一种卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制方法

技术领域

本发明涉及有机化合物的副产气体的回收技术领域，尤其涉及一种有机化合物，如烯烃，烷烃，芳香烃，含硫、氮、硅等有机物在氯化、溴化、氟化过程中副产的卤化氢的精制方法。

背景技术

有机化合物进行卤代反应过程中会生成的卤化氢气体，对于副产卤化氢气体通常是经过水吸收或碱吸收成卤化氢水溶液或盐溶液，但是卤化氢水溶液或盐溶液没有精制提纯后的卤化氢气体的应用价值高，精制提纯后的卤化氢气体可大量广泛应用于化学合成生产过程。

目前，副产卤化氢的精制方法主要有：溶剂洗涤法、冷凝分离法、汽提法、吸附法。其中吸附法具有工艺过程简单、投资低、精制纯度高等优点，是较可行的精制方法，如公告号为CN101200286A的中国发明专利申请文件中公开了“一种有机氯产品生产过程中副产氯化氢气体的精制方法”，其中记载了将副产氯化氢气体在常温、常压下，以0.1-0.5米/秒的流速通过装有吸附树脂的吸附柱，气体中有机物去除率可达到99.8％，然后，将吸附了有机物的吸附树脂用110～160℃饱和水蒸汽脱附，脱附率大于99％，脱附液经冷凝、油水分离，回收得到如含苯、氯苯等有机物的混合物。但是该方案存在以下缺陷：一，热再生干燥会导致树脂脱水，寿命极短；二，溶剂如甲醇、乙醇等再生工艺复杂，引入新的的液体分离，气体分离；三，蒸汽脱附导致体系由无水到有水，引起氯化氢遇水引起的一系列放热、腐蚀等问题。又如公告号为JP10120402的日本专利申请文件中公开了“一种纯化包含氯化烃化合物的氯化氢气体的方法”，同样需要用60～180℃的蒸汽再生，也会导致体系中引入水，即使是大量热空气干燥也无法将水完全烘干，也会导致热空气干燥引起的新污染、安全等问题。

发明内容

为了解决以上吸附-水蒸汽脱附法易造成吸附器寿命短、二次污染、放热、腐蚀、脱附时间长，能耗高等问题，本发明的目的是提供一种卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制方法，采用吸附-电加热脱附的方法，整个过程不涉及任何水的引入，不仅能够避免卤化氢遇水对吸附器的污染和腐蚀问题，而且方法简单高效，能够明显提高生产效率。

为实现上述目的，本发明所设计的卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制方法，包括步骤：

1)、吸附有机物杂质：将卤代烃生产过程中产生的含有卤化氢气体的混合气，通入至吸附器中，吸附器中的吸附柱为活性炭纤维吸附柱，混合气中的有机物被活性炭纤维吸附柱吸附，收集从吸附出口排出的纯净的卤化氢气体；

2)、加热脱附有机物：在活性炭纤维吸附柱的两端加载电源，将吸附了有机物的活性炭纤维吸附柱进行通电加热再生，向吸附器中通入脱附载气，将脱附后的有机气体吹出后经冷却回收有机物；

3)、冷却：待脱附完全后，冷却吸附器，用于下一阶段循环吸附。

作为优选方案，所述步骤1)中通入吸附器中的混合气的温度为-50～50℃。

作为优选方案，所述步骤1)中通入吸附器中的混合气的温度为0～50℃。

作为优选方案，所述步骤1)中通入至吸附材料为活性炭纤维的吸附器中的混合气的流量为10～100Nm

作为优选方案，所述步骤2)中活性炭纤维吸附柱进行通电加热再生的温度为50～200℃。

作为优选方案，所述步骤2)中活性炭纤维吸附柱进行通电加热再生的温度为55～65℃。

作为优选方案，所述步骤2)中脱附载气为空气或惰性气体。

作为优选方案，所述步骤1)中卤代烃生产过程包括脂肪烃、芳烃、含氮化合物、含硫化合物进行氯化、溴化、氟化的过程。

作为优选方案，所述活性炭纤维吸附柱是由酚醛基纤维、沥青基纤维、粘胶基纤维、丙烯腈基纤维中的至少一种经炭化、活化和加工过程形成的毡状活性炭纤维吸附柱、布状活性炭纤维吸附柱、纸状活性炭纤维吸附柱、蜂窝状活性炭纤维吸附柱中的至少一种。

作为优选方案，它是通过卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制装置实现，所述精制装置包括风机、第一吸附器、冷凝系统、第二吸附器和溶剂储罐；所述第一吸附器和第二吸附器并联连接，所述第一吸附器和第二吸附器的混合气进口均通过风机与混合气连接，所述第一吸附器和第二吸附器的吸附出口通过管道与卤化氢气体收集器连接，所述第一吸附器和第二吸附器内的吸附柱均为活性炭纤维材料的吸附柱，所述活性炭纤维的吸附柱是由酚醛基纤维经炭化、活化和加工过程形成毡状的活性炭纤维吸附柱，在每个活性炭纤维吸附柱的两端加载电源，每个吸附器内的多根活性炭纤维吸附柱通过电源线并联连接；所述第一吸附器和第二吸附器的脱附气入口均与脱附载气连接，所述第一吸附器和第二吸附器的脱附气出口均与冷凝系统连接后通入溶剂储罐中储存。

与现有的副产卤化氢的精制方法相比，本发明的优点在于：本发明采用吸附-电加热脱附的方法，首先利用活性炭纤维吸附柱吸附混合气中的有机杂质，收集得到纯净的卤化氢气体，然后利用电加热脱附的方法将吸附在活性炭纤维吸附柱上的有机物脱附出来，整个过程不涉及任何水的引入，避免卤化氢遇水对吸附器的污染和腐蚀问题；另外，采用电加热脱附的方法，具有脱附时间短、能耗低的特点。

