[发明专利]氯气生产

说明书

技术领域

本公开涉及生产气体、特别是生产氯气的方法。

背景技术

氯用于许多日用产品。例如，它用于生产安全的饮用水、用于生产纸制品、用于纺织品生产、用于石油产品和化学制品、医药、杀菌剂、杀虫剂、食物、溶剂和清洁剂、油漆、塑料制品、致冷液、氯代甲烷、乙二醇、氯仿、四氯化碳和许多其它产品。

氯的元素形式是绿黄色气体，其与许多元素直接结合。氯能够以许多方式生产。最大的一种是通过电解氯化钠(普通食盐)溶液、常称为“盐水”。作为盐水，氯化钠解离成钠阳离子和氯阴离子。电解过程期间，氯离子在阳极氧化，形成氯气，水分子在阴极还原，形成羟基阴离子和氢气。溶液中的钠离子和阴极产生的羟基离子构成了氯化钠电解期间形成的氢氧化钠组分。

电解过程中产生的氯和氢以液化氯、产生盐酸或产生次氯酸盐的形式经历进一步加工。氯液化系统由四个阶段构成，即氯干燥、氯压缩、氯液化和液氯储存。氯干燥可以在多级操作中执行，其中硫酸用来“干燥”(即除去水)氯气。氯气从干燥系统用管子输送到氯气压缩机。在氯气压缩机中，氯气的压力增加到适合氯液化装置的水平。氯液化装置包括一个或多个热交换器，氯气在其中冷却并冷凝成液体。冷却一般通过闭环压缩机型制冷系统执行。

通常，氯和用来液化氯的传热流体基本上相互隔离。然而，氯液化工厂特别顾虑的问题是，在氯和用来液化氯的传热流体发生相互接触情况下的安全性。当发生这样的相互接触时，通常，然而并非必然，是由于流动这两种材料的冷凝器故障所致。故障范围可以从无关紧要，例如发生微细泄漏并且很少或没有反应的情况，到灾难性的，例如冷凝器内一个或多个管发生重大破裂的情况。在它们之间可以发生及其严重的不利结果，例如氯被传热流体无法接受的污染，或反之亦然，反应产物引起的污染有或者没有。

发明概述

本公开的实施方式包括生产氯气的方法。针对各种实施方式，所述方法包括压缩汽化液氯与含氯气的进气的气体混合物，以形成压缩气体。压缩气体中的氯气冷凝成液氯。汽化第一部分液氯，以提供冷凝热，以将来自压缩气体的氯冷凝成液氯。汽化第二部分液氯，以提供用于气体混合物的汽化液氯和用于冷却来自该方法的尾气的冷凝热。还从汽化的第一部分液氯产生了氯气产物。

本公开的实施方式还提供了在冷凝来自压缩气体的氯气过程中，具有未冷凝氯气及其它未冷凝气体的气流与液氯分离，其中汽化第二部分液氯产生的汽化热将至少一部分未冷凝氯气冷凝成液氯。

定义

在本文中使用时，“氯气”被定义为在0℃和100kPa绝对压力的标准温度和压力下的二氯(Cl₂)(IUPAC)。

在本文中使用时，“钢”被定义为铁和碳的合金，其可以包含铬、镍、钨、钼、锰、钒、钴、锆和/或铬。

在本文中使用时，“间接热交换器”被定义为在一种介质和另一种之间传输热的装置，其中所述介质被固体壁隔离，使得它们不会混合。这样的间接热交换器可以包括但是不限于管壳式换热器和板式换热器(例如板帧式)等。

在本文中使用时，″℃″被定义为摄氏温度。

在本文中使用时，“psia”被定义为每平方英寸的绝对磅力，并意味着真正的(绝对)压力。

在本文中使用时，“环境温度”被定义为操作本公开的方法时所处的环境的温度。使用在本公开的环境温度下的热交换流体不需要从中提取热。

在本文中使用时，“一种”、“至少一种”和“一个或多”是可以替换的。术语“包含”和其变化形式出现在说明书和权利要求书中时不具有限制性含义。因此，例如，具有压缩级的压缩机可以被理解为是指所述压缩机包括“一个或多个”压缩级。

在本文中使用时，术语“和/或”是指所列出要素的一种、超过一种或全部。

还有，在本文中，用终点叙述的数值范围包括该范围内包含的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

附图说明

图1提供了根据本公开的实施方式，生产氯气产物的方法的示意图。

图2提供了根据本公开的实施方式，生产氯气产物的方法的示意图。

图3提供了根据本公开的实施方式，生产氯气产物的方法的示意图。

发明内容