从含氯和二氧化碳的气体混合物中除去氯的方法技术

压缩含氯、二氧化碳和不凝性气体的混合气，冷却以将其分离成以不凝气为主的残留气和以氯为主的冷凝液。将冷凝液送入汽提塔解吸溶在其中的二氧化碳和少量不凝气，同时进一步处理以氯和二氧化碳为主的汽提气，即将汽提气与残气混合，至少将一部分混合气送入吸收塔，吸收大部分的残存氯，降低氯含量。用含碱金属亚硫酸盐和／或碱土金属亚硫酸盐的水溶液或悬浮液洗涤，同时控制该水溶液或悬浮液的ｐＨ值在１．９－６．３之间，可脱除该混合气或上述方法中废气中的氯。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于从含氯、二氧化碳和不凝性气体的混合气中分离回收氯的方法。本专利技术也是关于从这种混合气中脱除氯的方法。具体而言，本专利技术是关于从含氯、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。本专利技术也是关于从含氯、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，本专利技术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，在塔内一部份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份，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份浓度较高时，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%。工业上回收氯，由于排放含这么高浓度氯气的废气而造成大气污染，作为被排放废气，其中必须不含氯。但为脱除其中的氯需要大量的至少一种化学药品，更不要说设备了，而且导致氯的损失。因此这些方法不具有经济性。要将废气中氯含量降低到可忽略的低浓度，必须进一步提高压缩压力，同时进一步降低冷却和液化温度，这又导致动力费用和制-->冷费用增加。而从设备安全角度考虑，也不希望把含氯的混合气压缩到很高的压力。此外，不允许将冷却和液化温度降低到二氧化碳的冰点温度（5.2atm时为-56.6℃）或更低。以避免析出的干冰堵塞设备。因此这种液化方法不能避免废气中含有一定浓度的氯。方法（6）和（7）都用了溶剂，杂质被吸收，然后再解吸以回收氯。其中方法（6）包括加热吸收塔釜，使被溶剂吸收的一部份氯和大部份二氧化碳蒸发，使从蒸发塔内得到较高纯度的氯气。因此，吸收塔顶排出的废气中含有氯气是不可避免的。尤其是，在二氧化碳浓度较高的情况下，要相应加强对吸收塔釜的加热。其结果是，废气中氯浓度增加，氯被损失，溶剂用量大增。方法（7）要求在蒸发塔内相当高压力下进行蒸发，因为要在塔内将从溶剂中解吸的氯液化后回收。如果溶剂在吸收塔内吸收的空气超过要求，将会降低回收氯的纯度，因此要减少吸收溶剂的用量。由于这种要求，在二氧化碳和不凝性气体浓度较高的情况下，不能充分吸收氯，导致废气中氯浓度和溶剂量大增。要用溶剂吸收法降低废气中的氯含量，选择方案包括增加溶剂用量，降低溶剂温度或进一进提高吸收塔压力。但无论用什么方法，都将促进二氧化碳和不凝性气体的吸收，因此很难回收到高纯氯。氯气是一种被广泛使用的有用的原材料。工业上大规模生产氯主要是靠海水电解，生产过程中伴随有其他气体付产物生成。这些气体组份与氯混在一起，由于氯的毒性，未经进一步处理，是无法排放到大气中的。因此，通常用碱性物质吸收氯以去除这种气体中的氯。但如果除氯之外还含有其他气体如另一种酸性气体（如二氧化碳）时，被碱性-->溶液吸收的不仅有氯，还有二氧化碳。这样，碱的需用量应等于二氧化碳和氯的总量。如果气体中二氧化碳含量较高而氯含量为痕量时，要用大量碱去除痕量的氯是很不方便的。因此需要提供一种选择吸收脱除二氧化碳中氯的方法。已经提出的方法（8）是从二氧化碳和氯的混合气中脱除氯的方法。但该法中，pH7.5远远高于6.35这一数值。如图4所示，6.35是碳酸的第一解离常数（pka），也是落在二氧化碳与碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物反应形成相应的碳酸氢盐的范围内。为了在上述范围内从二氧化碳和氯的混合气中只吸收氯，需要用与氯完全等摩尔量的碱。但在氯浓度变化的情况下，很难使碱的用量与氯的含量达到平衡。此外，pH7.5接近于次氯酸的解离常数。当pH低于上述值时，次氯酸以游离酸形式存在，所以易于解离。因此，需要精确控制pH值。但即使有效地脱除了氯。所生成的次氯酸盐溶液因有很强的氧化性和令人讨厌的气味，也不能就此排放，还需增加一步还原处理步骤。本专利技术的一个目的是提供一种从含氯、二氧化碳和不凝性气体的混合气中分离回收氯的方法，特别是从混合气中基本上全部回收氯及处理残气中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含氯气和二氧化碳气的混合气体中脱除氯的方法，该方法包括供应含碱金属亚硫酸盐和（或）碱土金属亚硫酸盐的水溶液或悬浮液，用该溶液或悬浮液洗涤该混合气，同时控制该水溶液或悬浮液的ｐＨ值为１．９－６．３，从而单独脱除该混合气中的氯。

【技术特征摘要】
JP 1988-2-16 31792/88;JP 1988-2-17 32837/88;JP 1981、一种从含氯气和二氧化碳气的混合气体中脱除氯的方法，该方法包括供应含碱金属亚硫酸盐和(或)碱土金属亚硫酸盐的水溶液或悬浮液，用该溶液或悬浮液洗涤该混合气，同时控制该水溶液或悬浮液的pH值为1.9-6.3，从而单独脱除该混合气中的氯。2、一种从含氯气和二氧化碳气的混合气体中脱除氯的方法，该方法包括供应含碱金属亚硫酸盐和（或）碱土金属亚硫酸盐，同时含碱金属氢氧化物和（或）碱土金属氢氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤洋之，神野嘉嗣，菊地功，竹中慎司，味冈正伸，二藤光夫，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]