本發(fā)明公開了一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，屬于化工
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,有機(jī)氟產(chǎn)品品種和產(chǎn)量與日俱增，特別是氟聚合物需求越來越大。以有機(jī)合成方法生產(chǎn)的有機(jī)氟單體，其最初原料氟氯烷烴的制備過程中，產(chǎn)生大量的含HCl-HF合成尾氣。脫除HCl-HF混合氣體中的HF主要有：氣體吸附法、氣體洗滌法和水溶液吸收法。氣體吸附法分低溫吸附法和常溫吸附法：低溫吸附法是用氧化鋁為主要成分的吸附劑作脫氟劑，在脫氟塔中進(jìn)行吸附脫氟，脫氟過程的操作溫度為-10～-80℃，操作壓力為0.1～2.0MPa。由于工藝過程是從氯化氫氣體中脫除氟化氫，脫氟劑與氣體接觸后會產(chǎn)生大量的水，這不僅造成脫氟劑表面溶解，脫氟劑內(nèi)部的氧化鋁等無法與氣體中的HF接觸，而且導(dǎo)致操作壓力急劇升高，設(shè)備難以正常運(yùn)行；常溫吸附法是用無水金屬氯化物作脫氟劑，在吸附柱內(nèi)進(jìn)行飽和吸附脫氟，所得金屬氟化物再從吸附柱內(nèi)排出，但由于吸附劑更換作業(yè)的不連續(xù)性，使得這一方法難以滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的要求。氣體洗滌法是將含有氟化氫的氯化氫氣體通入含硼酸的濃鹽酸中，硼酸轉(zhuǎn)化成含氟硼酸，然后用硅膠吸附除去氟硼酸中的氟，返回循環(huán)使用。但使用過程硅膠的耗量較大，且形成大量的含氟廢水及含氟固廢。水溶液吸收法主要用于含氟化氫的副產(chǎn)鹽酸脫氟，具體的工藝過程為：先將含有氟化氫的氯化氫氣體通入水中轉(zhuǎn)化成含氟化氫的副產(chǎn)鹽酸，然后用二甲基二氯硅烷或硅膠作脫氟劑，脫除含氟化氫的副產(chǎn)鹽酸中的氟。脫氟劑再生后返回吸附工序循環(huán)使用。但水溶液吸收法只能得到鹽酸，且同樣會形成大量的含氟廢水及含氟固廢。六氟鋁酸鈉(冰晶石)是一種重要的氟化工產(chǎn)品，它主要用作煉鋁的助熔劑,農(nóng)作物的殺蟲劑，陶瓷釉要的熔融劑及乳白劑，也用于制造乳白玻璃，還可作鋁合金、鐵合金和沸騰鋼生產(chǎn)中的電解液和砂輪的配料等。六氟鋁酸鈉的生產(chǎn)方法主要有：合成法、干法及制鋁工業(yè)回收法。合成法是先由碳酸鈉溶液和氟硅酸合成氟化鈉、由氟硅酸和氫氧化鋁合成氟化鋁,經(jīng)過濾后,再由氟化鈉與氟化鋁反應(yīng)制取冰晶石,然后過濾、干燥得冰晶石成品。干法是使氣態(tài)氟化氫在400～700℃通過氫氧化鋁，生成氟鋁酸，然后與碳酸鈉高溫反應(yīng)，合成冰晶石，再經(jīng)過濾、烘干，制得冰晶石成品。制鋁工業(yè)回收法是在蒸汽加熱下，制鋁工業(yè)所得廢料和氫氟酸反應(yīng)，生成氟化鋁，然后在蒸汽加熱下與碳酸鈉溶液反應(yīng)，合成冰晶石，再經(jīng)過濾、干燥，制得冰晶石成品。以HCl-HF混合氣體為原料直接生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收其中的HCl還未見報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，操作簡便，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好的用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，包括下述步驟：第一步：吸收液配制往鹽酸溶液中攪拌加入含鈉化合物和含鋁化合物，配制含NaCl、AlCl3的混合溶液作為HF的吸收液；第二步：HF吸收將第一步配制的吸收液與HCl-HF混合氣體接觸，形成六氟鋁酸鈉沉淀并得到脫氟后的氣體，過濾得六氟鋁酸鈉濾餅和吸收后液，過濾所得六氟鋁酸鈉濾餅烘干后作產(chǎn)品銷售，吸收后液補(bǔ)充適量的NaCl和AlCl3返回HF吸收工序繼續(xù)使用；脫氟后的氣體用于回收HCl；第三步：HCl回收第二步得到的脫氟后的氣體用水吸收得工業(yè)鹽酸，或干燥脫水后加壓液化得HCl液體。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，第一步中，配制吸收液的鹽酸溶液濃度為0.1～12mol/L；吸收液中，NaCl濃度為3～390g/L、AlCl3濃度為4～490g/L。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，第一步中，所用的含鈉化合物選自氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的至少一種。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，第一步中，所用的含鋁化合物選自氧化鋁、氫氧化鋁、氯化鋁中的至少一種。