技术领域
[0001] 本
发明属于氯化氢储存的技术领域,特别是指一种氯化氢气体的吸收及其解吸方法和应用。
背景技术
[0002] 氯化氢气体是一种无色气体,极易溶于
水,水溶液为无色透明液体。在空气中氯化氢冒白烟,有刺激性气味,味酸,有
腐蚀性;其污染环境,对人体有害,对储存设备产生腐蚀。目前,氯化氢气体通常是储存在
钢瓶中,其需要高压装入钢瓶,钢瓶需要耐压耐腐蚀,这种储存方式很不方便,而且,运输安全隐患大。另外,工业上经过一定后处理后的氯化氢气体一般采用绝热吸收塔进行吸收,绝热吸收塔吸收氯化氢气体的缺点是吸收效率低,停车检修次数和设备更换频繁,分配器易受腐蚀,绝热吸收塔易出现淹塔、偏流现象。
发明内容
[0003] 本发明提供一种氯化氢气体的吸收及其解吸方法和应用,解决了
现有技术中的氯化氢储存和运输不方便、安全隐患大和吸收效率低的问题。
[0004] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,其主要是通过以下技术方案加以实现的:包括以下步骤:1)预处理:将氯化氢气体进行干燥,使氯化氢气体的含水率不超过1%;2)吸收阶段:将步骤1)所得的氯化氢气体通入乙二醇中,搅拌,得氯化氢乙二醇溶液。
[0005] 本发明首先将氯化氢气体进行干燥,然后采用乙二醇对氯化氢气体进行吸收,使氯化氢气体溶解在乙二醇中,形成氯化氢乙二醇溶液,吸收效率高;这种储存在乙二醇中的氯化氢以液体形成存在,储存方便,一般的容器即可储存,无需耐压容器,对储存设备没有特殊要求;便于运输,运输安全;这种储存在乙二醇中的氯化氢可以直接进行使用,也可以经过解吸之后再进行使用,应用范围广,使用方便,避免了资源浪费。
[0006] 作为一种优选的实施方案,所述步骤1)中,氯化氢气体的纯度不低于30%。本发明可以吸收的氯化氢气体为多种,可以是氯化氢生产企业生产的氯化氢气体,也可以是已经储存在钢瓶中的氯化氢气体,还可以是相关企业尾气中排放的氯化氢气体,这些氯化氢属于原料氯化氢,这些氯化氢气体可以经过一定的除杂处理之后通过乙二醇吸收,也可以直接通过乙二醇吸收;这里氯化氢气体的纯度一般在30-95%,当纯度在80%时,吸收效率最大,吸收效益最高;这里氯化氢气体的纯度是指氯化氢气体占混合气体的
质量浓度。
[0007] 作为一种优选的实施方案,所述步骤1)中,干燥所用的干燥剂为氯化
钙、
硅胶、四氯化硅、五
氧化二磷或浓
硫酸中的任意一种。氯化氢气体控制其纯度和含水率,从而得到一种无水氯化氢乙二醇溶液,这种无水氯化氢乙二醇溶液纯度高,不含水,解吸容易,不会形成共沸物。
[0008] 作为一种优选的实施方案,所述步骤2)中,搅拌速率为200-400r/min。不断搅拌乙二醇,使氯化氢气体吸收充分,所得氯化氢乙二醇溶液浓度均匀一致,进一步提高吸收率。
[0009] 作为一种优选的实施方案,所述步骤2)中,氯化氢气体的流速为0.01-50L/min。控制氯化氢气体进入乙二醇的流速和乙二醇的用量可以提高吸收效率,保证氯化氢气体被充分吸收;当然,氯化氢气体经过乙二醇吸收之后,剩余的未及时吸收的氯化氢气体还可以通过吸收剂进行尾气回收,以避免造成环境污染,这里的吸收剂可以是水或
碱性溶液。
[0010] 作为一种优选的实施方案,所述步骤1)中,氯化氢气体为无机氯化物与浓硫酸反应而成。本发明的氯化氢气体可以是无机氯化物与浓硫酸反应而成的,通过控制无机氯化物的纯度,提高氯化氢气体的纯度,这种直接反应后的氯化氢气体纯度高,直接通过乙二醇吸收,方便氯化氢气体的收集和储存。
[0011] 作为一种优选的实施方案,所述无机氯化物为
氯化钠、氯化
钾或
氯化钙中的任意一种。在浓硫酸的作用下,氯化钠、
氯化钾、氯化钙与其发生置换反应得到氯化氢气体,当然,也可以采用浓硫酸与浓
盐酸反应形成氯化氢气体。
[0012] 作为一种优选的实施方案,所述浓硫酸滴加至所述无机氯化物中,滴
加速度为30-45滴/min。氯化氢气体的制备方法一般是将浓硫酸滴加装有无机氯化物的容器中,控制浓硫酸的滴加速度,从而控制氯化氢气体进入乙二醇中的速度。
[0013] 本发明的一种氯化氢气体的解吸方法,其主要是通过以下技术方案加以实现的:将上面任意一项所述的氯化氢气体的吸收方法所得的氯化氢乙二醇溶液加热,加热
温度为
80-180℃。
[0014] 本发明吸收在乙二醇中的氯化氢气体可以随时解吸,解吸后所得氯化氢气体纯度为99.8%,解吸后的氯化氢纯度高,不含乙二醇,可以与乙二醇实现完全分离,从而用于其它需要氯化氢气体的地方;本发明的氯化氢乙二醇溶液解吸方法操作简单,条件温和,解吸效率高,对设备无特殊要求,使用方便。
[0015] 本发明的一种氯化氢气体的应用,其主要是通过以下技术方案加以实现的:将上面任意一项所述的氯化氢气体的吸收方法所得的氯化氢乙二醇溶液用于
农药和医药中间体的合成。
[0016] 本发明的吸收在乙二醇中的氯化氢气体还可以直接进行应用,氯化氢气体作为反应物,乙二醇作为
溶剂,在溶液中反应,反应速率更高,这种吸收在乙二醇中的氯化氢气体无需解吸直接应用,进一步简化了工艺流程,节约了能耗,降低了成本,使用方便。
[0017] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的采用乙二醇吸收氯化氢气体的方法,吸收率可达95-99%,操作简单便捷,成本低;这种储存在乙二醇中的氯化氢以液体形式存在,储存方便,一般的容器即可储存,无需耐压容器,对储存设备没有特殊要求,便于运输,运输安全;这种储存在乙二醇中的氯化氢可以直接进行使用,在化工、农业和军事等领域广泛应用,进一步简化了工艺流程,节约了能耗,降低了成本,使用方便;这种储存在乙二醇中的氯化氢还可以经过解吸之后再进行使用,直接得到氯化氢气体,应用范围广,避免了资源浪费。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本发明的具体
实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0019] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:1)预处理:将氯化氢气体进行干燥,使氯化氢气体的含水率不超过1%;2)吸收阶段:将步骤1)所得的氯化氢气体通入乙二醇中,搅拌,得氯化氢乙二醇溶液。
