一种氟化氢纯化制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氟化氢纯化制备方法，通过在白肥制备普钙及富钙过程中，对产生的氟化氢气体进行纯化制备；包括以下步骤：S1热干白肥；S2制备浓缩的浓氟硅酸与初级粗制氟化氢；S3制备粗硫酸稀释液与次级粗制氟化氢；S4制备新制硫酸、无水氟化氢以及轻组分杂质气体；S5制备无水氟化氢以及废气；S6废气回收产生无水氟化氢；本发明专利技术的有益效果是：通过反应产物进行纯化制备氟化氢，保证纯度；采用多级循环工艺，制备出高纯氟化氢气体；通过采用热流干燥的方式，减少纯化工艺流程；氟硅酸逆流接触，得到纯化得浓缩氟硅酸，为后续生成氟化氢气体提供纯化的浓缩氟硅酸；采用冷凝，加快反应的速度同时也能去除低凝固点的杂质和低沸点的气体杂质。

A purification and preparation method of hydrogen fluoride

【技术实现步骤摘要】
一种氟化氢纯化制备方法
本专利技术涉及氟化氢制备领域，具体是一种氟化氢纯化制备方法。
技术介绍
目前我国国内通常采用脱氟压滤工艺来制备饲料级磷酸氢钙，在脱氟工段产生的大量废渣称为脱氟渣(又称“白肥”)，白肥里面还有大量的枸溶性磷和氟，目前我国将产生的白肥主要进行干燥回收利用，作为粗肥或复混肥的原料，但无法去除其中有害氟，同时也无法将中氟转化为氟化氢回收利用，进而直接用作粗肥或复混肥，可能会导致农作物氟中毒。但在不久的将来随着人民生活水平的提高和食品安全的加强，中国也会像欧美日一样，对肥料中的有害元素进行限制，肥料中的氟含量也必然受限制，这时白肥的出路更加会面临巨大挑战，同时也会威胁磷酸氢钙工厂的生存；将来磷石膏产品化、白肥的高附加值化和无害化是维系磷酸氢钙生存要害；尤其是白肥在制备饲料级磷酸氢钙中，会产生大量的氟化氢气体，扩散到空气中污染空气，并且氟化氢具有很强的毒性，容易影响人体钙质的吸收和损害人体骨骼，因此白肥制备过程中因注重无害化处理氟化氢气体。如专利技术为一种饲料级磷酸氢钙生产过程中制备氟化氢的方法(2016103429319)，公开了一种饲料级磷酸氢钙生产过程中制备氟化氢的方法，将含氟尾气通入氨水溶液槽，当pH为2.5～3.5时将吸收液排入沉淀池，并在氨水溶液槽中加入氨水；将沉淀池中的上清液减压蒸发浓缩，得到氟硅酸铵固体，加入到浓硫酸中，将产生的气体通过冷凝塔，其中冷凝下来的液体为氟化氢，剩余的尾气通入前面所述的氨水溶液槽，循环回收利用；但采用氨水参与整个反应过程，引入了第三方试剂，并且饲料级磷酸氢钙中掺杂了一定杂质，会参与反应中，影响氟化氢的纯度；同时直接采用尾气进入循环工艺中，并未针对尾气中含有的多种气体进行分级循环，会导致单个循环工艺循环次数过多，影响产生的氟化氢气体；因此，目前急需一种完全转化、多级循环、对环境无害的氟化氢纯化制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氟化氢制备方法，以至少达到对完全转化、多级循环、对环境无害的目的。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种氟化氢纯化制备方法，通过在白肥制备普钙及富钙过程中，对产生的氟化氢气体进行纯化制备；包括以下步骤：S1将白肥热干，采用双轴反应方式，收集溢出到气相的气体；S2将得到的气体通过硫酸吸收水分与氟化氢，得到初级粗制氟化氢；再将吸收后的剩余气体经过水汽吸收后浓缩，得到浓缩的浓氟硅酸；S3将得到的浓氟硅酸经过预热后，在密闭环境下经过浓硫酸作用，将得到的混合液经过蒸馏制备得到粗硫酸稀释液与次级粗制氟化氢；S4将得到的粗硫酸稀释液经过汽提进行纯化，得到