本发明涉及盐酸生产工艺技术领域，具体涉及一种采用卤水生产盐酸的工艺。
背景技术：
盐酸是氯化氢的水溶液，可以与水以任意比例混合，是一种重要的化工产品，是工业“三酸”之一。纯净的盐酸是无色、有刺激性气味的液体，具有较强的挥发性。通常市售的浓盐酸密度为1.19g/mL，其中HCl的质量分数为31％，工业用的盐酸因含有三氯化铁杂质而略带黄色。在我国“三酸两碱”的生产中，盐酸是工艺变化较大的一种，主要为合成法和副产法，其中合成法根据使用的合成炉又分为铁合成炉和膜式吸收法、石墨合成炉和膜式吸收法、三合一石墨炉法。以上的合成法最多的是通过盐水电解产生的氢气和氯气合成，需要外购干盐，并配置和处理盐水，达到电解槽的要求，需要大量能耗，成本较高。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供一种采用卤水生产盐酸的工艺，所述的工艺不需要外购干盐，实现全卤生产盐酸，同时避免外加调节剂使用，节约成本，能够降低外来膨胀水量，降低电耗和能耗。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种采用卤水生产盐酸的工艺，所述工艺包括以下步骤：
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水；
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水；
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气，所述电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序；
(4)所述氢气经过氢气处理，所述氯气经过氯气处理，再进行氯化氢合成得到成品盐酸，所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液，送入步骤(2)中树脂塔处理工序。
其中，步骤(3)所述淡盐水浓缩采用热泵MVR的方式进行浓缩后送入步骤(1)中化盐工序。
优选的，步骤(1)所述卤水中氯化钠的浓度为270～300g/L。
更为优选的，步骤(1)所述卤水中氯化钠的浓度为280g/L。
优选的，步骤(1)所述除氨具体为：向所述卤水中加入次氯酸钠和氢氧化钠，再通过鼓风机将产生的气体进行吹除。
优选的，步骤(1)所述盐水精制具体为：采用碳酸钠作为盐水精制剂进行盐水精制，所述碳酸钠的配制采用1～5％流量的步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水。
更为优选的，所述碳酸钠的配制采用3％流量的步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水。
优选的，步骤(1)所述卤水除氨前先预热至60℃以上。
更为优选的，步骤(1)所述卤水除氨前先预热至65～70℃。
优选的，步骤(1)所述盐水精制的温度为70～80℃。
更为优选的，步骤(1)所述盐水精制的温度为75℃。
优选的，步骤(3)所述电解后剩余的淡盐水浓度为200～230g/L。
更为优选的，步骤(3)所述电解后剩余的淡盐水浓度为210g/L。
优选的，步骤(3)所述电解工序中，加入3～5％流量的步骤(4)所述盐酸溶液。
优选的，步骤(4)中，经过氢气处理后的氢气质量分数为99％以上，经过氯气处理后的氯气质量分数为99％以上。
优选的，步骤(4)所述氯化氢合成得到成品盐酸具体为：将经过处理后的氢气和氯气在650～750℃进行合成后，降温至20～35℃，采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收，得到质量分数为31％的成品盐酸。
其中，合成后的氯化氢气体的体积分数为95～96％。
优选的，所述氢气和氯气在700℃进行合成。
优选的，步骤(4)所述盐酸溶液的质量分数为12～18％。
更为优选的，步骤(4)所述盐酸溶液的质量分数为15％。
优选的，步骤(4)氢气处理具体为：将体积分数为98％以上的氢气在温度75～85℃，压力为0.2～0.3MPa条件下处理，得到体积分数为99％以上的氢气。
更为优选的，步骤(4)氢气处理具体为：将体积分数为98％以上的氢气在温度80℃，压力为0.3MPa条件下处理，得到体积分数为99％以上的氢气。
优选的，步骤(1)除氨、化盐、盐水精制，步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中，工艺管道的压力为0.2～0.45MPa。
更为优选的，工艺管道的压力为0.3MPa。
在本申请技术方案中，采用卤水生产盐酸的工艺包括以下步骤：
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水；
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水；
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气，所述电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序；
(4)所述氢气经过氢气处理，所述氯气经过氯气处理，再进行氯化氢合成得到成品盐酸，所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液，送入步骤(2)中树脂塔处理工序。
