一种氟化铵或氟化氢铵的制备方法技术

本发明专利技术属于化合物生产技术领域，具体涉及一种氟化铵或氟化氢铵的制备方法，所述制备方法采用分段式反应进行，将无水氢氟酸和液氨的量分成多个批次，第一批无水氢氟酸加完，用相应量的液氨中和，然后再次加入第二批无水氢氟酸，再用相应量的液氨中和，依次交替加入直至反应完全结束。本发明专利技术氟化铵或氟化氢铵的制备方法通过采用分段式反应，将无水氢氟酸和液氨的量分成多个批次进行反应，过程条件好控制，无原料浪费，采用快速酸碱滴定法监测反应终点，精准、简便、快速，所得产品质量稳定、能满足一级品的要求。一级品的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种氟化铵或氟化氢铵的制备方法


[0001]本专利技术属于化合物生产
，具体涉及一种氟化铵或氟化氢铵的制备方法。

技术介绍

[0002]氟化铵是一种白色针状结晶，易吸湿，溶于冷水，微溶于乙醇，加热分解为氨和氟化氢，在热水中分解为氨及氟化氢铵，其水溶液呈酸性，能腐蚀玻璃，相对密度1.015，有毒，半数致死量(大鼠，腹腔)32mg/kg，有腐蚀性，可用作化学试剂、玻璃蚀刻剂(参与氢氟酸并用)、发酵工业消毒剂和防腐剂、由氧化铍制金属铍的溶剂以及硅钢板的表面处理剂，还用于制造陶瓷、镁合金，锅炉给水系统和蒸气发生系统的清洗脱垢，以及油田砂石的酸处理，也用作烷基化、异构化催化剂组分。氟化氢铵是一种重要的无机氟盐，白色的正交晶系结晶，比重1.52，熔点124.6℃，易潮解，易结块，可溶于水，微溶于醇，在热水中分解为氨和氟化氢铵，加热时分解为氨和氟化氢，水溶液呈酸性反应，能腐蚀玻璃，有毒，其主要用于金属在磷酸盐中钝化或镀锌、镀镍中用于侵洗金属使表面活化、硅钢板表面防锈处理、利用其能溶解硅石和硅酸盐特性、用于油田濒井对砂石酸化处理提高采量，还可用于制造陶瓷和铝镁合金的氧化剂及锅炉给水系统蒸汽发生统的清洗剂清除硅酸盐等结垢。
[0003]目前，氟化铵或氟化氢铵主要采用液相法进行生产，分为两种：一种为中和法，即氢氟酸与氨在水溶液或有机溶剂中反应生成氟化氢或氟化氢铵，冷却结晶或浓缩后冷却结晶，经固液分离得到成品；另一种为氟硅酸分解法，即氟硅酸与过量氨反应生成氟硅酸铵并分解成氟化铵和二氧化硅，分离二氧化硅，溶液经浓缩结晶得到氟化铵成品或再经过高温分解(或者加氢氟酸酸化)后浓缩结晶得到氟化氢铵成品。
[0004]而目前生产中制备氟化铵或氟化氢铵采用中和法的比较多，—种是用液氨或氨水逐渐中和定量的氢氟酸，一种是定量的氢氟酸与氨同时进入溶液中反应。上述两种方法均有一定的缺陷，如用氨逐步中和氢氟酸，在反应结束前体系中氢氟酸一直处于过量状态，并且前半程属于氢氟酸严重过量状态，随着氨的加入，体系温度上升逐渐加快，并且氟化铵在热水中会分解，生成氟化氢铵与氢氟酸，较多的氢氟酸不可避免地汽化逃逸进入尾气系统，造成原料的浪费；用氢氟酸与液氨同时在溶液中反应，反应体系温度上升速度快，不利于温度控制。公开号CN103303941B专利中，提到另一种方法，先加入少部分液氨，再用过量氢氟酸中和，随后加入剩余的氢氟酸和液氨，但是，氨溶液受热后，氨更容易逃逸。目前，中和反应的终点大多采用pH试纸进行取样检测，也有少数采用pH计。但是用pH试纸检测控制反应终点，虽然简便直观，但误差大，而且试纸容易受环境空气污染，影响检测结果；用pH计检测控制反应终点，虽然数据准确，但对于使用环境及操作人员要求较高，仪器维护要求高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种氟化铵或氟化氢铵的制备方法，该制备方法通过采用分段式反应，将无水氢氟酸和液氨的量分成多个批次进行反应，过程条件好控制，无原料浪费，采用快速酸碱滴定法监测反应终点，精准、简便、快速。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种氟化铵或氟化氢铵的制备方法，所述制备方法采用分段式反应进行，将无水氢氟酸和液氨的量分成多个批次，第一批无水氢氟酸加完，用相应量的液氨中和，然后再次加入第二批无水氢氟酸，再用相应量的液氨中和，依次交替加入直至反应完全结束。
[0007]进一步的，上述技术方案中所述制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1.根据理论投料量，将氟化氢和液氨的量分别分成多个批次；
[0009]S2.在带有石墨列管冷却装置的反应釜中泵入氟化铵或氟化氢铵母液或水；
[0010]S3.在水冷却状态下向反应釜中通入第一批次投料量的无水氟化氢，然后缓慢向反应釜中通入第一批次投料量的液氨，通过控制液氨流量，使反应体系温度不超过95℃；
[0011]S4.在S3通氨结束后，向反应釜内通入第二批次投料量的无水氟化氢，保持反应体系温度不超过95℃，向反应釜内通入第二批次投料量的液氨，保持反应体系温度不超过95℃，依次交替反应；
