[发明专利]二氟一氯甲烷副产氯化氢的精制及三氟甲烷回收的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于二氟一氯甲烷和聚氯乙烯生产技术领域，特别涉及二氟一氯甲烷副产氯化氢联产聚氯乙烯(PVC)的生产工艺，尤其是将二氟一氯甲烷生产中的副产品HCl进行精制，用于氯乙烯单体(VCM)合成。

技术背景

采用氯仿和无水氟化氢在五氯化锑催化作用下制取二氟一氯甲烷的工艺中，除能制取二氟一氯甲烷外，同时伴生有大量的HCl气体以及低于3vol％的三氟甲烷(F23)。通过HCl塔分离，把二氟一氯甲烷与HCl(其中包含F23、以及微量COF₂、F22)分离开，氯化氢通过精制，回收、综合利用，剩余三氟甲烷(F23)以及微量COF₂、F22的处理将决定二氟一氯甲烷的生产过程中对环境的影响程度。目前对该HCl的处理方法是通过水对HCl的吸收，在吸收过程中不溶于水的含氟气体(F23、COF₂以及微量F22)被分离出来简单处理后排空，对环境造成严重污染；水吸收HCl而成为浓度10wt％～20wt％左右的稀盐酸。而浓度10wt％～20％wt左右的稀盐酸数量巨大，若按年产10000吨二氟一氯甲烷计算，按此方法将产生浓度10wt％～20wt％左右的稀盐酸42200～84000吨，不但此过程需消耗大量的水，而且如此大量的稀盐酸后续处理也非常棘手，若作为产品出售，因浓度太低很难找到市场，若直接排放，会对环境造成严重污染，若用碱中和处理需消耗大量的碱。如此巨大的耗水、耗碱量大大增加了二氟一氯甲烷的生产成本。

中国专利CN101613084A(CN200910089969.X)公开了一种从二氟一氯甲烷生产中回收氯化氢气体的方法及装置，其方法是将反应后得到的氯化氢与二氟一氯甲烷的有机混合物经过氯化氢精馏塔、脱氟装置精制后得到高纯度的氯化氢。精馏后，塔顶排出氯化氢，经冷凝得到液相氯化氢和气相氯化氢，所述液相氯化氢回流至精馏塔中，所述气相氯化氢再经后续的脱氟装置除去微量氟离子，得到氯化氢气体。根据该文件的方法中塔顶排出氯化氢经冷凝得到液相氯化氢和气相氯化氢，所述液相氯化氢回流至精馏塔中，可以看出该方法中的HCl精馏塔采用的是外回流，外回流前期基础设施投资费用偏高，在操作过程中，因不能很好的利用液体的势能以及冷却水、蒸汽的消耗偏高，导致生产成本偏高；另外该文件的方法没有涉及对二氟一氯甲烷副反应产生的三氟甲烷进行有效回收。

发明内容

针对现有的二氟一氯甲烷生产副产HCl的回收处理技术上的不足，本发明提供一种对二氟一氯甲烷副产氯化氢进行精制，及用于聚氯乙烯生产中氯乙烯单体合成的工艺。

术语说明：

F22：二氟一氯甲烷的简称，又名氟利昂22。

F23：三氟甲烷的简称，又名氟利昂23。

稀盐酸：浓度不高于30wt％的盐酸，本发明涉及的稀盐酸是循环使用的，浓度在17wt％～25wt％。

本发明的技术方案如下：

一种二氟一氯甲烷副产氯化氢的精制及三氟甲烷回收的方法，包括粗分离、吸收、解析、冷凝、酸雾捕集、吸附，其特征在于，步骤如下：

(1)粗分离

将二氟一氯甲烷生产中得到的二氟一氯甲烷和氯化氢的有机混合物输入内回流的氯化氢塔中，严格控制氯化氢塔的压力为1.4～1.6MPa，塔顶温度为-20～-5℃；从塔顶采集粗品氯化氢，粗品氯化氢中有不低于96vol％的HCl、三氟甲烷(F23)和微量的COF₂与F22；

(2)吸收

将所述粗品氯化氢依次经过串联的一级石墨吸收器、二级石墨吸收器、三级石墨吸收器，氯化氢被循环稀盐酸完全吸收后形成浓度不低于31wt％的高浓度的盐酸，收集于浓盐酸储槽；

粗品氯化氢中的三氟甲烷以及微量的COF₂和F22因不溶于水而从第三级石墨吸收器顶部采集并通过管道输入三氟甲烷回收系统，经缓冲压缩、精馏制成纯度99vol％以上的三氟甲烷；

(3)解析、冷凝、酸雾捕集

将步骤(2)制得的高浓度的盐酸输入解析塔中，控制解析塔塔顶压力0.05～0.1MPa，塔顶温度45～90℃，通过解析塔中的传热传质过程，解析出HCl气体，从解析塔塔顶收集HCl气体，再经冷凝除水、酸雾捕集除水，得纯度不低于99vol％的高纯HCl气体；

(4)吸附

将所述高纯HCl气体依次经过串联的一级吸附塔、二级吸附塔，吸附除去其中的氟离子，得纯度≥99.8vol％的HCl。