鬼佬大哥大
  • / 9
  • 下載費用:30 金幣  

鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201511026349.3

申請日:

2015.12.31

公開號:

CN105540661A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C01G 25/04申請日:20151231|||公開
IPC分類號: C01G25/04; C01B31/18; F25J3/06 主分類號: C01G25/04
申請人: 淄博廣通化工有限責任公司
發明人: 郝本清; 畢明亮
地址: 255144 山東省淄博市淄川區龍泉鎮龍一村西首匯
優先權:
專利代理機構: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212 代理人: 傅玉英
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201511026349.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.11.10|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明是一種鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置。屬于鋯的鹵化物制備裝置。包括尾氣儲存裝置、氯氣分離回收裝置和CO回收儲存裝置;首先分離收集尾氣中的氯氣,用作鋯英砂沸騰氯化反應的原料,循環使用;分離氯氣后的尾氣作為CO參與的合成反應涉及生產裝置的原料利用。提供了一種能夠有效利用Cl2和CO資源,減少溫室氣體CO2的排放的鋯英砂沸騰氯化裝置排放尾氣完全回收利用裝置。回收的CO含量≥98.5%。氯氣回收利用率≥98.5%,CO回收利用≥99.0%。尾氣中氯氣的完全回收利用,降低了ZrCl4、SiCl4以及氧氯化鋯產品的原料成本25~40%。尾氣中的CO完全回收,作為合成氨裝置、合成甲醇裝置或者合成乙酸裝置的原料利用。節約了寶貴的化石資源。

權利要求書

1.一種鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于包括尾氣儲存裝置、氯氣分離
回收裝置和CO回收儲存裝置;首先分離收集尾氣中的氯氣,用作鋯英砂沸騰氯化反應的原
料,循環使用;分離氯氣后的尾氣作為CO參與的合成反應涉及的工業生產裝置的原料利用。
2.按照權利要求1的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于所述的CO參與
的合成反應是:
①.合成氨裝置CO變換工段的將CO轉化為氫氣的反應
②.合成甲醇反應
③.不飽和化合物的羰基化反應
④.甲醇的羧化反應
⑤.CO參與的交替共聚反應。
3.按照權利要求1的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于所述的CO參與
的合成反應涉及的工業生產裝置是:合成氨裝置、合成甲醇裝置、甲醇羧化合成乙酸裝置、
烯烴氫甲基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝置。
4.按照權利要求1的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于所述尾氣儲存裝
置是干式氣柜。
5.按照權利要求1的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于所述氯氣分離回
收裝置是氯氣冷凝液化裝置,包括氯氣液化器、制冷機組及其他附屬設備,氯氣在氯氣液化
器中被冷凝為液體,制冷機組為氯氣液化器提供冷源。
6.按照權利要求5的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于氯氣冷凝液化采
用低壓氨-氯化鈣鹽水間接冷凍液化裝置。
7.按照權利要求5的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于氯氣冷凝液化采
用低壓氟利昂R-22直接冷凍液化裝置。
8.按照權利要求1的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于所述CO回收儲
存裝置是濕式氣柜或干式氣柜。
9.按照權利要求1的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于所述回收利用裝
置的使用方法包括如下步驟:
①.尾氣收集儲存
來自鋯英砂沸騰氯化裝置經收集ZrCl4和SiCl4產品后,四氯化硅精餾系統排放的尾氣,
全部收集進入干式氣柜儲存,備分離后回收利用;
②.氯氣分離回收利用
儲存在干式氣柜中的尾氣,通過壓縮機送入氯氣回收利用系統,首先進入氯氣冷凝器,
控制壓力0.1~0.2MPa,,≤-35℃條件下,將尾氣中的氯氣冷凝為液體;送入氯氣儲槽,用作
氯化反應的原料,循環使用;
③.CO回收利用
經步驟②分離氯氣后的尾氣CO含量≥95%,送人CO氣柜,備CO參與的合成反應的生
產裝置作為原料CO使用。
10.按照權利要求9的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,其特征在于所述回收利用
裝置的使用方法包括如下步驟:
其特征在于所述步驟③中,經步驟②分離氯氣后的尾氣,經氫氧化鈉溶液洗滌塔進一步
凈化后,尾氣CO含量≥99%,送人CO氣柜,備CO參與的合成反應的生產裝置作為原料
CO使用。

