专利名称：一种从氯化氢气体压缩制备液体氯化氢的方法
技术领域：
本发明涉及一种液体氯化氢的制备方法，特别涉及一种从氯化氢气体压缩制备工业级液体氯化氢的方法。
背景技术：
氯化氢常压下，无色，有刺鼻的气味，沸点-85°C，分子量36. 46，气体密度1. 5Kg/ m3，是一种重要的无机化工原料，广泛应用于染料、农药、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。工业生产中氯化氢气体可采用以下三种方法得到①氯气同氢气通过燃烧炉合成制得氯化氢气体，②通过盐酸的深度解析可得到氯化氢气体，③通过氯化钠同浓硫酸反应得到氯化氢气体。以上三种方法制得都是常压的氯化氢气体，而且采用方法一，设备投资较大，氢气燃烧存在安全隐患，采用方法二和方法三，会产生大量的酸性废水，对环境污染较大。随着有机合成工业的发展，工业级瓶装液体氯化氢广泛用于农药、医药及其相关中间体的合成过程，具有使用过程方便，安全环保，满足工艺加压需要等特点。将氯化氢气体压缩成工业级瓶装液体氯化氢，前提条件是去除氯化氢气体中的水分，用前述三种方法得到的氯化氢气体中水分一般都在IOOOppm左右，含水IOOOppm的氯化氢气体腐蚀非常严重，无法进行压缩和灌装。干燥的无水氯化氢(一般水份小于5ppm以下)对设备腐蚀不大，可使用常规材料进行压缩和灌装，因此氯化氢气体必须经过深度除水得到无水氯化氢以后才可以进行压缩和灌装。氯化氢气体吸水性极强，除水难度较大，采用一般的方法都难以实施。
发明内容
本发明目的是提供一种通过除水、压缩，从氯化氢气体制备工业级瓶装液体氯化氢的方法，该方法解决了含水氯化氢气体腐蚀的问题，且环境友好，具有较好的经济和社会效益。本发明采用的技术方案是—种从氯化氢气体压缩制备液体氯化氢的方法，所述的氯化氢气体为在常温下含水量为900 IlOOppm的氯化氢气体，所述制备方法为(1)将常温下含水量为900 IlOOppm的氯化氢气体通过冷凝器深冷至0 5°C，获得深冷后含水量低于300ppm的氯化氢气体；(2)将步骤(1)得到的含水量低于300ppm的氯化氢气体通入吸附干燥器，检测吸附干燥器内吸附剂的床层温度为0 20°C，在吸附干燥器出口得到含水量小于5ppm氯化氢气体，所述的吸附干燥器中吸附剂为下列之一丝光沸石、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛；⑶将步骤⑵得到的含水量小于5ppm氯化氢气体经过压缩机压缩至5. 0 7. OMPa, 获得液体氯化氢，用钢瓶罐装成瓶装的液体氯化氢。进一步，所述步骤(1)所述的冷凝器的换热面积优选为10 15平方米，优选为石墨冷凝器。所述石墨冷凝器的换热面积为优选为10 15平方米，优选为10平方米。
更进一步，本发明所述从氯化氢气体压缩制备液体氯化氢的方法中步骤(1)所述深冷方法为将氯化氢气体以100kg/h的速度通入石墨冷凝器中，在-10 -15°c冷冻盐水作用下，深冷至氯化氢气体温度为0 5°C。再进一步，步骤⑵所述的吸附干燥器中吸附剂为丝光沸石。本发明所述丝光沸石分子式为Na[AlSi5012] ·3Η20，Si/Al值为4. 17 5，所述4A分子筛的有效孔径为0. 4nm，其空间网络结构由硅氧四面体单元[SiO4]和铝氧四面体[AlO4] 单元交错排列而成，所述5A分子筛化学式3/4Ca0 · l/4Na20 · Al2O3 · 2Si02 · 9/2H20, SiO2/ AI2O3比值约为2，有效孔径为0. 5nm;13X分子筛的有效孔径为10nm。本发明优选所述吸附干燥器内吸附剂床层高度为4 5m，优选4. 5m。本发明所述吸附干燥剂使用饱和后可脱附再生，具体是所述吸附剂使用饱和后， 将吸附剂床层温度升至300 350°C，同时用高纯氮气进行吹扫，至吸附干燥器出口无水分流出，完成脱附再生后重复使用。本发明所述的步骤O)中所述的吸附干燥器推荐同时配备至少两个，一个吸附饱和后，切换另一个交替进行使用。具体的，所述的从氯化氢气体制备压缩液体氯化氢的方法，包括以下步骤: (1)将常温下含水量900 IlOOppm的氯化氢气体经过石墨冷凝器深冷，冷凝器壳程通过-10 _15°C的冷冻盐水，管程通入氯化氢气体，经过深冷后，氯化氢气体夹带的部分水分冷凝后，通过在线检测氯化氢气体温度为0 5°C，得到含水量低于300ppm的氯化氢气体；所述石墨冷凝器的换热面积为10 15平方米；(2)将步骤(1)制得的含水量低于 300ppm的氯化氢气体通入吸附干燥器，所述的吸附干燥器内吸附剂床层高度为4 5m， 所述吸附干燥器中吸附剂为丝光沸石，检测吸附剂床层温度5 10°C，通过在线检测吸附干燥器出口氯化氢气体直到氯化氢气体含水量小于5ppm ；在吸附干燥过程中，至少配有两个吸附干燥器，吸附干燥器内吸附剂吸附饱和后，将饱和的吸附剂床层温度升至320 345°C，同时用高纯氮气进行吹扫，至吸附干燥器出口无水分流出时，脱附再生完成，吸附剂脱附再生后重复使用；(3)步骤(2)得到含水量小于5ppm的干燥氯化氢，经过压缩机压缩至6. OMPa,获得液体氯化氢，用40L钢瓶罐装成瓶装的液体氯化氢。