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氯磺酸的生产工艺与市场动态 第25卷第4期 2004年8月 化学工业与工程技术 JournalofChemicalIndustryamp;Engineering VOI.25No.4 Aug.,2004 氯磺酸的生产工艺与市场动态 朱莉 (南化公司磷肥厂,江苏南京210048) 摘要:目前国内氯磺酸的主要生产企业,大部分采用进口硫磺制酸.介绍了氯磺酸的生产工艺与市 场动态.指出随着我国化学工业的不断发展,氯磺酸的产量增长较快,氯磺酸进出口对我国氯磺酸市场 的影响很小. 关键词:氯磺酸;生产工艺;市场 中图分类号:TQ124.44文献标识码:A文章编号:1006—7906(2004)04—0037—03 氯磺酸(分子式HSO.C1,相对分子量116.52) 为无色或淡黄色油状发烟液体,具有刺激性臭味,腐 蚀性极强.氯磺酸具有强烈的吸湿性,与水接触可 引起激烈反应,形成爆炸,并放出大量的热,白色的 三氧化硫和盐酸气的酸雾.氯磺酸主要用于制造磺 胺药物,活性染料,洗涤剂,塑料,农药,糖精及国防 工业原料等. 1氯磺酸的生产工艺 1.1传统生产工艺 目前我国氯磺酸生产厂近20家,都采用HC1 与SO.气相合成法,合成工艺大致相同.传统的氯 磺酸生产工艺流程见图1. 匦 匾 三氧化硫 废品罐篁 氯 磺 酸 合 成 塔 气 体 氯 磺 酸 t l成品罐 图1传统的氯磺酸生产工艺流程 原料气Cl,H在HC1合成炉中燃烧,合成 HC1气体,经冷却脱水后,与SO.气体混合,进入氯 磺酸合成塔,合成的气相氯磺酸冷却成液体后,经辅 吸塔与HC1进一步反应后流人成品罐.废气经酸 洗吸收So.和So及水洗吸收HC1后,用碱进一步 吸收后排人大气. 传统的氯磺酸生产工艺中,HC1由cl与H合 成.SO.由焙烧硫磺或硫铁矿先制取SO,SO经催 化氧化得SO..因此所生成SO.的质量浓度不超过 9,一般只有7左右.SO.浓度低,不仅影响氯磺 酸合成的质量,而且造成合成塔,冷凝器及环保处理 设备硫酸吸收塔,水吸收塔及碱吸收塔的庞大;投资 巨大,也造成日常生产中维护的复杂化. 1.2以发烟硫酸为原料的生产工艺 105的硫酸中含20的游离So.从发烟硫酸 中提取SO.,只需降低SO.的分压或适当提高发烟 硫酸的温度即可,因此可以利用发烟硫酸为原料来 生产氯磺酸l_1].将105的发烟硫酸用SO.风机进 行减压抽取,抽取SO.后的98硫酸可送回硫酸厂 再进行SO.的吸收,使之成为105的发烟硫酸再 使用.因此使用发烟硫酸后,成本并不会增加很多, 设备也不会增加很多.利用发烟硫酸生产氯磺酸, 在同样的设备条件下,会大幅增加生产能力;虽然提 高了部分原料成本,但劳动生产率将大幅提高,相应 的设备维护及更新费用将大幅降低.更为重要的是 产品质量会有大的提高,随着质量和产量的提高,产 品将极具市场竞争力.因此,对于有发烟硫酸生产 装置的工厂,采用发烟硫酸作原料生产氯磺酸值得 推广应用. 1.3利用低浓度氯化氢气体为原料的生产工艺 曼海姆炉产生的低浓度氯化氢气体经冷却,干 燥,成为nc.一45,n,o一0.069/6的气体.该气体 由引风机送入主反应塔,在一定的温度,压力下与硫 酸装置转化工段来的,一7.5%的气体进行反应, 生成氯磺酸气体,氯磺酸气体经冷凝而分离.含有 收稿日期:2完毕投入运行,工艺,设备和仪表运行正常, 各项操作指标都达到设计要求,产品优级品率达 100,放空尾气Hcl≤0.3,.≤0.1【2].另 外,由于曼海姆炉产生的低浓度氯化氢气体得到了 利用,从而省去了原来的盐酸制备系统. 因此,直接利用曼海姆炉产生的低浓度氯化氢 气体来生产氯磺酸,既解决了氯磺酸生产装置所需 的氯化氢原料,又省去了硫酸钾生产装置为回收曼 海姆炉产生的低浓度氯化氢而设置的盐酸制备系 统,对二者都有利. 1.4低含量氯磺酸的提纯 在合成氯磺酸的过程中,因温度,原料气浓度及 原料气配比的不稳定,产生部分低含量的酸(称为废 酸)[3].这些废酸既不能销售又不能排放,若混入正 品酸中,将对正品酸质量造成一定的影响.因此对 废酸进行处理势在必行.一般有两种处理路线. 第一种是将废酸中的氯磺酸加水破坏,使其生 成Hso和HC1.现生产装置中已安装一套处理 设备,但因处理时产生的烟雾较大,且反应剧烈,易 发生爆炸,不易控制,因此虽安装了设备,但一直未 投入使用.第二种(也是推荐采用的方法)是使废酸 中的大量氯磺酸蒸发出来,残液用水进一步处理,这 样既节约了资源,又使处理简化. 废氯磺酸处理器是一填料塔,废酸从上部往下 流,HC1和SO.从底部向上走.进入处理器的SO. 要先加热到120℃,这样由HC1和So.反应产生的 热量使反应器维持在150℃左右,从而加热废氯磺 酸,使其中的氯磺酸蒸发出来,