本申请技术方案采用卤水作为生产盐酸的原料，不需要外购干盐，通过将电解后剩余的淡盐水经浓缩后加盐送入化盐工序，保证了进入电解槽超纯盐水浓度的同时，也高效的分离超纯盐水中芒硝，去除碘、溴及重金属离子，减小有害离子对离子膜的伤害；与传统膜法脱硝工艺相比，避免了原料盐水先降温再升温与氯酸盐分解的消耗，节约原料成本的同时大大降低能耗。此外，采用碳酸钠作为盐水精制剂进行盐水精制，其配制采用一部分电解后剩余的淡盐水，代替常规的工业水配制，可减少外来膨胀水量，降低电耗。此外，将氢气和氯气经过处理后进行氯化氢合成，同时根据工况以及成品盐酸的需求量分配氯化氢气体，一部分氯化氢气体用于生产成品盐酸，一部分氯化氢气体吸收后得到盐酸溶液返送至树脂塔处理工序，能够提高再生树脂塔以恢复吸附能力；送至电解工序，加入电解槽中和从阴极室通过离子膜反渗透到阳极室的氢氧根离子，能够提高电效。同时通过工序中温度和压力的设置，可提高工艺出品率，缩短生产时间，降低成本和能耗。
因此，与现有技术相比，本申请所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺，不需要外购干盐，实现全卤生产盐酸，同时避免外加调节剂使用，节约成本，能够降低外来膨胀水量，降低电耗和能耗。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本申请技术方案提供了一种采用卤水生产盐酸的工艺，包括以下步骤：
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水；其中，所述卤水中氯化钠的浓度为270～300g/L，先预热至60℃以上后除氨，采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为70～80℃条件下进行盐水精制，所述碳酸钠的配制采用1～5％流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水；
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水；
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气，所述电解后剩余的淡盐水浓度为200～230g/L，采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序；其中，电解工序中还加入了3～5％流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液；
(4)所述氢气经过氢气处理，所述氯气经过氯气处理，经过氢气处理后的氢气质量分数为99％以上，经过氯气处理后的氯气质量分数为99％以上，再在650～750℃下进行氯化氢合成，降温至20～35℃，合成后的氯化氢气体的体积分数为95～96％，采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收，得到质量分数为31％的成品盐酸，所述氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液，送入步骤(2)中树脂塔处理工序，所述盐酸溶液的质量分数为12～18％。
其中，氢气处理的氢气处理具体为：将体积分数为98％以上的氢气在温度75～85℃，压力为0.2～0.3MPa条件下处理，得到体积分数为99％以上的氢气。
此外，步骤(1)除氨、化盐、盐水精制，步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中，工艺管道的压力为0.2～0.45MPa。
为了验证本申请技术方案的技术效果，在上述具体实施方式要求的基础上，采用具体参数进行试验验证，得到以下具体实施例。
实施例1
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺，包括以下步骤：
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水；其中，所述卤水中氯化钠的浓度为280g/L，先预热至65℃后除氨，采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为75℃条件下进行盐水精制，所述碳酸钠的配制采用3％流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水；
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水；
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气，所述电解后剩余的淡盐水浓度为220g/L，采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序；其中，电解工序中还加入了4％流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液；
(4)将电解后得到的体积分数为98％以上的氢气在温度80℃，压力为0.3MPa条件下处理，得到体积分数为99％以上的氢气；将电解后的氯气经过氯气处理，处理后氢气质量分数为99％以上，再在700℃下进行氯化氢合成，降温至30℃，合成后的氯化氢气体的体积分数为95％，采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收，得到质量分数为31％的成品盐酸，氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液，送入步骤(2)中树脂塔处理工序，所述盐酸溶液的质量分数为15％。
其中，步骤(1)除氨、化盐、盐水精制，步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中，工艺管道的压力为0.3MPa。
实施例2
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺，包括以下步骤：