說明書

鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置

技術領域

本發明是一種鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置。屬于鋯的鹵化物制備裝置。

背景技術

鋯英砂是鋯英石礦物經過加工、選礦而得的鋯英石(ZrSiO4)精礦,其理論組成為:ZrO2
含量為67.21%,SiO2含量為32.79%。鋯英砂是生產金屬鋯及其化學制品的主要原料。用于
制備四氯化硅、氧氯化鋯和二氧化鋯等。

鋯英砂沸騰氯化工藝即鋯英砂直接氯化工藝,是指鋯英砂與石油焦按照一定配比混合研
磨后,在沸騰氯化爐中在950~1100℃溫度下,通入氯氣進行反應,生成四氯化鋯(ZrCL4)
和四氯化硅(SiCl4)兩種主要產物的工藝過程。

沸騰氯化,在流體的作用下使固體顆粒懸浮起來,因此固體顆粒具有了流體的某些表觀
特性,物料間的接觸得到了強化,故亦被稱為流態化技術。其應用于鋯英砂氯化工藝稱為鋯
英砂沸騰氯化。主要化學反應式如下:

ZrSiO4+4Cl2+4C=ZrCl4+SiCl4+4CO

通常,通過控制冷凝溫度將二者分離開來,各自作為產品收集,或者作為中間產品,進
一步加工為海綿鋯、氧氯化鋯等最終產品。

純ZrCl4在常溫下是固態,其升華點為331℃,SiCl4的沸點是57℃,在沸騰氯化反應條
件下,兩種產物均以氣態形式產出。首先收集ZrCl4產品,或者進而以ZrCl4為原料繼續生產
海綿鋯產品;或者根據需求,將ZrCl4水解制得氧氯化鋯。SiCl4由于沸點低,收集ZrCl4產品
后的氣體,再繼續經過冷凝、精制、制得SiCl4產品。

鋯英砂沸騰氯化裝置,通過氯氣對鋯英砂的氯化,在制得四氯化鋯產品的同時,制得了
產品四氯化硅,為生產氣相法二氧化鋯提供了優質原料。使得不可多得的寶貴的鋯英砂礦產
資源得到了有效的利用。徹底解決了鋯英砂分解制備鋯產品工業中,廢硅渣的排放所導致的
諸多弊端。

因此,鋯英砂沸騰氯化裝置的工藝方法,具有堿熔法無法比擬的低成本、低污染的特點,
同時產品中的SiO2、Na2O、TiO2、硫酸鹽等一些雜質,在冷卻回收ZrCl4時得到去除。避免
了這些雜質進入后續的系統。

鋯英砂沸騰氯化工藝直接將鋯英砂原料轉化為ZrCl4和SiCl4產品,原料利用率高,產品
生產成本低,廢氣廢渣排放較少;具有設備緊湊、運行效率高、控制穩定、自動化程度高等
優點。被廣泛采用。

但是,現有技術中還存在如下不足:

1.在鋯英砂沸騰氯化裝置排放的尾氣中,含有數量較多Cl2、CO,是具有很高利用價值
的寶貴資源。尚未得到有效的分離和利用。造成資源浪費。

2.現有技術中,鋯英砂沸騰氯化工藝產生的氣態產物,經首先分離收集ZrCl4以后,再
繼續收集并精制SiCl4,最后,尾氣經過簡單的堿液吸收后,CO由點火裝置點燃后,燃燒排
放。或者送入鍋爐作為燃料使用。不僅即浪費資源,而且存在CO燃燒、爆炸、中毒等安全
隱患。

3.CO燃燒焓產生的CO2,CO2是主要的溫室氣體,會加劇大氣的溫室效應,導致全球變
暖,并由此引發自然災害,嚴重的威脅著人類的生存和發展。

4.現有技術中,Cl2作為氯化反應的主要原料,由于沒有回收循環利用,導致原料消耗
增加,產品生產成本的提高。

5.現有技術中,Cl2作為氯化反應的主要原料,由于沒有回收循環利用,鋯英砂與Cl2的
摩爾配比,只能維持在1:6左右,限制了鋯英砂氯化反應的反應速度。影響了裝置的生產能
力的提高。