附图说明

图1为本发明卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制装置

图中各部件标号如下：风机1、第一吸附器2、冷凝系统3、第二吸附器4、溶剂储罐5、第一阀门V1、第二阀门V2、第三阀门V3、第四阀门V4、第五阀门V5、第六阀门V6、第七阀门V7、第八阀门V8。

具体实施方式

为更好地理解本发明，以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。

实施例1：某工厂苯高温氯化生产氯化苯时，反应产生的混合气中含有副产HCl气、苯及有机副反应产物，其中苯含量为40mg/L。

结合图1所示，本实施例卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制装置，包括风机1、第一吸附器2、冷凝系统3、第二吸附器4、溶剂储罐5，第一吸附器2和第二吸附器4并联连接，第一吸附器2和第二吸附器4的混合气进口通过风机1与混合气连接，第一吸附器2和第二吸附器4的吸附出口通过管道与卤化氢气体收集器连接，第一吸附器2和第二吸附器4内的吸附柱均为活性炭纤维材料的吸附柱，活性炭纤维的吸附柱是由酚醛基纤维经炭化、活化和加工过程形成毡状的活性炭纤维吸附柱，在每个活性炭纤维吸附柱的两端加载电源，每个吸附器内的多根活性炭纤维吸附柱通过电源线并联连接；第一吸附器2和第二吸附器4的脱附气入口均与脱附载气连接，第一吸附器2和第二吸附器4的脱附气出口均与冷凝系统3连接后最后通入溶剂储罐5中储存。

苯高温氯化生产氯化苯过程中副产卤化氢气体的精制方法，它是通过上述的精制装置完成的，其包括步骤：

1)吸附有机物杂质：收集苯高温氯化生产氯化苯过程中产生氯化氢气体、苯及有机副反应产物的混合气，关闭第二阀门V2，打开第一阀门V1，将温度为25℃的混合气以50Nm

2)、加热脱附有机物：在第二吸附器4吸附的同时，对第一吸附器2进行电加热脱附处理，具体为，首先使第一吸附器2内部保持一定的负压，再打开第六阀门V6和第二阀门V2，并开启电源，通电加热活性炭纤维吸附柱使其迅速升温至60℃，吸附在活性炭纤维吸附柱上的苯及有机副反应产物脱附出来，向第一吸附器2中通入氮气带出有机气体，经冷凝系统3进行冷却回收有机物，回收的有机溶剂储存在溶剂储罐5中。

3)、冷却：待第一吸附器2脱附完全后，冷却第一吸附器2至50℃以下，用于下一阶段循环吸附，整个工艺按照一吸一脱模式进行。

实施例2：以氯气为氯源的甲苯氯化反应过程中，产生的混合气中含有副产HCl气、甲苯及副反应产物，其中甲苯含量为37mg/L。

结合图1所示，本实施例的卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制装置，与实施例1中的精制装置的区别在于，本实施例中的活性炭纤维吸附柱是由粘胶基纤维经炭化、活化和加工过程形成的蜂窝状活性炭纤维吸附柱。

甲苯氯化反应过程中副产氯化氢气体的精制方法，它是通过上述精制装置完成的，具体包括步骤：

1)吸附有机物杂质：收集甲苯氯化反应过程中产生氯化氢气体、甲苯及有机副反应产物的混合气，关闭第二阀门V2，打开第一阀门V1，将温度为10℃的混合气以80Nm

2)、加热脱附有机物：在第二吸附器4吸附的同时，对第一吸附器2进行电加热脱附处理，具体为，首先使第一吸附器2内部保持一定的负压，再打开第六阀门V6和第二阀门V2，并开启电源，通电加热活性炭纤维吸附柱使其迅速升温至80℃，吸附在活性炭纤维吸附柱上的苯及有机副反应产物脱附出来，向第一吸附器2中通入氮气带出有机气体，经冷凝系统3进行冷却回收有机物，回收的有机溶剂储存在溶剂储罐5中。

3)、冷却：待第一吸附器2脱附完全后，冷却第一吸附器2至50℃以下，用于下一阶段循环吸附，整个工艺按照一吸一脱模式进行。

实施例3：溴化石蜡和溴氯化石蜡生产过程，从反应釜出来的混合气主要是HBr和HCl气体，及少量的溴化石蜡和溴氯化石蜡。

结合图1所示，本实施例的卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制装置，与实施例1中的精制装置的区别在于，本实施例中的活性炭纤维吸附柱是由丙烯腈基纤维经炭化、活化和加工过程形成的纸状活性炭纤维吸附柱。

溴化石蜡和溴氯化石蜡生产过程副产HBr和HCl气体的精制方法，它是通过上述精制装置实现，包括步骤：

1)吸附有机物杂质：溴化石蜡和溴氯化石蜡生产过程，收集从反应釜出来的混合气，关闭第二阀门V2，打开第一阀门V1，将温度为10℃的混合气以100Nm

2)、加热脱附有机物：在第二吸附器4吸附的同时，对第一吸附器2进行电加热脱附处理，具体为，打开第六阀门V6和第二阀门V2，并开启电源，通电加热活性炭纤维吸附柱使其迅速升温至200℃，吸附在活性炭纤维吸附柱上的苯及有机副反应产物脱附出来，向第一吸附器2中通入空气带出有机气体，经冷凝系统3进行冷却回收有机物，回收的有机溶剂储存在溶剂储罐5中。

3)、冷却：待第一吸附器2脱附完全后，冷却第一吸附器2至50℃以下，用于下一阶段循环吸附，整个工艺按照一吸一脱模式进行。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。