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水；其中，所述卤水中氯化钠的浓度为270g/L，先预热至60℃后除氨，采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为70℃条件下进行盐水精制，所述碳酸钠的配制采用1％流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水；
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水；
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气，所述电解后剩余的淡盐水浓度为200g/L，采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序；其中，电解工序中还加入了3％流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液；
(4)将电解后得到的体积分数为98％以上的氢气在温度75℃，压力为0.2MPa条件下处理，得到体积分数为99％以上的氢气；将电解后的氯气经过氯气处理，处理后氢气质量分数为99％以上，再在650℃下进行氯化氢合成，降温至20℃，合成后的氯化氢气体的体积分数为95％，采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收，得到质量分数为31％的成品盐酸，氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液，送入步骤(2)中树脂塔处理工序，所述盐酸溶液的质量分数为12％。
其中，步骤(1)除氨、化盐、盐水精制，步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中，工艺管道的压力为0.2MPa。
实施例3
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺，包括以下步骤：
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水；其中，所述卤水中氯化钠的浓度为300g/L，先预热至65℃后除氨，采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为80℃条件下进行盐水精制，所述碳酸钠的配制采用5％流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水；
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水；
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气，所述电解后剩余的淡盐水浓度为230g/L，采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序；其中，电解工序中还加入了5％流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液；
(4)将电解后得到的体积分数为98％以上的氢气在温度85℃，压力为0.3MPa条件下处理，得到体积分数为99％以上的氢气；将电解后的氯气经过氯气处理，处理后氢气质量分数为99％以上，再在750℃下进行氯化氢合成，降温至35℃，合成后的氯化氢气体的体积分数为96％，采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收，得到质量分数为31％的成品盐酸，氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液，送入步骤(2)中树脂塔处理工序，所述盐酸溶液的质量分数为18％。
其中，步骤(1)除氨、化盐、盐水精制，步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中，工艺管道的压力为0.4MPa。
实施例4
本实施例所述的一种采用卤水生产盐酸的工艺，包括以下步骤：
(1)卤水经除氨、化盐后送入盐水精制得到精制盐水；其中，所述卤水中氯化钠的浓度为280g/L，先预热至68℃后除氨，采用碳酸钠作为盐水精制剂在温度为80℃条件下进行盐水精制，所述碳酸钠的配制采用4％流量的后续步骤(3)中所述电解后剩余的淡盐水；
(2)所述精制盐水经树脂塔处理得到超纯盐水；
(3)所述超纯盐水经电解得到氢气和氯气，所述电解后剩余的淡盐水浓度为220g/L，采用热泵MVR的方式浓缩后加盐送入步骤(1)中化盐工序；其中，电解工序中还加入了4％流量的后续步骤(4)所述盐酸溶液；
(4)将电解后得到的体积分数为98％以上的氢气在温度80℃，压力为0.3MPa条件下处理，得到体积分数为99％以上的氢气；将电解后的氯气经过氯气处理，处理后氢气质量分数为99％以上，再在700℃下进行氯化氢合成，降温至20℃，合成后的氯化氢气体的体积分数为96％，采用脱盐水对氯化氢气体进行吸收，得到质量分数为31％的成品盐酸，氯化氢合成后残留的氯化氢气体经吸收后得到盐酸溶液，送入步骤(2)中树脂塔处理工序，所述盐酸溶液的质量分数为16％。
其中，步骤(1)除氨、化盐、盐水精制，步骤(2)树脂塔处理、步骤(3)电解以及步骤(4)氢气处理、氯气处理、氯化氢合成、吸收工序中，工艺管道的压力为0.35MPa。
在以上实施例1～实施例4中，电解后得到的淡盐水浓缩后加盐送入化盐工序，无需外后另加干盐，在盐水精制中采用电解后得到的淡盐水进行碳酸钠溶液配制，减少外来膨胀水量平均31364吨/年，折算电耗平均1380000度/年。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。