一種能夠有效利用Cl2和CO資源,減少溫室氣體CO2的排放;避免因CO排放導致的燃
燒、爆炸、中毒等安全事故發生;能夠降低鋯英砂沸騰氯化裝置產品的生產成本,提高裝置
生產能力的鋯英砂氯化裝置排放尾氣的完全回收利用裝置,是人們所期待的。

發明內容

本發明的目的在于避免上述現有技術中的不足之處,而提供一種能夠有效利用Cl2和CO
資源,減少溫室氣體CO2的排放;避免因CO排放導致的燃燒、爆炸、中毒等安全事故發生;
能夠降低鋯英砂沸騰氯化裝置產品的生產成本,提高裝置生產能力的鋯英砂氯化裝置排放尾
氣的完全回收利用裝置。

本發明的目的可以通過如下措施來達到:

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,包括尾氣儲存裝置、氯氣分離回收裝置
和CO回收儲存裝置;首先分離收集尾氣中的氯氣,用作鋯英砂沸騰氯化反應的原料,循環
使用;分離氯氣后的尾氣作為CO參與的合成反應涉及生產裝置的原料利用。

氯氣是鋯英砂沸騰氯化的原料,尾氣中氯氣的完全回收利用,無疑對于降低ZrCl4、SiCl4
以及氧氯化鋯產品的成本有益。而且由于原料氯氣能夠完全回收利用,在原料ZrSiO4、C和
Cl2的摩爾配比中,可以通過適當提高Cl2的摩爾配比來提高氯化反應的反應速度,使得氯化
反應平衡向著生成氯化產物的方向移動。從而提高了反應的轉化率。

ZrSO4+4Cl2+4C=ZrCl4+SiCl4+4CO

從以上鋯英砂沸騰氯化反應方程式中,可以看出,每摩爾ZrSO4氯化,生成1摩爾的ZrCl4,
同時產生4摩爾的CO。尾氣中的CO的數量較大,作為CO參與的合成反應涉及生產裝置的
原料利用。無疑具有很好的經濟效益和環境保護效益。

本發明的目的還可以通過如下措施來達到:

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述的CO參與的合成反應是:

①.合成氨裝置CO變換工段的將CO轉化為氫氣的反應

CO+H2O→H2+CO2

②CO加氫合成甲醇的反應

2H2+CO→CH3OH

③.不飽和化合物的羰基化反應,例如:

CH2=CH2+CO+H2→CH3CH2CHO

④.甲醇的羧化反應

CH3OH+CO→CH3COOH

⑤.CO參與的交替共聚反應。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述的CO參與的合成反應的生產裝置
是:合成氨生產裝置、合成甲醇生產裝置、甲醇羧化合成乙酸的生產裝置、乙烯氫甲基化制
備乙醛的生產裝置、烯烴與CO制備聚酮的裝置。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述尾氣儲存裝置是干式氣柜。是一個
優選的技術方案。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述氯氣分離回收裝置是氯氣冷凝液化
裝置,包括氯氣液化器、制冷機組及其他附屬設備,氯氣在氯氣液化器中被冷凝為液體,制
冷機組為氯氣液化器提供冷源。是優選的技術方案。

采用氯氣液化的方法分離尾氣中的氯氣,分離效率≥98.5%,得到的氯氣純度高,能夠滿
足鋯英砂氯化工藝要求。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述氯氣冷凝液化采用低壓氨-氯化鈣鹽
水間接冷凍液化工藝。是優選的技術方案。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述氯氣冷凝液化采用低壓氟利昂R-22
直接冷凍液化工藝。是另一個優選的技術方案。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述CO回收儲存裝置是濕式氣柜或干
式氣柜。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述回收利用裝置的使用方法包括如下
步驟:包括如下步驟:

①.尾氣收集儲存

來自鋯英砂沸騰氯化裝置經收集ZrCl4和SiCl4產品后,四氯化硅精餾系統排放的尾氣,
全部收集進入尾氣儲存裝置儲存,備分離后回收利用;