新制硫酸，将得到的新制硫酸返回上述步骤中；将得到的初级与次级粗制氟化氢通过预净化去除高沸点杂质，得到Ⅰ级氟化氢气体，经过冷凝得到Ⅰ级氟化氢液体再次经过预净化后得到Ⅱ级氟化氢液体，将Ⅱ级氟化氢液体经过加压精馏后，干燥，得到无水氟化氢以及轻组分杂质气体；S5将得到的无水氟化氢通过压力以及硫酸冷却后，得到纯化的无水氟化氢，入库贮存；将得到的轻组分杂质气体经过硫酸吸收后，再次经过S2-S4步骤，得到无水氟化氢以及废气，将得到的无水氟化氢经所述压力以及硫酸冷却后，入库贮存；S6将得到废气经过氟硅酸逆流接触反应，利用滤饼分离，得到浓缩氟硅酸以及尾气，将得到浓缩氟硅酸返回步骤S3-S5中进一步纯化吸收，得到纯化的无水氟化氢，入库贮存；将尾气经过步骤S1-S5，再水洗后排入空气，洗涤后的废水洗涤所述滤饼，完成循环工艺。优选的，为了使含氟化硅的废气充分水溶吸收，所述的氟硅酸逆流接触反应为，含有氟化硅的废气经过氟硅酸，产生水溶反应：5SiF4+2H2O→2H2SiF6·SiF4+SiO2；所述的二氧化硅通过所述的滤饼过滤分离出来；进而将产生的二氧化硅通过滤饼分离出来，得到纯化得浓缩氟硅酸。优选的，为了进一步使白肥充分热干，以及减少水汽参与氟化氢制备过程，所述的白肥热干采用气流干燥，以白肥水分小于1％为充分干燥标准，通过限定白肥水分小于1％为充分干燥标准，进而保证热干过程中气体中的水汽含量低，减少纯化工艺流程。优选的，为了进一步降低粗氟化氢气体中杂质，所述的预净化为将初级与次级粗氟化氢气体置于预净化塔内，通过塔内降温去除高沸点杂质；通过在预净化塔内降温处理，使高沸点杂质通过降温方式，由气相转为液相或固相，实现气-液或气-固分离；进而实现高沸点杂质去除。优选的，为了进一步使新制硫酸返回反应体系，体现循环工艺，所述的新制硫酸为粗硫酸稀释液经过汽提脱除氟化氢的硫酸；所述的新制硫酸的质量分数为70-75％；进而通过采用汽提方式使硫酸达到工业级硫酸的水准，进而使硫酸返回反应体系中，体现循环工艺。优选的，为了进一步使氟化氢气体冷凝更充分，所述的冷凝采用两个串级的冷凝器，并且设定冷凝剂温度为10-15℃，通过采用低温的冷凝剂，快速使Ⅰ级氟化氢气体液化，加快反应的速度同时也能去除低凝固点的杂质和低沸点的气体杂质。优选的，为了进一步限定进入蒸馏过程中的混合液成分，所述的混合液包括硫酸、水、氟化氢，进而通过蒸馏分离出粗硫酸稀释液、初级与次级的粗制氟化氢，方便后续各部分离。优选的，为了进一步使体系中产生的气体充分参与到反应中，所述的轻组分杂质气体包括二氧化硫、氟化硅，通过限定轻组分杂质气体成分，进而说明轻组分杂质气体需要参与反应体系的员力原因，使氟化氢纯化制备工艺更完整。本专利技术的有益效果是：1.采用白肥制备普钙以及富钙的流程中，通过反应体系内的反应产物进行纯化制备氟化氢，不引入其他试剂元素，进而保证制备的氟化氢的纯度，同时采用多级循环工艺，可制备出高纯度的氟化氢气体，并且完全将白肥中的硅元素完全去除，对环境无害。2.通过采用热流干燥的方式，保证白肥水分小于1％，达到充分干燥，进而保证热干过程中气体中的水汽含量低，减少纯化工艺流程。3.采用含有氟化硅的废气经过氟硅酸逆流接触，产生水溶反应，进而将产生的二氧化硅通过滤饼分离出来，得到纯化得浓缩氟硅酸，为后续生成氟化氢气体提供纯化的浓缩氟硅酸。4.采用两个串级的冷凝器，并且设定冷凝剂温度为10-15℃作为冷凝方式，加快反应的速度同时也能去除低凝固点的杂质和低沸点的气体杂质。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。