[0020] 优选地,所述步骤1)中,氯化氢气体的纯度不低于30%。
[0021] 进一步地,所述步骤1)中,干燥所用的干燥剂为氯化钙、硅胶、四氯化硅、五氧化二磷或浓硫酸中的任意一种。
[0022] 具体地,所述步骤2)中,搅拌速率为200-400r/min。
[0023] 更优选地,所述步骤2)中,氯化氢气体的流速为0.01-50L/min。
[0024] 更进一步地,所述步骤1)中,氯化氢气体为无机氯化物与浓硫酸反应而成。
[0025] 更具体地,所述无机氯化物为氯化钠、氯化钾或氯化钙中的任意一种。
[0026] 再次优选地,所述浓硫酸滴加至所述无机氯化物中,滴加速度为30-45滴/min。
[0027] 本发明的一种氯化氢气体的解吸方法,将上面任意一项所述的氯化氢气体的吸收方法所得的氯化氢乙二醇溶液加热,加热温度为80-180℃。
[0028] 本发明的一种氯化氢气体的应用,将上面任意一项所述的氯化氢气体的吸收方法所得的氯化氢乙二醇溶液用于农药和医药中间体的合成。
[0029] 实施例一
[0030] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0031] 1)预处理:将氯化氢气体生产企业生产的氯化氢气体直接进行干燥,使氯化氢气体的含水率为1%,氯化氢气体的纯度为80%;
[0032] 2)吸收阶段:将步骤1)所得的氯化氢气体通入乙二醇中,氯化氢气体的流速为50L/min,搅拌,得氯化氢乙二醇溶液。
[0033] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为95%。
[0034] 实施例二
[0035] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0036] 1)预处理:将钢瓶里储存的氯化氢气体采用氯化钙进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.1%;
[0037] 2)吸收阶段:将步骤1)所得的氯化氢气体通入乙二醇中,氯化氢气体的流速为5L/min,搅拌,控制搅拌速率为200r/min,得氯化氢乙二醇溶液。
[0038] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为96%。
[0039] 实施例三
[0040] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0041] 1)预处理:将某化工企业尾气中排放的氯化氢气体,经过除杂处理之后,采用氯化钙进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.6%,此氯化氢气体的纯度为30%;
[0042] 2)吸收阶段:将步骤1)所得的氯化氢气体通入乙二醇中,氯化氢气体的流速为30L/min,乙二醇的用量为300mL,搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得氯化氢乙二醇溶液。
[0043] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为99%。
[0044] 实施例四
[0045] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0046] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,电磁加热反应器至150℃,使氯化钠与浓硫酸反应,氯化钠与浓硫酸的物质的量之比为1:2,产生氯化氢气体;
[0047] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用氯化钙进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.08%,氯化氢气体的纯度为80%;
[0048] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为300mL,并搅拌,控制搅拌速率为400r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液。
[0049] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为99%。
[0050] 实施例五
[0051] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0052] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钾固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钾与浓硫酸反应,产生氯化氢气体;
[0053] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用硅胶进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.5%,氯化氢气体的纯度为78%;
[0054] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为400mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0055] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0056] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为98%。
[0057] 实施例六
[0058] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0059] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钙固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钙与浓硫酸反应,产生氯化氢气体;
