一种氯化氢干法净化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及氯化氢干法净化方法及系统，该方法包括：1)将含杂质气体的氯化氢气体进行干燥，除去其中的水蒸汽；2)将步骤1)的氯化氢气体加压，降温冷凝，使得其中的氯化氢气体液化，形成高纯度氯化氢液体，杂质气体保持为气态，将两者气液分离；3)氯化氢液体经过减压阀减压气化，将氯化氢气体输出；本发明专利技术还能利用低温氯化氢气体对加压后的含杂质氯化氢气体进行降温冷凝，再将净化后的氯化氢气体输出，利用液态氯化氢气化吸热的原理对加压后的氯化氢进行降温冷凝。本发明专利技术涉及的方法所消耗的能源为压缩机使用的电能和第二冷凝器使用的冷媒，相比于湿法净化所用的蒸汽，降低了成本；本发明专利技术还可增设精馏塔，通过气提提高氯化氢气体的净化纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种氯化氢干法净化方法及系统
本专利技术涉及一种氯化氢生产领域，尤其是涉及氯化氢干法净化系统及方法。
技术介绍
氯化氢气体合成是在合成炉中充分燃烧氯气和氢气获得氯化氢气体，在燃烧过程中，必须充入过量的氢气，因此在合成的氯化氢气体中，会含有6％左右的氢气；另外，合成炉输出的氯化氢气体还会夹杂着水和其它气体杂质。氯化氢气体使用过程中，若未对其进行净化处理，使用效果变差，氯化氢气体在使用过程中不断消耗，夹杂的氢气不断地积累，当氢气积累到一定量时，还会引发爆炸。因此，氯化氢气体在使用前必须进行净化处理。现今氯化氢气体净化主要采用的是解析法，即先将氯化氢气体通入溶液中，然后再将氯化氢气体解析出来，解析设备如中国专利CN110606470A公开的从盐酸中浓缩解析生产氯化氢的装置，包括氯化氢解析系统和氯化钙浓缩蒸发系统，所述氯化氢解析系统包括喷射混合器、解析塔、氯化氢一级冷凝器、氯化氢二级冷凝器、除雾器、冷凝酸罐、解析再沸器和解析冷凝水罐；所述氯化钙浓缩蒸发系统包括一效蒸发器、一效闪蒸罐、一效冷凝水罐、二效蒸发器、二效闪蒸罐、二效冷凝水罐、三效蒸发器、三效闪蒸罐、三效冷凝水罐、三效出料预热器、蒸发冷凝器、真空缓冲罐和水流喷射泵真空机组。解析的过程是将溶液从解析塔顶部落下，而高温氯化氢和水蒸汽从解析塔底部通入，两者在塔内实现热交换，使浓盐酸中的氯化氢气体解析而脱出。通过解析法解析得到高纯度氯化氢气体时，需要使用大量的蒸汽对溶液进行加热，经统计，持续净化1t的氯化氢气体需要用到1.5t的蒸汽，而目前市场上蒸汽的价格大概是150元/t，净化氯化氢气体的成本相对较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氯化氢生产装置及方法，以解决现有氯化氢气体净化所需成本高的问题。为了达到目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术涉及的一种氯化氢干法净化方法，其包括以下步骤：1)将含杂质气体的氯化氢气体进行干燥，除去其中的水蒸汽；2)将步骤1)的氯化氢气体加压至0.4-1.0MpaG，降温冷凝，使得其中的氯化氢气体液化，形成高纯度氯化氢液体，杂质气体保持为气态，将两者气液分离；3)氯化氢液体经过控制阀送入第一冷凝器，将液体氯化氢汽化成气体输出。优选地，所述的步骤3)具体为：3)氯化氢液体经过控制阀减压进入第一冷凝器的壳程中，高纯度的氯化氢液体在减压以及与第一冷凝器管程中含杂质气体的氯化氢气体热交换的共同作用下，汽化形成低温氯化氢气体，同时利用高纯度氯化氢液体汽化吸热的原理对步骤1)加压后的氯化氢气体进行降温冷凝，然后将氯化氢气体输出。优选地，氯化氢干法净化方法包括如下步骤：(1)含杂质的氯化氢气体经过干燥装置干燥，除去其中的水蒸汽；(2)进入压缩机压缩至0.4-1.0MpaG，提高氯化氢气体的沸点；(3)将压缩后的含杂质的氯化氢气体通入第一冷凝器中，第一冷凝器中的含杂质的氯化氢气体通过第一冷凝器的第四出气口和第二冷凝器的第八进气口通入第二冷凝器中，第二冷凝器通过冷媒降低含杂质的氯化氢气体的温度，使得其中的氯化氢气体液化，形成高纯度的氯化氢液体，杂质气体则从第二冷凝器的第八出气口输出；高纯度的氯化氢液体经过控制阀减压进入第一冷凝器的壳程中，在减压以及与从压缩机通入第一冷凝器中的含杂质的氯化氢气体热交换的共同作用下，高纯度的氯化氢液体汽化形成低温氯化氢气体；(4)高纯度氯化氢液体在汽化过程中吸热，以汽化过程中的高纯度氯化氢作为冷媒对第一冷凝器中的含杂质的氯化氢气体降温，使第一冷凝器中的高压的氯化氢气体液化形成高纯度的氯化氢液体，高纯度的氯化氢液体再通过控制阀返回第一冷凝器进行热量交换，含杂质的氯化氢气体中部分未液化的气体则以气体的形态进入第二冷凝器中继续降温冷凝；(5)返回第一冷凝器后汽化的氯化氢以气体的形态从第一冷凝器输出。