②.氯氣分離回收利用

儲存在干式氣柜中的尾氣,通過壓縮機送入氯氣回收利用系統,首先進入氯氣冷凝器,
控制壓力0.1~0.2MPa,,≤-35℃條件下,將尾氣中的氯氣冷凝為液體;送入氯氣儲槽,用作
氯化反應的原料,循環使用;

③.CO回收利用

經步驟②分離氯氣后的尾氣CO含量≥95%,送人CO氣柜,備合成氨裝置、合成甲醇裝
置或者合成乙酸裝置作為原料利用。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,所述步驟③中,經步驟②分離氯氣后的
尾氣,經氫氧化鈉溶液洗滌塔進一步凈化后,尾氣CO含量≥99%,送人CO氣柜,備CO參
與的合成反應的生產裝置作為原料CO使用。是一個優選的技術方案。適用于對于原料CO
質量要求苛刻的工藝生產裝置。

本發明的鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,相比現有技術,能夠產生如下積極技術
效果:

1.提供了一種能夠有效利用Cl2和CO資源,減少溫室氣體CO2的排放;避免因CO排
放導致的燃燒、爆炸、中毒等安全事故發生;能夠降低鋯英砂沸騰氯化裝置產品的生產成本,
提高裝置生產能力的鋯英砂氯化裝置排放尾氣的完全回收利用裝置。

2.尾氣中氯氣的完全回收利用,降低了ZrCl4、SiCl4以及氧氯化鋯產品的原料成本25~
40%。。

3.尾氣中的CO完全回收,作為CO參與的合成反應涉及生產裝置的原料利用。節約了
寶貴的化石資源。

4.采用氯氣液化的方法分離尾氣中的氯氣,分離效率≥98.5%,得到的氯氣純度高,能
夠滿足鋯英砂氯化工藝要求。

5.采用首先采用氯氣液化的方法將氯氣從尾氣中分離出來,而且尾氣中的氯氣分離徹
底。得到的CO能夠合成氨裝置、合成甲醇裝置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲基化制
備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝置對于原料CO的工藝要求。

6.避免了現有技術中CO的燃燒再次排放的CO2對于大氣環境的污染。

7.降低了鋯英砂沸騰氯化裝置產品的成本,提高了生產企業的經濟效益。

8.為合成氨裝置、合成甲醇裝置或者合成乙酸裝置提供了優質原料。同時降低了產品的
生產成本,提高了生產企業的經濟效益。

具體實施方式

本發明下面將結合實施例作進一步詳述:

實施例1

一種鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,包括尾氣儲存裝置、氯氣分離回收裝置和CO
回收儲存裝置;首先分離收集尾氣中的氯氣,用作鋯英砂沸騰氯化反應的原料,循環使用;
分離氯氣后剩余的CO作為合成氨裝置、合成甲醇裝置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲
基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝置的原料利用。所述回收利用裝置的使
用方法包括如下步驟:

①.尾氣收集儲存

來自鋯英砂沸騰氯化生產ZrCl4副產SiCl4裝置的氯化混合氣體,經收集ZrCl4和SiCl4產
品后,四氯化硅精餾系統排放的尾氣,全部收集進入干式氣柜儲存。備分離后回收利用;

②.氯氣分離回收利用

儲存在干式氣柜中的尾氣,通過壓縮機送入氯氣回收利用系統,首先進入氯氣冷凝器,
控制壓力0.1~0.2MPa,,≤-35℃條件下,將尾氣中的氯氣冷凝為液體;送入氯氣儲槽,用作
氯化反應的原料,循環使用;氯氣冷凝液化采用低壓氨-氯化鈣鹽水間接冷凍液化工藝。

③.CO回收利用

經步驟②分離氯氣后的尾氣CO含量≥95%,送人CO氣柜,備合成氨裝置、合成甲醇裝
置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝
置的原料利用。

氯氣回收利用率≥98.5%,CO回收利用≥99.0%。

實施例2

一種鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,包括尾氣儲存裝置、氯氣分離回收裝置和CO
回收儲存裝置;首先分離收集尾氣中的氯氣,用作鋯英砂沸騰氯化反應的原料,循環使用;
分離氯氣后剩余的CO作為合成氨裝置、合成甲醇裝置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲
基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝置的原料利用。所述回收利用裝置的使
用方法包括如下步驟:

