我國氟化氫生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(編輯修改稿)
2024-08-23 15:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 AHF生產(chǎn)裝置投入運(yùn)行，這意味著以磷肥副產(chǎn)氟硅酸為原料生產(chǎn)氟化氫的技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用階段。、我國氟化氫生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀我國氟化氫生產(chǎn)基本采用螢石和硫酸反應(yīng)生產(chǎn)，由于國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，使得AHF生產(chǎn)的整體技術(shù)水平得到提高和發(fā)展，大大縮短了我國AHF生產(chǎn)技術(shù)與世界先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)之間的差距。目前我國引進(jìn)的國外技術(shù)主要有：STAUF FER公司、BUSS公司、ATOCHEM公司和CHENCO公司的技術(shù)，這些技術(shù)原理基本相同，技術(shù)差距不大，各有優(yōu)缺點(diǎn)。與國內(nèi)原來開發(fā)的技術(shù)相比，體現(xiàn)出的主要優(yōu)勢是：單套裝置生產(chǎn)能力較大，環(huán)保和安全生產(chǎn)考慮比較周到，節(jié)能降耗方面有特長，產(chǎn)品質(zhì)量高。從裝置運(yùn)行情況看，都不同程度地解決了設(shè)備腐蝕問題，提高了裝置開工率，降低了原料單耗，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。但是，由于所采用的工藝路線不同，其一次性投入也不同。BUSS公司采用較多合金設(shè)備，費(fèi)用相當(dāng)高；而STAUFFER公司采用了瑞士LIST公司生產(chǎn)的雙軸預(yù)反應(yīng)器、凈化設(shè)備為碳鋼，因而一次性設(shè)備投入較少。綜觀全球氟化氫生產(chǎn)能力和生產(chǎn)技術(shù)水平，近幾年我國新建的部分氟化氫生產(chǎn)線的技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。原因有二方面，一是國內(nèi)設(shè)計(jì)院和生產(chǎn)廠家的努力，在對引進(jìn)技術(shù)的吸收、消化、創(chuàng)新方面體現(xiàn)出了較高的水平，并體現(xiàn)在生產(chǎn)裝置中；二是國外的氟化氫生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)有20多年沒有新建和技改了。但是，我國企業(yè)的發(fā)展水平也是參差不齊，還存在著單爐生產(chǎn)量小、單耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，一定程度上制約著我國氟化工的發(fā)展。、我國現(xiàn)有氟化氫生產(chǎn)工藝簡介我國目前氟化氫的生產(chǎn)還是以螢石—硫酸路線為主，氟硅酸原料路線還在起始發(fā)展階段。、螢石硫酸路線生產(chǎn)氟化氫工藝簡介我國螢石硫酸法生產(chǎn)氟化氫技術(shù)主要來源于生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和國外引進(jìn)技術(shù)。螢石和硫酸反應(yīng)生成氟化氫的反應(yīng)式：CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 + Kcal/Kmol工藝流程框圖如下： 工藝過程簡述：濕的氟化鈣進(jìn)入回轉(zhuǎn)式烘干爐烘干（如果采購了干的氟化鈣，可省去這一步。），通過輸送裝置送至氟化鈣儲(chǔ)罐，計(jì)量后進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器；從煙酸反應(yīng)器出來的硫酸計(jì)量后也進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，在此發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生HF氣體，隨后未反應(yīng)的CaF2 + H2SO4進(jìn)入間接加熱的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，以使反應(yīng)完全充分。