优选地，所述的步骤(2)在压缩过程中，含杂质的氯化氢气体温度升高产生热量，先将压缩后的含杂质氯化氢气体部分通入第一热交换器，部分通入第二热交换器；所述的步骤(3)中再将第一热交换器和第二热交换器中的压缩后的含杂质的氯化氢气体通入第一冷凝器中；所述步骤(3)中从第二冷凝器的第八出气口输出的杂质气体从第二热交换器的第七进气口返回至第二热交换器中，与第二热交换器中压缩后的含杂质氯化氢气体进行热交换，对杂质气体进行加温，加温后从第二热交换器的第七出气口送入合成炉回用；所述步骤(5)中从第一冷凝器的第五出气口输出的高纯度氯化氢气体从第一热交换器的第三进气口返回第一热交换器中，与第一热交换器中压缩后的含杂质氯化氢气体进行热交换，对高纯度氯化氢气体进行加温，使其达到工业使用所需的温度，再从第一热交换器的第三出气口输出高纯度氯化氢气体。氯化氢气体在工业上使用时需要对氯化氢气体进行加温，杂质气体进入合成炉回用时也需要对杂质气体进行加温，故利用高压的含杂质的氯化氢气体分别与净化后的高纯度氯化氢气体以及杂质气体进行加温，充分利用了加压气体时产生的热量，减少了后续氯化氢气体使用及含杂质气体回炉所需的能耗。优选地，所述的步骤(3)中第一热交换器和第二热交换器中的含杂质的氯化氢气体在通入第一冷凝器之前，先通入到精馏塔中；所述的步骤(3)和步骤(4)中液化后的氯化氢在进入控制阀减压前也通过所述的精馏塔，通过含杂质的氯化氢气体气提溶于氯化氢液体中的杂质，使得氯化氢液体的纯度更高。优选地，所述的步骤(2)中还将部分压缩后的含杂质氯化氢气体部分通入一个第三热交换器，所述的步骤(3)中用于对第二冷凝器进行热交换的冷媒在回收前先被通入第三热交换器中，并与第三热交换器的含杂质气体的氯化氢气体进行热交换，使第三热交换器中的部分氯化氢液化，氯化氢液体、不凝氯化氢气体及杂质气体均进入精馏塔中，氯化氢气体液化从精馏塔的精馏塔出液口输出，经过控制阀减压进入第一冷凝器的壳程中进行汽化，形成低温氯化氢气体；不凝氯化氢气体及杂质气体从精馏塔的精馏塔出气口输出，从第一冷凝器的第四进气口进入第一冷凝器中，按照步骤(3)和(4)的方式继续液化。优选地，所述的步骤(3)和步骤(4)中，氯化氢液体从精馏塔进入控制阀进行减压前，还通过再沸器对氯化氢液体进行升温，将溶于氯化氢液体的杂质分离出来并返回精馏塔中。优选地，所述的步骤1)中将含杂质气体的氯化氢气体进行干燥的具体步骤为：(1.1)将含杂质气体的氯化氢气体通入干燥冷却器中，对含杂质气体的氯化氢气体进行降温，使得部分水蒸汽因降温液化，与含杂质气体的氯化氢气体分离；(1.2)将步骤(1.1)获得的含杂质气体的氯化氢气体通入硫酸干燥塔中，利用硫酸干燥塔的浓硫酸吸收水蒸汽；(1.3)将步骤(1.2)获得的含杂质气体的氯化氢气体通入气体除沫器，去除硫酸干燥塔吸收水蒸汽时产生的硫酸雾。本专利技术还涉及一种氯化氢干法净化系统，其包括干燥装置、压缩机、第一热交换器、第一冷凝器、第二热交换器和第二冷凝器；所述的压缩机上设有相互连通的第一进气口和第一出气口，第一进气口与干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯化氢干法净化方法，其特征在于：其包括以下步骤：/n1)将含杂质气体的氯化氢气体进行干燥，除去其中的水蒸汽；/n2)将步骤1)的氯化氢气体加压至0.4-1.0MpaG，降温冷凝，使得其中的氯化氢气体液化，形成高纯度氯化氢液体，杂质气体保持为气态，将两者气液分离；/n3)氯化氢液体经过控制阀送入第一冷凝器，将液体氯化氢汽化成气体输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种氯化氢干法净化方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1)将含杂质气体的氯化氢气体进行干燥，除去其中的水蒸汽；
2)将步骤1)的氯化氢气体加压至0.4-1.0MpaG，降温冷凝，使得其中的氯化氢气体液化，形成高纯度氯化氢液体，杂质气体保持为气态，将两者气液分离；
3)氯化氢液体经过控制阀送入第一冷凝器，将液体氯化氢汽化成气体输出。


