[发明专利]一种新的无水氢氟酸生产工艺

说明书

                          技术领域

本发明属于无水氢氟酸(AHF)生产领域，涉及一种新的无水氢氟酸(AHF)生产工艺。

                          背景技术

由萤石加硫酸制取的氢氟酸，是无机氟化工产品、氟碳化合物、氟塑料、氟橡胶、氟聚合物、制冷剂、氟精细化工产品等多种多类氟化工产品的基础原料，用途广泛，需求量大。但是由于氟化氢属高度危害介质，生产过程中存在气、固、液相，生产难度较大，且能耗大、生产成本偏高的问题。

一、常规的无水氢氟酸(AHF)生产工艺

采用萤石中的氟化钙和硫酸反应，尔后精制生产无水氟化氢。萤石粉与硫酸按一定比例加入回转反应炉，加热按下述反应生成氟化氢和硫酸钙。

CaF₂(s)+H₂SO₄(1)→2HF(g)+CaSO₄(s)

该反应分两步进行：

1/2CaF₂(s)+H₂SO₄(1)→HF(g)+1/2Ca(HSO₄)₂(s)

1/2CaF₂(s)+1/2Ca(HSO₄)₂(s)→HF(g)+CaSO₄(s)

由于萤石粉中含有SiO₂，CaCO₃、硫化物等杂质，会产生如下副反应：

SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O

SiF₄+2HF→H₂SiF₆

CaCO₃+H₂SO₄→CaSO₄+H₂O+CO₂

CaS+H₂SO₄→H₂S+CaSO₄

2Fe+6H₂SO₄→Fe₂(SO₄)₃+3SO₂+6H₂O

SO₂+2HS→2H₂O+S

其他副反应有：

H₂SO₄+HF→HSO₃F+H₂O

HSO₃F→HF+SO₂+1/2O₂

常规无水氢氟酸生产流程参见图1，具体包括下列步骤：

1)反应

萤石粉和硫酸进入回转反应炉，在加热的条件下氟化钙和硫酸进行反应，反应所需热量由通过转炉夹套的烟道气提供。

2)粗氟化氢的分离及精制

反应炉内反应生成的粗氟化氢气体，主要是HF，另外含有粉尘、SiF₄、CO₂、SO₂、H₂O、H₂SO₄、空气等，首先进入洗涤塔除去水份、硫酸和少量粉尘。洗涤塔出来的气体进入初冷器，将其大部分水份、硫酸和部分HF冷凝后返回洗涤塔，初冷器使用循环水或冷冻水作为冷媒。

净化后的气体经粗HF一级冷凝器和粗HF二级冷凝器将绝大部分HF冷凝，冷凝液流入粗HF储槽，未凝气为SO₂、CO₂、SiF₄、惰性气体及少量HF进入硫酸吸收塔，用硫酸吸收大部分HF后进入尾气处理系统。一冷、二冷使用冷冻水作为冷媒。