[0060] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用氯化钙进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.1%,氯化氢气体的纯度为79%;
[0061] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为500mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0062] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0063] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为98%。
[0064] 实施例七
[0065] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0066] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,氯化钠与浓硫酸的物质的量之比为1:1,产生氯化氢气体;
[0067] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用四氯化硅进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.8%,氯化氢气体的纯度为79%;
[0068] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为200mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0069] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0070] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为98%。
[0071] 实施例八
[0072] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0073] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,氯化钠与浓硫酸的物质的量之比为1:3,产生氯化氢气体;
[0074] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用氯化钙进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.02%,氯化氢气体的纯度为78%;
[0075] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为200mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0076] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0077] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为98%。
[0078] 实施例九
[0079] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0080] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,产生氯化氢气体;
[0081] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用浓硫酸进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.01%,氯化氢气体的纯度为78%;
[0082] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为300mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0083] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0084] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为97%。
[0085] 实施例十
[0086] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0087] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以30滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,产生氯化氢气体;
[0088] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用浓硫酸进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.1%,氯化氢气体的纯度为78%;
[0089] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为300mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0090] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0091] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为96%。
[0092] 实施例十一
[0093] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0094] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以40滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,产生氯化氢气体;
[0095] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用五氧化二磷进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.1%,氯化氢气体的纯度为80%;
[0096] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为300mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0097] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0098] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为99%。
[0099] 实施例十二
[0100] 本发明的一种氯化氢气体的吸收方法,包括以下步骤:
[0101] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以45滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,产生氯化氢气体;
[0102] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用浓硫酸进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.2%,氯化氢气体的纯度为80%;
[0103] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到乙二醇中进行吸收,乙二醇的用量为200mL,并搅拌,控制搅拌速率为400r/min,得无水氯化氢乙二醇溶液;
[0104] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0105] 经检测得乙二醇对氯化氢气体的吸收率为99%。
[0106] 对比实验一
[0107] 在本发明的一种氯化氢气体的吸收方法的
基础上,将吸收剂换成甲醇,实验步骤为:
[0108] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,氯化钠与浓硫酸的物质的量之比为1:1,产生氯化氢气体;
[0109] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用氯化钙进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.1%,氯化氢气体的纯度为79%;
[0110] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到甲醇中进行吸收,甲醇的用量为600mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得无水氯化氢甲醇溶液;
[0111] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0112] 经检测得甲醇对氯化氢气体的吸收率为45%。
[0113] 对比实验二
[0114] 在本发明的一种氯化氢气体的吸收方法的基础上,将吸收剂换成稀盐酸,实验步骤为:
[0115] 1)氯化氢气体的制备:在反应器中放入氯化钠固体,将浓硫酸以35滴/min的速率滴入反应器中,加热反应器,使氯化钠与浓硫酸反应,氯化钠与浓硫酸的物质的量之比为1:1,产生氯化氢气体;
[0116] 2)将步骤1)反应产生的氯化氢气体采用氯化钙进行干燥,使氯化氢气体的含水率为0.1%,氯化氢气体的纯度为80%;
[0117] 3)将步骤2)所得的干燥后的氯化氢气体通入到水中进行吸收,水的用量为600mL,并搅拌,控制搅拌速率为300r/min,得盐
酸溶液;
[0118] 4)将步骤3)中未被吸收的氯化氢气体经过防倒吸装置,再采用水进行吸收。
[0119] 经检测得稀盐酸对氯化氢气体的吸收率为65%。
[0120] 由实施例一至实施例十二可知,本发明中乙二醇对氯化氢气体的吸收率极高,可达95-99%,不同来源的氯化氢气体、不同反应物、不同干燥剂以及不同氯化氢气体产生速率对乙二醇吸收氯化氢气体的效率均没有影响,这说明本发明实施例一至实施例十二中所用的吸收剂乙二醇的用量均是充足的。本发明的方法可以很好地完成对氯化氢气体的吸收,使其储存方便。将实施例一至实施例十二与对比实验一和对比实验二相比,本发明的氯化氢气体吸收方法的吸收率明显高于常用的吸收剂甲醇,其吸收更方便;本发明的氯化氢气体吸收方法的吸收率可以达到甚至超过常用的吸收剂水对氯化氢的吸收率,但是,水作为吸收剂,其吸收氯化氢气体之后,无法进行解吸,只能作为盐酸溶液使用,而采用本发明的氯化氢气体吸收方法吸收后得到的氯化氢乙二醇溶液加热到80-180℃下即可进行解吸,解吸后所得氯化氢气体纯度为99.8%,不影响氯化氢气体的后续使用价值。另外,现有的工业上使用的绝热吸收塔对于氯化氢气体的吸收率仅为50%,这也明显低于本发明的氯化氢气体吸收方法的吸收率。
[0121] 因此,与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的采用乙二醇吸收氯化氢气体的方法,吸收率可达95-99%,操作简单便捷,成本低;这种储存在乙二醇中的氯化氢以液体形式存在,储存方便,一般的容器即可储存,无需耐压容器,对储存设备没有特殊要求,便于运输,运输安全;这种储存在乙二醇中的氯化氢可以直接进行使用,在化工、农业和军事等领域广泛应用,进一步简化了工艺流程,节约了能耗,降低了成本,使用方便,并且,消除了合成工艺中水对反应过程的不利影响,反应活性高,选择性好;这种储存在乙二醇中的氯化氢还可以经过解吸之后再进行使用,直接得到氯化氢气体,应用范围广,避免了资源浪费。
[0122] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何
修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。