[0012]S5.在S4反应完成后，从反应液中取样，采用快速酸碱滴定法监测反应终点；
[0013]S6.根据S5的监测结果，通过控制无水氢氟酸或液氨的投料量，直至反应完全；
[0014]S7.将S6反应完全的溶液冷却、结晶，经固液分离后，得成品。
[0015]进一步的，上述技术方案所述S1中将氟化氢和液氨分别分为2
‑
5个批次。
[0016]进一步的，上述技术方案生产氟化铵时，S3和S4中所述反应体系温度不超过90℃。
[0017]进一步的，上述技术方案S5中生产氟化铵时，所述快速酸碱滴定法为：取2mL反应液，置于预先加入50mL水的比色管中，滴入2滴1g/L的溴甲酚紫指示液，得样品液；(1)当样品液呈紫色时，与标准液对比，若样品液紫色比标准液深，反应体系中氨过量，需补充无水氢氟酸，若样品液紫色浅于标准液，反应完全；(2)当样品液呈黄色时，用1mol/L的碱性溶液滴定至紫色，记录碱性溶液消耗的体积为V：
[0018]当V>0.2mL时，反应体系中氨不足，需补充氨；
[0019]当0<V<0.2ml时，反应完全。
[0020]进一步的，上述技术方案中所述标准液为量取50mL pH6.8的缓冲溶液置于50mL比色管中，加2滴1g/L的溴甲酚紫指示液，摇匀，制得。
[0021]进一步的，上述技术方案S5中生产氟化氢铵时，所述快速酸碱滴定法为：取2mL反应液，加入50mL水，第一次滴入2
‑
3滴10g/L的酚酞指示液，用1mol/L的碱性溶液滴定至淡红色，记录碱性溶液消耗的体积为V1；第二次加入20mL中性甲醛溶液，用1mol/L的碱性溶液滴定至淡红色，记录碱性溶液消耗的体积为V2；
[0022]当(V1
‑
V2)>0.5时，反应体系中氨不足，需补充氨；
[0023]当(V1
‑
V2)<0时，反应体系中酸不足，需补充无水氢氟酸；
[0024]当0<(V1
‑
V2)<0.5时，反应完全。
[0025]进一步的，上述技术方案中所述碱性溶液为氢氧化纳、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化钡中的任一种。
[0026]进一步的，上述技术方案中近所述离心机采用自动卸料离心机，并采取防氢氟酸腐蚀措施或采用耐氢氟酸腐蚀的材质制作。
[0027]进一步的，上述技术方案中所述制备方法在密闭微负压条件下完成。
[0028]本专利技术具有的有益效果是：
[0029]1.本专利技术采用分段式反应，将无水氢氟酸和液氨的量分成多个批次进行反应，原料投入量得到很好控制，反应充分；同时避免了因大量无水氢氟酸和液氨同时存在时反应体系温度上升过快以及原料逃逸的问题，温度得到控制、无原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化铵或氟化氢铵的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用分段式反应进行，将无水氢氟酸和液氨的量分成多个批次，第一批无水氢氟酸加完，用相应量的液氨中和，然后再次加入第二批无水氢氟酸，再用相应量的液氨中和，依次交替加入直至反应完全结束。2.根据权利要求1所述的氟化铵或氟化氢铵的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.根据理论投料量，将氟化氢和液氨的量分别分成多个批次；S2.在带有石墨列管冷却装置的反应釜中泵入氟化铵或氟化氢铵母液或水；S3.在水冷却状态下向反应釜中通入第一批次投料量的无水氟化氢，然后缓慢向反应釜中通入第一批次投料量的液氨，通过控制液氨流量，使反应体系温度不超过95℃；S4.在S3通氨结束后，向反应釜内通入第二批次投料量的无水氟化氢，保持反应体系温度不超过95℃，向反应釜内通入第二批次投料量的液氨，保持反应体系温度不超过95℃，依次交替反应；S5.在S4反应完成后，从反应液中取样，采用快速酸碱滴定法监测反应终点；S6.根据S5的监测结果，通过控制无水氢氟酸或液氨的投料量，直至反应完全；S7.将S6反应完全的溶液冷却、结晶，经固液分离后，得成品。3.根据权利要求2所述的氟化铵或氟化氢铵的制备方法，其特征在于，所述S1中将氟化氢和液氨分别分为2
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5个批次。4.根据权利要求2所述的氟化铵或氟化氢铵的制备方法，其特征在于，生产氟化铵时，S3和S4中所述反应体系温度不超过90℃。5.根据权利要求2所述的氟化铵或氟化氢铵的制备方法，其特征在于，S5中生产氟化铵时，所述快速酸碱滴定法为：取2mL反应液，置于预先加入50mL水的比色管中，滴入2滴1g/L的溴甲酚紫指示液，得样品液；(1)当样品液呈紫色时，与标准液对比，若样品液紫色比标准液深，反应体系中液氨过量，需补...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晓军，孙燕，俞葵阳，
申请(专利权)人：江西省东沿药业有限公司，
类型：发明
国别省市：