采用本领域普通技术人员公知的技术检测本发明所述吸附干燥器出口氯化氢气体含水量及吸附干燥器内吸附剂床层温度，通常采用温度测定仪和水分测定仪进行在线检测，如余姚仪表厂XMT-200温度测定仪。本发明所述吸附干燥器为常规方法自制吸附干燥器，包括壳体和填充吸附剂床层，干燥器两端有出气口和进气口，内填充吸附剂，吸附干燥器直径300毫米，高度5米，吸附剂床层高度为4 5m ；所述吸附干燥器进气口一端还有高纯氮气进口，出气口一端有水分回收口，所述水分回收口与冷凝器相连；吸附干燥过程中，同时配有两套吸附干燥器，吸附干燥器内吸附剂吸附饱和后进行脱附再生，另一套吸附干燥器进行吸附处理，二者交替进行；吸附干燥器进行脱附再生时，将吸附剂床层温度升至340 345°C，同时用高纯氮气 (高纯氮含量为99. 99% )进行吹扫，至与吸附干燥器水分回收口相连的冷凝器中无水分流出时，脱附再生完成，冷却至常温，进入吸附循环操作，如图1所示，图1中闪断线表示的管线是指在另一个管线的背面。与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在将含水量900 IOOOppm的氯化氢经过深冷除水，再经吸附干燥除水，得到含水量小于5ppm的干燥氯化氢气体，解决了含水氯化氢气体的腐蚀问题，可以使用普通的碳钢材料储存，再将干燥的氯化氢气体压缩成瓶装工业级液体氯化氢，瓶装工业级液体氯化氢具有运输、使用方便，且又安全环保等特点，本发明彻底解决了使用氯化氢过程中环境污染的问题，具有较好的经济效益和社会效
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图1从氯化氢气体制备工业级瓶装液体氯化氢的工艺流程图
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此实施例1本发明所述石墨冷凝器与吸附干燥器连接，所述吸附干燥器与压缩机连接。(1)将常温(25°C )含水量IOOOppm的99. 0%氯化氢气体，以100kg/h的流量通入石墨冷凝器(型号SM-10，南通三圣石墨设备科技有限公司)冷冻深冷，冷凝器换热面积 10平方米，冷凝器壳程通过-10 -13°c的冷冻盐水，管程是氯化氢气体，经过深冷后，通过在线检测氯化氢气体温度为3 5°C，氯化氢气体的含水量为^3ppm，获得冷冻后的氯化氢气体；(2)再将深冷后的氯化氢气体通入吸附干燥器(吸附干燥器直径300毫米，高度 5米，两端有进气口和出气口，进气口一端还有高纯氮气进口，出气口一端有水分回收口， 所述水分回收口与冷凝器相连)，吸附干燥器内装丝光沸石吸附剂(缙云丝光沸石有限公司)，吸附干燥器内装吸附剂总高度为4. 5米，吸附过程在线检测吸附剂床层温度5 10°C，在线检测吸附干燥器出口氯化氢气体含水量2. 5ppm，氯化氢的含量为99. 97% ；吸附干燥过程中，同时配有两个吸附干燥器，吸附干燥器内吸附剂吸附饱和后进行脱附再生，另一个吸附干燥器进行吸附处理，二者交替进行；吸附干燥器进行脱附再生时，将吸附剂床层温度升至340 345°C，同时用高纯氮气(高纯氮含量为99. 99% )进行吹扫，至与吸附干燥器水分回收口相连的冷凝器中无水分流出时，脱附再生完成，冷却至常温，进入吸附循环操作；( 将含水量2. 5ppm的氯化氢气体，经过压缩机(功率llkw)压缩至6. OMPa,获得液体氯化氢，再用40L钢瓶罐装，制得含量99. 97%的工业级瓶装液体氯化氢，流程图见图1所
7J\ ο实施例2吸附干燥器内装4A分子筛吸附剂(上海嘉林分子筛有限公司)，吸附干燥器出口氯化氢气体含水量4. Oppm，氯化氢的含量为99. 95 %，脱附处理时将吸附剂床层温度升至 330 335°C，其他操作和参数同实施例1，制得含量99. 95%的工业级瓶装液体氯化氢。实施例3吸附干燥器内装5A分子筛吸附剂(上海嘉林分子筛有限公司)，吸附干燥器出口氯化氢气体含水量3. 5ppm，氯化氢的含量为99. 96 %，脱附处理时将吸附剂床层温度升至 335 340°C，其他操作和参数同实施例1，制得含量99. 96%的工业级瓶装液体氯化氢。
实施例4吸附干燥器内装13X分子筛吸附剂(上海嘉林分子筛有限公司)，吸附干燥器出口氯化氢气体含水量4. 5ppm，氯化氢的含量为99. 96 %，脱附处理时将吸附剂床层温度升至 325 330°C，其他操作和参数同实施例1，制得含量99. 96%的工业级瓶装液体氯化氢。
权利要求
