[发明专利]一种低温真空体系高效利用氯化镁渣获得高纯氯气的方法

说明书

本发明涉及废物利用技术领域，具体是一种低温真空体系高效利用氯化镁渣获得高纯氯气的方法。本发明通过将海绵钛生产过程中产生的熔融态氯化镁渣，真空导入氧化炉中添加催化剂进行真空加热氧化，使得低温下氯化镁充分氧化，高效利用了熔融态的氯化镁渣的余热，降低氯化镁氧化焙烧或喷雾热解中的能耗，所得氧化镁纯度较高，将产生的混合气体采用冰水逆流冷却，在纯化装置中控制液化温度为11‑13℃，在纯化装置中保证液化压强，第一级压强为5‑6.5MPa，第二级压强为7‑10MPa，在保证混合气体中其它气体充分与氯气分离的同时，氯气充分液化，又保证了氯气的安全生产，最终得到了纯度达到99.7％的高纯氯液。

技术领域

本发明涉及废物利用技术领域，具体是一种低温真空体系高效利用氯化镁渣获得高纯氯气的方法。

背景技术

氯气的化学式是Cl₂。常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的剧毒气体，具有窒息性，密度比空气大，可溶于水和碱溶液，易溶于有机溶剂，易压缩，可液化为黄绿色的油状液氯，是氯碱工业的主要产品之一，可用作为强氧化剂循环应用于海绵钛生产过程。

氯气中混和体积分数为5％以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。氯气具有毒性，主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，会对上呼吸道黏膜造成损害。氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。主要用于生产塑料、合成纤维、染料、农药、消毒剂、漂白剂溶剂以及各种氯化物。

随着我国经济的高速发展，高纯氯气的应用也在不断增加，市场不断扩宽。从发展的趋势来看，高纯氯气消费比重每年都在上升。我国高纯氯气生产行业薄弱，急需进行开发研究，缺口相当大。

随着现代工业的不断发展，工业氯化镁废渣日益增多，而在化工生产的过程中，会产生一些氯化镁含量高的工业废渣，大多数企业都是将这部分废渣当作废弃物扔掉，特别是那些范围不大的制造工厂。当含氯化镁废渣的大量任意聚集，不仅需要很多的土地来堆积，而且这些废渣被雨水带走，对植物以及周边的生态带来了非常大的污染，给我们的生活环境和植物的成长带来了极大的考验。丢弃掉这些废渣不但是一种浪费，而且会对环境带来很大的负担。因为能源、环保两个方向的紧急需求，有效使用这些废料是现在及需处理的问题，它的首要方针是节能减排，变废为宝。

目前考虑使用氯化镁废渣来制备高纯氯气，但目前的方法均存在较大不足。如专利号为201310682876.4的《氯化镁反应结晶-电解耦合制备氢氧化镁和氯气方法》本发明涉及氯化镁反应结晶-电解耦合制备氯气方法,以水氯镁石和氢氧化钠为原料,加入添加剂,利用结晶过程得氢氧化镁产品，副产的氯化钠通过电解制备氢氧化钠和氯气,进而得到氯气。其需要先加入氢氧化钠为辅助原料，后通过电解氯化钠才能获得氯气，工艺流程长及电耗高，使得成本增加，且在氯化钠溶液中进行电解，产生的氯气吸水吸气问题不能避免，导致所获氯气纯度不高。与现有技术相比,本发明不需要引入其他杂质作为添加剂保证了氯气的纯度以及附加产品氧化镁的品质，充分利用熔融态氯化镁渣余热的同时，不需要电解过程降低了实际生产成本，采用真空低温体系避免了氯气吸水吸气的问题，本发明工艺流程简单,操作方便,易于实现大规模工业化生产，同时,该工艺实现氯化镁废渣资源的综合利用、实现了海绵钛生产中氯的循环，所产生的副产品氧化镁纯度高，增加了工艺附加值。如专利号为201010539446.3的《一种氯化镁热解制备高纯氧化镁的方法》，该方法步骤有；氯化镁热解的氧化镁，再经水化除杂、洗涤、过滤、焙烧,进而得氧化镁。其洗涤用水量较大，氧化镁进行抽滤处理以及滤饼焙烧处理使得整个工艺流程长，并且焙烧步骤中的温度较高，能耗较大；而且热解尾气的处理增大了成本，纯度低。如专利号为201110103279.2的《采用海绵钛副产品熔融氯化镁制备高纯氧化镁的方法》进行对比，其采用熔融氯化镁制备高纯氧化镁的方法。将熔融氯化镁与氧气混合在搅拌作用下发生热解反应,得到含氧化镁的固体产物及副产物氯气,反应温度600～1000℃、反应时间1～60min。其反应温度要求较高，反应速率较慢，且面临产品吸气导致纯度不足等缺点。