CN106241740A - 一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含氟化合物，尤其涉及一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，包括:1)将浓硫酸加热至170‑220℃，并保持循环；2)将氟化铵酸解混合液喷淋至循环浓硫酸表面，收集气体，经冷却，得氟化氢粗成品；3)将氟化氢粗成品经精馏、脱气，得无水氟化氢产品，利用本发明方法可得含量大于99.9％的无水氟化氢产品，且氟化氢的回收率大于92％，本发明方法具有工艺简单、能耗低、操作安全可靠的特点，还解决了设备耐腐蚀的问题，提高了设备利用率。

Description

一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法
技术领域
本发明涉及含氟化合物，尤其涉及一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法。
背景技术
近年来，随着技术进步和需求的增长，氟产品的应用已渗透至建筑、电子、能源、环保、信息、生物医药等新行业，氟树脂、氟橡胶、氟涂料、含氟精细化学品、无机氟化物等产品的需求增长迅速，然而中国氟化工行业的高速发展，萤石资源愈加枯竭，回收利用磷矿中丰富的氟资源不仅有利于治理氟污染，还有利于减轻萤石资源的压力。
传统的氟硅酸生产无水氟化氢的方法中是将固体氟硅酸铵与92％-99％的浓硫酸进行酸解反应，生产SiF4和HF的混合气体；其中硫酸加入量以H2SO4计为理论量的100％-150％；解析在真空条件下挥发SiF4和HF，真空度控制在55kPa-85kPa，温度控制在120℃-140℃；当解析在常压下进行挥发SiF4和HF时，温度控制在140℃-175℃；混合气体经洗涤、净化、冷凝后得到无水氟化氢，SiF4用于制备氟硅酸铵，如专利号为201210565361.1，《一种磷肥企业含氟废液或氟硅酸制备无水氟化氢的方法》，公开了将含氟废气吸收液或氟硅酸中的水通过浓缩氟硅酸铵排除，再用浓硫酸酸解固体氟硅酸铵阶段能制得含水量很低的氟化氢和四氟化硅混合气体；但是上述方案中，氟化氢的得率并不尽如人意。
目前，虽有很多无水氟化氢的生产方法，但大多存在氟化氢的收率不高，生产设备腐蚀严重的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，包括以下步骤：
1)将氟化铵晶体与体积浓度为94-98％的浓硫酸，进行酸解反应，酸解反应方程式如下：NH4F+H2SO4＝HF↑+NH4HSO4；其中，浓硫酸的加入量为生成硫酸氢铵所需浓硫酸量的1.2-1.5倍；
2)将酸解反应所得粗氟化氢气体总量的20-25％送入精制***，剩余粗氟化氢气体溶解于酸解反应后的液体中，得氟化铵酸解混合液；
3)将氟化铵酸解混合液的温度控制在90-130℃，即刻喷淋至浓硫酸循环液中，其中，浓硫酸循环液是采用微波加热至浓硫酸温度为170-220℃，浓硫酸循环液的用量为酸解反应所需浓硫酸量的20-50％，收集循环液表面的气体，所得的残液经冷却后，用于磷肥生产；
4)将步骤3)收集的气体，经冷却、精馏、脱气处理，即得无水氟化氢产品。
本发明的有益效果在于：
利用本发明方法解析出来的氟化氢气体经冷却处理后，可得含量为88％-95％的粗氟化氢，粗氟化氢经过精馏、脱气处理后，可得含量大于99.9％的无水氟化氢产品，且氟化氢的回收率大于92％；本发明通过利用酸解反应中过量的硫酸吸收氟化氢气体，使得混合物能利用自身热量及氟化氢液化放热以满足蒸馏分离条件，提高了氟化氢的回收率，通过利用酸解混合液与硫酸进行传质和传热，结合混合物的喷淋温度控制，使得氟化氢得以提纯，同时，通过对硫酸进行微波加热处理，加速了物料反应速率，提高了传热效率，使得热能利用率得以改善，满足精馏分离条件，通过控制硫酸浓度及用量，利用浓硫酸的吸水性，减少了氟化氢气体的含水量，减少了无水氟化氢的回收所需能量，在这种热量转化的平衡结构下，使得浓硫酸浓度得以平衡，进而有效降低了设备腐蚀问题。
本发明具有工艺简单、能耗低、操作安全可靠的特点，还解决了设备耐腐蚀的问题，提高了设备利用率。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例1