1.一种从氯化氢气体压缩制备液体氯化氢的方法，所述的氯化氢气体为在常温下含水量为900 IlOOppm的氯化氢气体，其特征在于所述制备方法为(1)将常温下含水量为 900 1 IOOppm的氯化氢气体经过冷凝器深冷至0 5°C，获得深冷后含水量低于300ppm的氯化氢气体；(2)将步骤(1)得到的含水量低于300ppm的氯化氢气体通入吸附干燥器，检测吸附干燥器内吸附剂的床层温度为0 20°C，在吸附干燥器出口得到含水量小于5ppm氯化氢气体，所述的吸附干燥器中吸附剂为下列之一丝光沸石、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛；⑶将步骤⑵得到的含水量小于5ppm氯化氢气体经过压缩机压缩至5. 0 7. OMPa, 获得液体氯化氢，用钢瓶罐装成瓶装的液体氯化氢。
2.如权利要求1所述的由氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于步骤(1) 所述的冷凝器为石墨冷凝器。
3.如权利要求2所述的从氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于所述石墨冷凝器的换热面积为10 15平方米。
4.如权利要求1所述的从氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于步骤(1) 所述深冷方法为将氯化氢气体以100kg/h的速度通入石墨冷凝器中，在-10 -15°C冷冻盐水作用下，深冷至氯化氢气体温度为0 5°C。
5.如权利要求1所述的从氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于步骤(2) 所述的吸附干燥器中吸附剂为丝光沸石。
6.如权利要求1所述的从氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于所述吸附干燥器内吸附剂床层高度为4 5m。
7.如权利要求1所述的从氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于所述吸附剂使用饱和后，将吸附剂的床层温度调节到320 345°C进脱附处理后再重复利用。
8.如权利要求1所述的从氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于步骤(2) 中所述的吸附干燥器同时配备两个，一个吸附饱和后，切换另一个使用，二者交替进行。
9.如权利要求1所述的从氯化氢气体制备液体氯化氢的方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤(1)将常温下含水量900 IlOOppm的氯化氢气体经过石墨冷凝器深冷， 冷凝器壳程通入-10 _15°C的冷冻盐水，管程通入氯化氢气体，经过深冷后，氯化氢气体夹带的部分水分冷凝后，通过在线检测氯化氢气体温度为0 5°C，得到含水量低于300ppm 的氯化氢气体；所述石墨冷凝器的换热面积为10 15平方米；(2)将步骤(1)制得的含水量低于300ppm的氯化氢气通入吸附干燥器，所述的吸附干燥器内吸附剂床层高度为4 5m，所述吸附干燥器中吸附剂为丝光沸石，在线检测吸附剂床层温度为5 10°C，通过在线检测吸附干燥器出口氯化氢气体直到氯化氢气体含水量小于5ppm ；在吸附干燥过程中，至少配有两个吸附干燥器，吸附干燥器内吸附剂吸附饱和后，将饱和的吸附剂床层温度升至 320 345°C，同时用高纯氮气进行吹扫，至吸附干燥器出口无水分流出时，脱附再生完成， 吸附剂脱附再生后重复使用；(3)步骤(2)得到含水量小于5ppm的干燥氯化氢，经过压缩机压缩至6. OMPa，获得液体氯化氢，用钢瓶罐装成瓶装的液体氯化氢。
全文摘要
本发明公开了一种从氯化氢气体压缩制备液体氯化氢的方法，所述氯化氢气体中含水量为900～1100ppm，所述制备方法为(1)将常温下的氯化氢气体深冷至0～5℃，获得深冷后的氯化氢气体，所述深冷后的氯化氢气体中含水量低于300ppm；(2)将深冷后的氯化氢气体干燥至含水量低于5ppm，获得干燥后的氯化氢气体；(3)将干燥后的氯化氢气体压缩至6～7MPa，获得压缩液体氯化氢；本发明方法解决了含水氯化氢气体的腐蚀问题，将干燥的氯化氢气体压缩成瓶装工业级液体氯化氢，具有运输、使用方便，且又安全环保等特点，本发明彻底解决了使用氯化氢过程中环境污染的问题，具有较好的经济效益和社会效益。
文档编号F25J1/02GK102445051SQ20111033806
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者丁成荣, 季国尧, 季国炎, 季小英, 季盛, 张伟, 张国富, 葛铭 申请人:浙江工业大学, 绍兴市东湖生化有限公司