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，第二步中，吸收液與HCl-HF混合氣體接觸，是將HCl-HF混合氣體與吸收液通過1～10級逆流或并流吸收器，吸收脫除其中的HF，所述吸收器為浸沒吸收器或噴淋吸收器或動力波吸收器，吸收脫除HF的工藝參數(shù)為：HCl-HF混合氣體以0.1～1000cm/s的流速，于-10～80℃的吸收液按體積比1:0.1-100接觸。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，第三步中，所述的干燥脫水選擇冷卻分離法、溶劑吸附法、固體吸附法中的至少一種除去HCl氣體中的水分。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，所述的冷卻分離法是指將第二步得到的脫氟后的氣體冷卻至-30～10℃，使其中的水冷凝成霧狀或液滴，再采用離心分離或電除霧分離或過濾分離將液滴與氣體分離，得到干燥的HCl氣體。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，所述的溶劑吸附法是用濃硫酸或用甘油類化合物吸收第二步得到的脫氟后的氣體中的水汽，得到干燥的HCl氣體。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，所述的固體吸附法是用無水氯化鋁或氧化鋁或氫氧化鋁制成的粒徑為0.2～50mm吸水劑裝柱，含水的HCl氣體于0～50℃的溫度下，以0.1～100cm/s通過吸附柱，吸附第二步得到的脫氟后的氣體中的水汽，得到干燥的HCl氣體，使用過的吸水劑返回第一步用作配制吸收液的原料。本發(fā)明一種用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的方法，所述的加壓液化是指將干燥的HCl氣體冷卻至51.5℃以下，加壓使之變成HCl液體。本發(fā)明用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的基本原理為：Al(HO)3+3HCl＝AlCl3+3H2O(1)Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O(2)AlCl3+6HF＝H3AlF6+3HCl↑(3)3NaCl+H3AlF6＝Na3AlF6↓+3HCl↑(4)本發(fā)明與已有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果：本發(fā)明巧妙地利用Al3+與F-的結(jié)合形成AlF63-的穩(wěn)定性，及Na3AlF6在鹽酸溶液中的不溶性，以Al3+作為HF氣體的吸附劑，高效脫除HCl-HF混合氣體的中的氟，并得到純度達(dá)到99.5％以上的優(yōu)質(zhì)六氟鋁酸鈉和純HCl的產(chǎn)品。具有工藝簡單，操作簡便，生產(chǎn)成本低，脫氟效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，適于工業(yè)化應(yīng)用。附圖說明附圖為用HCl-HF混合氣體生產(chǎn)六氟鋁酸鈉并回收HCl的流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例1用500ml塑料燒瓶與塑料滴定管組合成簡易啟普發(fā)生器，并在燒瓶中裝入NaCl和NaF各200g，將3個(gè)500ml的塑料洗氣瓶串聯(lián)，每個(gè)洗氣瓶內(nèi)都裝有200ml含NaCl75g/L、AlCl329g/L的4mol/L的鹽酸溶液，洗氣瓶的進(jìn)氣口與啟普發(fā)生器的出氣口連接，然后通過滴定管緩慢加入濃硫酸，控制啟普發(fā)生器的出氣口的氣體流量3ml/s，末端洗氣瓶出氣口排出的氣體用NaOH溶液吸收，待啟普發(fā)生器內(nèi)反應(yīng)結(jié)束，將洗氣瓶內(nèi)產(chǎn)生的固體過濾、洗滌、烘干，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：AlNaFClF/Cl摩爾比六氟鋁酸鈉12.90％32.69％54.07％0.02％---NaOH吸收后液---41.81g/L0.95mg/L35.62g/L2.67×10-5實(shí)施例2氟氯烷烴制備過程產(chǎn)生的HF的體積濃度為1.4％的HCl-HF混合氣體，用3個(gè)串聯(lián)的動力波洗滌器處理，混合氣體以100cm/s的流速在動力波洗滌器內(nèi)與濃度為NaCl30～300g/L、AlCl320～200g/L的3-8mol/L的鹽酸溶液按體積比1:5接觸，室溫吸收脫除其中的HF，脫氟后的尾氣用水吸收得濃度為35～37％的工業(yè)鹽酸，所得鹽酸中含F(xiàn)為0.5ppm，動力波洗滌器內(nèi)產(chǎn)生的六氟鋁酸鈉沉淀物經(jīng)過濾、洗滌、烘干得純度為99.53％冰晶石產(chǎn)品，所得濾液攪拌加入氯化鈉和氫氧化鋁調(diào)節(jié)其中NaCl和AlCl3的濃度后返回繼續(xù)用于HF的吸收。當(dāng)前第1頁1 2 3