HF和F22装置工艺说明剖析VIP免费

1of26氢氟酸装置工艺说明AHF：2,5000吨／年90吨／天HF/F22控制室2010-1-12of261.2.1-HF装置工艺说明1.2.1.1化学过程HF是通过硫酸与氟化钙反应制得的：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF-Q1Kcal(固体)(液体)(固体)(气体)Q1382kcal／kg(3000C)许多研究者已经对该反应的机理进行了研究，其中之一是很有可能会产生如下所述的中间组分：第一步：硫酸在萤石杂物(碳酸盐等)上反应第二步：根据下列反应式，硫酸与一部分萤石反应：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HFCaSO4+H2SO4=CaSO4H2SO4酸性硫酸钙(如上所述)事实上是一个较为复杂的产品混和物。这一步反应首先能够在低温下很快进行，并可达到50％的总转化率。第三步：酸性硫酸钙在较高温度(150～1700C)下分解，释放出的硫酸与未转化的氟化钙反应。CaSO4H2SO4=CaSO4+H2SO4复杂反应的简化叙述表明有几个物相产生，它们中的每一个都有不同的速度、动力学，每段混和物有不同的流变性能。与第一步和第二步反应相对应的混合物状态依次为液态、泥浆状物质、粘稠物质、糊状物质，接下来是湿的粉末。在此过程中产生腐蚀和冲蚀，限制了反应器壁上的传热。第三步反应有一种重新液化的物相产生(酸性硫酸盐的分解⋯)，也为粘糊状物，有腐蚀性。反应结束时通常产生砂状、自由流动的产物。从转窑里产生的气体包括所有生成的氢氟酸和少量的水和硫酸(或氟磺酸)。水主要来自于：送入转窑的98.5％的硫酸转窑中的副反应，如下所述：.由于萤石中不可避免地存在SiO2而引起的反应，即：4HF+SiO2=SiF4+2H2O3of26(气体)(固体)(气体)(气体).由于萤石中存在铁和铝的氧化物而引起的反应，产生相应的硫酸盐和水：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O(固体)(液体)(固体)(气体)Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O(固体)(液体)(固体)(气体)另外，在反应器出口的气体中存在SO2，SO2是由下列反应产生的：MeS+H2SO4=MeSO4+H2S(金属硫化物)H2SO4+H2S=S+SO2+2H2OFe(窑壳)+2H2SO4=FeSO4+SO2+2H2O注：上述反应中产生的单质硫在气体处理和精馏工序中会进一步沉淀。硫酸还与萤石浮选时带来的有机残余物纤维等反应，也可产生SO2、CO2、、、、碳墨等。xC2H5OH+H2SO4→xC2H4+H2SO4.xH2O(x=1,2,6,8)XC12H22O11+H2SO4→12xC+11H2SO4.xH2OC+H2SO4→2SO2+2H2O+CO2CO2它也可能来自于萤石含有的微量CaCO3：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2(固体)(液体)(固体)(气体)(气体)因此，在反应器出口的气体中，除氢氟酸外，还含有SiF4，水，SO2，H2S，CO2，硫，灰尘、硫酸酸雾和一些因填料圈泄漏、特别是萤石加入时带入的微量空气4of261.2.1.2总的工艺说明(参照所附的工艺方框图)在两只封闭的、外部加热的转窑中加入硫酸、发烟硫酸和称为“萤石”的天然高CaF2含量的粉末矿物的混合物。反应产生的气体混和物(主要为HF)被收集起来，在气体处理和精馏工序净化。在获得无水氟化氢的同时，杂物如SiF4以稀溶液形式被回收。硫酸钙以粉末形态从转窑中排出，它含有少量的硫酸及HF，用氢氧化钙中和。因为本工艺中大多数的产品是有害的，因此工厂的设计和设备的选择必须十分小心。本装置由以下几个工序组成：1100号工序原料贮存700号工序萤石干燥100号工序粗HF的产生粗气体净化和进料酸制备粗HF回收排空气处理CaSO4处理CaSO4贮存和装运站200号工序粗HF贮存HF精馏2000号工序无水HF贮存和输送5of26反应(转窑)70%氢氟酸石灰硫酸钙萤石硫酸气体处理冷凝粗HF精炼无水氢氟酸尾气处理6of261.2.1.31100号工序：原料贮存硫酸储存从船运来的98%H2SO4贮存在用普通碳钢制作的贮槽(R1151A/B)内，在该贮槽内设有一个用于此产品的常规排放系统(S1151A/B)一台泵(P1151)将酸输送到100号工序(加到HF回收塔D151中)，或HCFC22装置，在此用来回收HF并再循环到HF/H2SO4贮槽(R151)。注：因该酸有98％的浓度，所以在冬天有必要注意冻结的可能性。发烟硫酸从船上来的20%的发烟硫酸贮存在一只用普通的碳钢制作的贮槽(R1121)内，该贮槽也与S1151A相连。一台泵(P1121)将酸输送到10012号工序，在与来自HF气体处理工序的HF/H2SO4混和后加到转窑内。萤石从K720来的干燥产品贮存在直立料仓R10012中，其上装有一个布袋过滤器(S1001—2)，称量装置(Z10012)能使加入到反应系统中的萤石得到控制。...