有些生產(chǎn)線在回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)部配備了幾種裝置用于刮料和內(nèi)返料，以防止CaF2 + H2SO4 + CaSO4混合物粘接在殼體內(nèi)壁上。從而確?；剞D(zhuǎn)窯加熱的換熱性能良好，內(nèi)部產(chǎn)品反應(yīng)充分。反應(yīng)產(chǎn)生的粗HF被吸到預(yù)洗滌塔中用硫酸洗滌，去除灰塵、水分、脫硫，分離出高熔點(diǎn)雜質(zhì)如H2SO4和HSO3F；然后進(jìn)入冷凝器，氟化氫氣體經(jīng)過冷卻液化為粗氟化氫液體。洗滌后的硫酸進(jìn)入到煙酸反應(yīng)器。粗氟化氫液體進(jìn)入精餾塔和脫氣塔，進(jìn)一步除去SO SiF4 、H2SOH2O和惰性氣體，凈化后得到精制氟化氫液體，分析合格后轉(zhuǎn)入氟化氫儲(chǔ)罐，可作為產(chǎn)品出售。出冷凝器和精溜塔的不凝性氣體中所含的殘留HF在硫酸洗滌器中被H2SO4吸收，進(jìn)入工藝循環(huán)。H2SiF6通過兩級洗滌生成25%以上的H2SiF6溶液。反應(yīng)爐尾部出來的CaSO4作為副產(chǎn)品從爐中排出，與石灰石中和后，經(jīng)過尾氣吸收和冷卻進(jìn)入氟石膏渣倉，等待外運(yùn)處理。這些氟石膏一般被應(yīng)用于建筑和水泥制造。目前國內(nèi)氟化氫生產(chǎn)企業(yè)所采用工藝共同點(diǎn)：（1） 都采用外熱式回轉(zhuǎn)反應(yīng)爐；大多數(shù)企業(yè)采用燃煤直接燃燒產(chǎn)生高溫氣體，或用煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生煤氣后再燃燒產(chǎn)生高溫氣體；高溫氣體通過轉(zhuǎn)爐外側(cè)的夾套把熱傳遞給轉(zhuǎn)爐。也有部分企業(yè)采用燃油或天然氣。（2） 反應(yīng)爐及氟化氫處理系統(tǒng)都采取了微負(fù)壓方式；（3） 反應(yīng)氣都用預(yù)洗滌塔處理；（4） 從冷凝器和精餾塔出去的氣體都用硫酸吸收處理；（5） 四氟化硅氣體都吸收成氟硅酸溶液；（6） 生產(chǎn)裝置上部分采用性能優(yōu)異的合金材料；其工藝不同點(diǎn)如下：（1） 預(yù)反應(yīng)器：有的采用單軸預(yù)反應(yīng)器，有的采用雙軸預(yù)反應(yīng)器，有的采用外混器，有的什么也沒有采用，直接把螢石粉和硫酸分別進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐。預(yù)反應(yīng)與外混器的區(qū)別是：預(yù)反應(yīng)器有約25%～50%的HF反應(yīng)產(chǎn)生；而外混器沒有反應(yīng)，只是混料。（2） 反應(yīng)回轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)不同：有的采用內(nèi)返渣機(jī)構(gòu)，有的采用了外返渣機(jī)構(gòu)，有的沒有返渣機(jī)構(gòu)；（3） 反應(yīng)氣洗滌塔工藝：有的采用單塔洗滌，有的采用雙塔洗滌；（4） 氟化氫精制系統(tǒng)：有的采取常壓精餾，有的采取加壓精餾；在精餾和脫氣的順序上，有的是先脫氣后精餾，有的是先精餾后脫氣；有的精餾和脫氣在同一只塔內(nèi)完成，有的分為精餾塔和脫氣塔二只塔，更有的企業(yè)為了提高AHF的品質(zhì)，還設(shè)置二只精餾塔； （5） 氟硅酸吸收：有的采用填料塔，有的采用文丘里；（6） 渣氣吸收與處理：有的生產(chǎn)線沒有渣氣吸收，大部分裝置有渣氣吸收，吸收后的廢水用做氟硅酸吸收的原水。（7） 石膏渣處理：有的裝置具有石膏渣冷卻器，有的沒采用；石膏渣外運(yùn)裝車時(shí)，有的設(shè)有水噴淋裝置，有的設(shè)有吸塵處理裝置，但有的只有下料器。（8） 中央吸收和事故緊急吸收系統(tǒng)：最先進(jìn)的生產(chǎn)線才有該系統(tǒng)。（貴州甕福）工藝簡介（5）：氟硅酸法生產(chǎn)氟化氫實(shí)際上是采用了硫酸分解氟硅酸法，就是將濃硫酸加入到經(jīng)濃縮的氟硅酸溶液中，把氟硅酸分解成氟化氫和四氟化硅氣體，大部分的氟化氫被硫酸吸收。而四氟化硅難以吸收，呈氣體逸出，用稀的氟硅酸溶液吸收這部分四氟化硅，產(chǎn)生白碳黑并使稀氟硅酸變濃，增濃的氟硅酸又去與濃硫酸反應(yīng)，如此反復(fù)循環(huán)。吸收了氟化氫的硫酸經(jīng)過解吸釋放出氟化氫，經(jīng)精制可得到無水氫氟酸。該工藝不消耗其他輔助原料，但產(chǎn)生大量濃度為60%～70%的稀硫酸；該工藝有一定的經(jīng)濟(jì)合理性，但工藝控制比較復(fù)雜，氟
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