一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，包括以下步骤：
1)将氟化铵晶体与体积浓度为96％的浓硫酸，在微负压下进行酸解反应，其中，浓硫酸的加入量为生成硫酸氢铵所需浓硫酸量的1.3倍；
2)将酸解反应所得粗氟化氢气体总量的20-25％送入精制***，剩余粗氟化氢气体溶解于酸解反应后的液体中，得氟化铵酸解混合液；
3)将氟化铵酸解混合液的温度控制在100℃，即刻喷淋至浓硫酸循环液中，其中，浓硫酸循环液是采用微波加热至浓硫酸温度为200℃，浓硫酸循环液的用量为酸解反应所需浓硫酸量的40％，收集循环液表面的气体，所得的残液经冷却后，用于磷肥生产；
4)将收集的气体，经冷却后送入精制***中，与反应后直接送入精制***的粗氟化氢气体共同经精馏、脱气处理，即得无水氟化氢产品。
实施例2
一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，包括以下步骤：
1)将氟化铵晶体与体积浓度为94％的浓硫酸，在微负压下进行酸解反应，其中，浓硫酸的加入量为生成硫酸氢铵所需浓硫酸量的1.5倍；
2)将酸解反应所得粗氟化氢气体总量的20-25％送入精制***，剩余粗氟化氢气体溶解于酸解反应后的液体中，得氟化铵酸解混合液；
3)将氟化铵酸解混合液的温度控制在90℃，即刻喷淋至浓硫酸循环液中，其中，浓硫酸循环液是采用微波加热至浓硫酸温度为220℃，浓硫酸循环液的用量为酸解反应所需浓硫酸量的20％，收集循环液表面的气体，所得的残液经冷却后，用于磷肥生产；
4)将收集的气体，经冷却后送入精制***中，与反应后直接送入精制***的粗氟化氢气体共同经精馏、脱气处理，即得无水氟化氢产品。
实施例3
一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，包括以下步骤：
1)将氟化铵晶体与体积浓度为98％的浓硫酸，在微负压下进行酸解反应，其中，浓硫酸的加入量为生成硫酸氢铵所需浓硫酸量的1.2倍；
2)将酸解反应所得粗氟化氢气体总量的20-25％送入精制***，剩余粗氟化氢气体溶解于酸解反应后的液体中，得氟化铵酸解混合液；
3)将氟化铵酸解混合液的温度控制在130℃，即刻喷淋至浓硫酸循环液中，其中，浓硫酸循环液是采用微波加热至浓硫酸温度为170℃，浓硫酸循环液的用量为酸解反应所需浓硫酸量的50％，收集循环液表面的气体，所得的残液经冷却后，用于磷肥生产；
4)将收集的气体，经冷却后送入精制***中，与反应后直接送入精制***的粗氟化氢气体共同经精馏、脱气处理，即得无水氟化氢产品。

Claims (6)

1.一种从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将浓硫酸加热至170-220℃，并保持循环；
2)将氟化铵酸解混合液喷淋至循环浓硫酸表面，收集气体，经冷却，得氟化氢粗成品；
3)将氟化氢粗成品经精馏、脱气，得无水氟化氢产品。
2.如权利要求1所述的从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，其特征在于，所述加热采用微波加热技术。
3.如权利要求1所述的从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，其特征在于，所述浓硫酸的体积浓度为94-98％。
4.如权利要求1所述的从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，其特征在于，所述氟化铵酸解混合液，其喷淋时的温度为90-130℃。
5.如权利要求1或4所述的从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，其特征在于，所述氟化铵酸解混合液为氟化铵晶体与浓硫酸进行酸解反应而得。
6.如权利要求5所述的从氟化铵酸解混合液中生产无水氟化氢的方法，其特征在于，所述酸解反应，其中硫酸的加入量为生产硫酸氢铵所需浓硫酸量的1.2-1.5倍。
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