[发明专利]一种用98%硫酸制备氟化氢气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氟化氢气体生产领域，具体为一种用98%硫酸制备氟化氢气体的方法。

背景技术

氟化氢（HF）是氟化工的基础原料，可用于制造有机或无机氟化物，如氟化铝、冰晶石、氟烃、无水氟化氢、含氟有机物等。

氟化氢主要通过萤石（CaF₂）与浓硫酸反应制得，其反应如（Ⅰ）所示：

CaF₂（s）+H₂SO₄（l）→2HF（g）+CaSO₄（s）    （Ⅰ）

同时由于萤石中存在CaCO₃、SiO₂等杂质，在生产过程中还会发生如下副反应：

SiO₂（s）+4HF（g）→SiF₄（g）+2H₂O（g）       （Ⅱ）

SiF₄（g）+2HF（g）→H₂SiF₆（g）                （Ⅲ）

CaCO₃（s）+H₂SO₄(l)→CaSO₄（s）+H₂O（g）      （Ⅳ）

原料中的硫酸和副反应的发生都会引进大量的水，破坏生产过程中水的平衡，无法满足无水氟化氢、干法氟化铝（AlF₃）以及其他氟化物生产的要求。因此，传统的氟化氢气体制备工艺采用98%硫酸与发烟硫酸（100%以上）配制成混合酸使用，达到平衡生产过程中水分的目的。但在这样的工艺中，发烟硫酸价格较高，同时需要对其进行准确计量、控制以及相应的储存、输送设备，使得该工艺成本增高，工艺复杂。

本发明通过一种新的工艺方法，可以不使用价格较高的发烟硫酸，而仅使用价格较低的98%硫酸，生产HF气体，该方法可广泛应用于无水氟化氢、干法氟化铝（AlF₃）以及其他氟化物的制备工艺。新工艺不仅节约了原料成本，同时，减少了发烟硫酸的计量控制设备和相应的工艺管道，简化了生产工艺，进一步降低了生产的投入和维护成本。另外本发明中水分冷凝器设备投资小、运行成本低，使得总体成本大大降低。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种用98%硫酸制备氟化氢气体的方法，该方法使用98%的硫酸取代传统的98%的硫酸与发烟硫酸的混合酸，生产工艺操作相对简单、成本低，以此来解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种用98%硫酸制备氟化氢气体的方法，包括以下步骤：

（1）反应：萤石粉与浓度为98%的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）分离：回转炉中反应生成的氟化氢气体首先进入洗涤塔除去硫酸和少量粉尘；从洗涤塔顶出来的含水蒸气的氟化氢气体进入水分冷凝器，经过水分冷凝器冷凝，气体中的水蒸气变成液态水被分离，同时得到浓度为20%-50%的氢氟酸副产品。

本发明中，优选地，所述水分冷凝器内为微负压状态且温度控制在19℃-50℃。

优选地，所述洗涤塔内洗涤酸温度控制在70℃-130℃。

更优选地，所述洗涤塔内洗涤酸温度控制在90℃-110℃。

有益效果

本发明相比传统的氟化氢气体制备工艺增加了水分冷凝器，水分冷凝器可以平衡系统中的水分，因此可以不使用价格较高的发烟硫酸，而仅使用价格较低的98%硫酸，这样节约了生产成本，同时，减少了发烟硫酸的计量控制设备和相应的工艺管道，减少了生产装置的投入和维护成本，加上水分冷凝器设备投资小、运行成本低，使得总体生产成本大大降低。

也正因为上述原因，本发明工艺设备简单、操作容易，有利于提高企业生产效益。

附图说明

图1为传统的氟化氢气体制备工艺流程图。

图2为本发明一种用98%硫酸制备氟化氢气体的方法流程图。

具体实施方式

本发明相比传统的氟化氢气体制备工艺在洗涤塔后设置了水分冷凝器，水分冷凝器可以平衡HF气体中的水分，因此可以不使用价格较高的发烟硫酸，而仅使用价格较低的98%硫酸。为了使本发明实现的工艺流程易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。