2.根据权利要求1所述的氯化氢干法净化方法，其特征在于：所述的步骤3)具体为：
3)氯化氢液体经过控制阀减压进入第一冷凝器的壳程中，高纯度的氯化氢液体在减压以及与第一冷凝器管程中含杂质气体的氯化氢气体热交换的共同作用下，汽化形成低温氯化氢气体，同时利用高纯度氯化氢液体汽化吸热的原理对步骤1)加压后的氯化氢气体进行降温冷凝，然后将氯化氢气体输出。


3.根据权利要求2所述的氯化氢干法净化方法，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)含杂质的氯化氢气体经过干燥装置干燥，除去其中的水蒸汽；
(2)进入压缩机压缩至0.4-1.0MpaG，提高氯化氢气体的沸点；
(3)将压缩后的含杂质的氯化氢气体通入第一冷凝器中，第一冷凝器中的含杂质的氯化氢气体通过第一冷凝器的第四出气口和第二冷凝器的第八进气口通入第二冷凝器中，第二冷凝器通过冷媒降低含杂质的氯化氢气体的温度，使得其中的氯化氢气体液化，形成高纯度的氯化氢液体，杂质气体则从第二冷凝器的第八出气口输出；高纯度的氯化氢液体经过控制阀减压进入第一冷凝器的壳程中，在减压以及与从压缩机通入第一冷凝器中的含杂质的氯化氢气体热交换的共同作用下，高纯度的氯化氢液体汽化形成低温氯化氢气体；
(4)高纯度氯化氢液体在汽化过程中吸热，以汽化过程中的高纯度氯化氢作为冷媒对第一冷凝器中的含杂质的氯化氢气体降温，使第一冷凝器中的高压的氯化氢气体液化形成高纯度的氯化氢液体，高纯度的氯化氢液体再通过控制阀返回第一冷凝器进行热量交换，含杂质的氯化氢气体中部分未液化的气体则以气体的形态进入第二冷凝器中继续降温冷凝；
(5)返回第一冷凝器后汽化的氯化氢以气体的形态从第一冷凝器输出。


4.根据权利要求3所述的氯化氢干法净化方法，其特征在于：所述的步骤(2)在压缩过程中，含杂质的氯化氢气体温度升高产生热量，先将压缩后的含杂质氯化氢气体部分通入第一热交换器，部分通入第二热交换器；
所述的步骤(3)中再将第一热交换器和第二热交换器中的压缩后的含杂质的氯化氢气体通入第一冷凝器中；
所述步骤(3)中从第二冷凝器的第八出气口输出的杂质气体从第二热交换器的第七进气口返回至第二热交换器中，与第二热交换器中压缩后的含杂质氯化氢气体进行热交换，对杂质气体进行加温，加温后从第二热交换器的第七出气口送入合成炉回用；
所述步骤(5)中从第一冷凝器的第五出气口输出的高纯度氯化氢气体从第一热交换器的第三进气口返回第一热交换器中，与第一热交换器中压缩后的含杂质氯化氢气体进行热交换，对高纯度氯化氢气体进行加温，使其达到工业使用所需的温度，再从第一热交换器的第三出气口输出高纯度氯化氢气体。


5.根据权利要求4所述的氯化氢干法净化方法，其特征在于：所述的步骤(3)中第一热交换器和第二热交换器中的含杂质的氯化氢气体在通入第一冷凝器之前，先通入到精馏塔中；所述的步骤(3)和步骤(4)中液化后的氯化氢在进入控制阀减压前也通过所述的精馏塔，通过含杂质的氯化氢气体气提溶于氯化氢液体中的杂质，使得氯化氢液体的纯度更高。


6.根据权利要求4所述的氯化氢干法净化方法，其特征在于：所述的步骤(2)中还将部分压缩后的含杂质氯化氢气体部分通入一个第三热交换器，所述的步骤(3)中用于对第二冷凝器进行热交换的冷媒在回收前先被通入第三热交换器中，并与第三热交换器的含杂质气体的氯化氢气体进行热交换，使第三热交换器中的部分氯化氢液化，氯化氢液体、不凝氯化氢气体及杂质气体均进入精馏塔中，氯化氢气体液化从精馏塔的精馏塔出液口...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄奕平，仇晓丰，童新洋，
申请(专利权)人：杭州中昊科技有限公司，杭州东日节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33