无水HF酸排渣系统工艺改进研究.pdf

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1、56一一技术交流石20油15和年化第工18设卷备一无水HF酸排渣系统工艺改进研究丁运玲(多氟多化工股份有限公司，河南焦作454191)[摘要】无水HF酸生产排渣过程中的冒烟现象对环境影响很大，这种冒烟是夹带石膏渣粉尘且含有微量氢氟酸气体的热空气，具有刺鼻的气体，严重影响生态环境。公司经过研究和试验，在无水氢氟酸排渣工段，进行了工艺改进，首先是提高排渣螺旋的密封效果，其次是在排渣螺旋后增加冷却装置，将石膏渣冷却后通过螺旋进入石膏渣造粒设备。通过造粒将石膏渣从粉状变成大小不等的球状，基本实现无粉尘排放。最后是增加尾气吸收装置，将石膏渣造粒过程中

2、产生的气体进行回收。通过工艺改进，减少了对大气的污染，改善了现场的操作环境，通过了环保验收。[关键词]无水HF酸；排渣系统；工艺改进；技术应用1无水氢氟酸生产原理出，HF气体分两次溢出。在较低的温度下，HF可能溶解在硫酸中成为氟磺酸(HSO，F)，但在温度1．1用硫酸和萤石法生产无水HF酸的反应机理及控高于100℃时HSO迅速水解而还原成HF。硫酸与制萤石反应属吸热反应，因此加热可加快萤石与硫无水HF的工业生产工艺是以浓硫酸、萤石为酸之间的反应。但由于受到硫酸蒸发和分解的制主要原料，在回转反应炉里进行反应，固体为石约反应通常在250℃左右进

3、行。萤石与硫酸反应受膏渣经炉尾排出，气体(HF)经净化、冷却、吸多相反动力学因素影响，尤其当萤石表面CaSO覆收后制得产品，主要化学反应为：盖膜增厚时对气液两相形成巨大的扩散阻力。反CaF2(固)+H2SO(液)一CaSO(固)+2HF(气)f应速度由活化控制转向扩散控制。因此，在反应(200~300℃)炉增加内返料装置提高反应效率。该反应是吸热反应，标准反应热△H298=1．2目前常用的无水HF酸工艺流程介绍如下一5．37lkJ／mol。反应体系中同时存在气、液、固三萤石与硫酸在反应炉内高温下反应生成氢相，所以又是复杂的多相反应。上述反应

4、式表明氟酸气体和石膏渣。石膏渣从反应炉尾部排出，了各化合物间的计量关系，而反应的历程和机理氢氟酸气体由炉头进入洗涤塔进行洗涤，除去粉是按三级反应步骤进行的。尘，水等杂质后，由洗涤塔进入冷凝系统，经过CaF2+H2SO4一CaSO4(HSO4oF·I-W)初级冷凝，一、二级冷凝形成粗氢氟酸液体。经CaSO4(HSO4·F·HF、一Ca(HSO,·F)+HFf初级冷凝下来的粗氢氟酸返回洗涤系统冷凝洗涤Ca(HSO4·F、+HF-CaS04·2HF氢氟酸气体。一、二级冷凝下来的粗氢氟酸液体主要副反应由精馏泵泵入脱气塔内精馏。脱气塔脱除轻组分气体，

5、之后进入精馏塔，精馏塔将氢氟酸与重组CaF2+H2SO4+SiO2—CaS04+H2SiF6+H2O分分离，得到氢氟酸成品。轻组分气体经尾气吸CaCO3+H2SO4一CaSO4+H20+CO2收系统处理后外排，重组分返回洗涤系统洗涤氢2H2O+3SiF4—2H2SiF6+SiO2氟酸气体。其流程见图1。副反应方程式表明萤石中的SiO：，CaCO，等杂质越高，原料的消耗越大，产量因此受到影响。萤石与硫酸发生反应首先生成溶解在液态HF的中作者简介：丁运玲(1974一)，女，河南焦作人，大学本科，工间化合物氟硫酸钙，然后硫酸钙从溶液中结晶析程师。

6、现在多氟多化工股份有限公司从事化工工艺及设备设计工作。第7期丁运玲无水HF酸排渣系统工艺改进研究。57一氧氟酸工艺流程萤石成品尾气}图1氢氟酸生产工艺流程2无水氢氟酸生产工艺分析旋从U525的U型螺旋改为直径500的管式螺旋，最后增加螺旋料封装置，即为将螺旋中间部分去掉我公司针对原有工艺，进行详细分析，发现有以下几点可以优化。一些螺旋叶片，使这段螺旋全部被石膏渣充满，从而形成料封。(1)排渣螺旋结构简单，存在两方面问题。一是采用U型平盖螺旋，螺旋内无料封设计装置；二针对第二个问题，通过研究，多次在实验室是反应炉和排渣螺旋之间的连接处密封装置

7、过于做试验论证，最终为将螺旋与反应炉连接处的一简单，仅填充一圈石棉绳，密封效果差。氢氟酸圈石棉绳密封改为先进的动静环密封装置，改善气体从排渣螺旋中飘逸出来，污染环境。密封效果。(2)原工艺中的石膏渣在反应炉中经排渣螺旋(2)针对石膏渣冒烟这一问题，在实验室进行排出，通过输送螺旋到石膏渣房。石膏渣从反应了多次试验，根据小试情况，筛选设计思路，设炉中的排放温度为200℃，石膏渣排放的工艺控制计了多种技术方案进行中试，分别为：指标为：CaF2含量2．5％，H2SO含量l％。石膏方案一，改善排渣螺旋的密封效果后，将渣内未反应完全的CaF2和HSO将

8、继续反应，产石膏渣冷却后再排放。具体操作为：从排渣螺旋生氢氟酸气体，氢氟酸气体是一种刺鼻的有毒气出来进冷却炉(采用对炉体外部喷淋水的冷却体，石膏渣颗粒很细，粒度为235目，因石膏