实施例1如图1所示，一种氟化氢纯化制备方法，通过在白肥制备普钙及富钙过程中，对产生的氟化氢气体进行纯化制备；包括以下步骤：S1将白肥热干，采用双轴反应方式，收集溢出到气相的气体；为了进一步使白肥充分热干，以及减少水汽参与氟化氢制备过程，所述的白肥热干采用气流干燥，以白肥水分小于1％为充分干燥标准，通过限定白肥水分小于1％为充分干燥标准，进而保证热干过程中气体中的水汽含量低，减少纯化工艺流程；S2将得到的气体通过硫酸吸收水分与氟化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟化氢纯化制备方法，其特征在于：通过在白肥制备普钙及富钙过程中，对产生的氟化氢气体进行纯化制备；包括以下步骤：/nS1将白肥热干，采用双轴反应方式，收集溢出到气相的气体；/nS2将得到的气体通过硫酸吸收水分与氟化氢，得到初级粗制氟化氢；再将吸收后的剩余气体经过水汽吸收后浓缩，得到浓缩的浓氟硅酸；/nS3将得到的浓氟硅酸经过预热后，在密闭环境下经过浓硫酸作用，将得到的混合液经过蒸馏制备得到粗硫酸稀释液与次级粗制氟化氢；/nS4将得到的粗硫酸稀释液经过汽提进行纯化，得到新制硫酸，将得到的新制硫酸返回上述步骤中；将得到的初级与次级粗制氟化氢通过预净化去除高沸点杂质，得到Ⅰ级氟化氢气体，经过冷凝得到Ⅰ级氟化氢液体再次经过预净化后得到Ⅱ级氟化氢液体，将Ⅱ级氟化氢液体经过加压精馏后，干燥，得到无水氟化氢以及轻组分杂质气体；/nS5将得到的无水氟化氢通过压力以及硫酸冷却后，得到纯化的无水氟化氢，入库贮存；将得到的轻组分杂质气体经过硫酸吸收后，再次经过S2-S4步骤，得到无水氟化氢以及废气，将得到的无水氟化氢经所述压力以及硫酸冷却后，入库贮存；/nS6将得到废气经过氟硅酸逆流接触反应，利用滤饼分离，得到浓缩氟硅酸以及尾气，将得到浓缩氟硅酸返回步骤S3-S5中进一步纯化吸收，得到纯化的无水氟化氢，入库贮存；将尾气经过步骤S1-S5，再水洗后排入空气，洗涤后的废水洗涤所述滤饼，完成循环工艺。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氟化氢纯化制备方法，其特征在于：通过在白肥制备普钙及富钙过程中，对产生的氟化氢气体进行纯化制备；包括以下步骤：
S1将白肥热干，采用双轴反应方式，收集溢出到气相的气体；
S2将得到的气体通过硫酸吸收水分与氟化氢，得到初级粗制氟化氢；再将吸收后的剩余气体经过水汽吸收后浓缩，得到浓缩的浓氟硅酸；
S3将得到的浓氟硅酸经过预热后，在密闭环境下经过浓硫酸作用，将得到的混合液经过蒸馏制备得到粗硫酸稀释液与次级粗制氟化氢；
S4将得到的粗硫酸稀释液经过汽提进行纯化，得到新制硫酸，将得到的新制硫酸返回上述步骤中；将得到的初级与次级粗制氟化氢通过预净化去除高沸点杂质，得到Ⅰ级氟化氢气体，经过冷凝得到Ⅰ级氟化氢液体再次经过预净化后得到Ⅱ级氟化氢液体，将Ⅱ级氟化氢液体经过加压精馏后，干燥，得到无水氟化氢以及轻组分杂质气体；
S5将得到的无水氟化氢通过压力以及硫酸冷却后，得到纯化的无水氟化氢，入库贮存；将得到的轻组分杂质气体经过硫酸吸收后，再次经过S2-S4步骤，得到无水氟化氢以及废气，将得到的无水氟化氢经所述压力以及硫酸冷却后，入库贮存；
S6将得到废气经过氟硅酸逆流接触反应，利用滤饼分离，得到浓缩氟硅酸以及尾气，将得到浓缩氟硅酸返回步骤S3-S5中进一步纯化吸收，得到纯化的无水氟化氢，入库贮存；将尾气经过步骤S1-S5，再水洗后排入空气，洗涤后的废水洗涤所述滤饼，完成循环工艺。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗建洪，舒爱桦，
申请(专利权)人：贵州新东浩化工材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52