①.尾氣收集儲存

來自鋯英砂沸騰氯化生產海綿鋯裝置的氯化混合氣體,經收集ZrCl4和SiCl4產品后,四
氯化硅精餾系統排放的尾氣,全部收集進入干式氣柜儲存。備分離后回收利用;

②.氯氣分離回收利用

儲存在干式氣柜中的尾氣,通過壓縮機送入氯氣回收利用系統,首先進入氯氣冷凝器,
控制壓力0.1~0.2MPa,,≤-35℃條件下,將尾氣中的氯氣冷凝為液體;送入氯氣儲槽,用作
氯化反應的原料,循環使用;氯氣冷凝液化采用低壓氟利昂R-22直接冷凍液化工藝。

③.CO回收利用

經步驟②分離氯氣后的尾氣CO含量≥98%,送人CO氣柜,備合成氨裝置、合成甲醇裝
置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝
置的原料利用。

氯氣回收利用率≥99%,CO回收利用≥99.5%。

實施例3

一種鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,包括尾氣儲存裝置、氯氣分離回收裝置和CO
回收儲存裝置;首先分離收集尾氣中的氯氣,用作鋯英砂沸騰氯化反應的原料,循環使用;
分離氯氣后剩余的CO作為合成氨裝置、合成甲醇裝置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲
基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝置的原料利用。所述回收利用裝置的使
用方法包括如下步驟:

①.尾氣收集儲存

來自鋯英砂沸騰氯化生產氧氯化鋯裝置的氯化混合氣體,經收集ZrCl4和SiCl4產品后,
四氯化硅精餾系統排放的尾氣,全部收集進入干式氣柜儲存。備分離后回收利用;

②.氯氣分離回收利用

儲存在干式氣柜中的尾氣,通過壓縮機送入氯氣回收利用系統,首先進入氯氣冷凝器,
控制壓力0.1~0.2MPa,,≤-35℃條件下,將尾氣中的氯氣冷凝為液體;送入氯氣儲槽,用作
氯化反應的原料,循環使用;氯氣冷凝液化采用低壓氨-氯化鈣鹽水間接冷凍液化工藝。

③.CO回收利用

經步驟②分離氯氣后的尾氣CO含量≥97%,送人CO氣柜,備合成氨裝置、合成甲醇裝
置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝
置的原料利用。

氯氣回收利用率≥98.8%,CO回收利用≥99.0%。

實施例4

一種鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置,包括尾氣儲存裝置、氯氣分離回收裝置和CO
回收儲存裝置;首先分離收集尾氣中的氯氣,用作鋯英砂沸騰氯化反應的原料,循環使用;
分離氯氣后剩余的CO作為合成氨裝置、合成甲醇裝置、甲醇羧化合成乙酸裝置、烯烴氫甲
基化制備相應的醛的裝置、乙烯與CO制備聚酮的裝置的原料利用。所述回收利用裝置的使
用方法包括如下步驟:

①.尾氣收集儲存

來自鋯英砂沸騰氯化生產海綿鋯裝置的氯化混合氣體,經收集ZrCl4和SiCl4產品后,四
氯化硅精餾系統排放的尾氣,全部收集進入干式氣柜儲存。備分離后回收利用;

②.氯氣分離回收利用

儲存在干式氣柜中的尾氣,通過壓縮機送入氯氣回收利用系統,首先進入氯氣冷凝器,
控制壓力0.1~0.2MPa,,≤-35℃條件下,將尾氣中的氯氣冷凝為液體;送入氯氣儲槽,用作
氯化反應的原料,循環使用;氯氣冷凝液化采用低壓氟利昂R-22直接冷凍液化工藝。

③.CO回收利用

經步驟②分離氯氣后的尾氣,經氫氧化鈉溶液洗滌塔進一步凈化后,尾氣CO含量≥99%,
送人CO氣柜,備CO參與的合成反應的生產裝置作為原料CO使用。

氯氣回收利用率≥99%,CO回收利用≥99.5%。

關 鍵 詞:
鋯英砂 沸騰 氯化 尾氣 回收 利用 裝置
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:鋯英砂沸騰氯化尾氣的回收利用裝置.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6337857.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大