧化硫混合气体经过吸收处理。
2.根据权利要求1所述的一种无水氯化铝制备技术，其特征在于:进料比例为亚硫酰氯:六水结晶氯化铝>3:1。
3.根据权利要求1所述的一种无水氯化铝制备技术，其特征在于:脱水反应器采用的是夹套搪玻璃搅拌反应釜，加热介质为蒸汽或导热油。
4.根据权利要求1所述的一种无水氯化铝制备技术，其特征在于:浆液过滤采用的是离心分离技术或真空过滤技术，控制滤饼附液率〈5%，滤液浮游物含量<10g/L。
5.根据权利要求1所述的一种无水氯化铝制备技术，其特征在于:蒸馏在搪玻璃蒸馏器中进行，加热介质为蒸汽或导热油。
6.根据权利要求1所述的一种无水氯化铝制备技术，其特征在于:蒸馏条件是温度为< 180°C，压力为≤ 0.25MPa (G)0
7.根据权利要求1所述的一种无水氯化铝制备技术，其特征在于:蒸馏出的亚硫酰氯气体在喷淋冷却塔中冷却，冷却介质为液体亚硫酰氯，液体亚硫酰氯温度< 70°C。
8.根据权利要求1所述的一种无水氯化铝制备技术，其特征在于:混合气体采用引风机抽出，采用2~4逆流吸收塔先吸收氯化氢气体，吸收液为水或亚硫酸氢钠溶液；再采用2^4逆流吸收塔吸收二氧化硫气体，吸收液为水或苛性钠溶液。
【文档编号】C01F7/58GK103708518SQ201210372972
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月29日 优先权日:2012年9月29日
【发明者】刘希泉 申请人:贵阳铝镁设计研究院有限公司