水对氢氟酸生产工艺的影响分析.docx

水对氢氟酸生产工艺的影响分析缪明基（江苏梅兰化工有限公司，江苏泰州225300）摘要：氢氟酸生产过程中，水对生产影响极大，文章结合生产实例介绍了氟化氢生产过程中水的来源，分析了各种来源水对氢氟酸生产的影响。关键词：氢氟酸生产；水份；硫酸；烟酸；萤石；腐蚀中图分类号：TQ124.3文献标设码：A文章编号：1671-0142（2012）06-0130-03他金属氧化物与硫酸或氢氟酸反应后生成的水。（3）系统（3、4）吸入空气带入的水、设备（5、6、7）检修不彻底带入的水。HF生产工艺简述HF是利用硫酸和氟石粉在一个密闭的外部加热的回转炉内进行复分解反应而制得，该反应为吸热反应，主反应方程式：CaF2(S)+H2SO4(L)=CaSO4(S)+2HF(g)-Q副反应方程式：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2SiF6CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2CaS+H2SO4=CaSO4+H2SFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O在反应过程中产生的水份，对生产系统影响极大，主要影响有：设备及管道、管件腐蚀严重，系统易堵塞，装置检修频繁，成品收率降低，增加原料消耗等。1各种水对生产的来源分析以生产实例进行计算分析：萤石投料量5000kg/h；萤石中含SiO21%，CaCO31%，H2O0.2%；烟酸含SO320%；98.4%硫酸含水量1.6%；空气中含水量1.5%（体积比），系统吸入空气量3000m3/h；酸与萤石配比值为1.15；系统中各种水的量为：（1）原料中自带水量为：萤石含水：5000kg/h×0.2%=10kg/h;硫酸含水：1.6%Akg/h（设每小时投入98.4%酸Akg/h）（2）原料中氧化物与酸反应后生成的水量为：SiO2产生的水：SiO2+6HF=H2SiF6+H2O3氢氟酸生产系统中水的来源HF生产工艺流程见图1。2605000×1%3630kg/hCaCO3产生的水：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+C1%18449kg/h22氢氟酸生产系统中水的来源一般可分为以下几方面：（1）原料(1、2)中自带水，其中包括萤石粉及98%的硫酸带入的水份。萤石粉原料组成为：其中氟化钙≥97％，碳酸钙≤1.2%，二氧化硅≤1.6％，干粉水分≤0.2％。（2）原料中金属氧化物（或碳酸盐等）与酸反应后生成的水，其中有二氧化硅、碳酸钙及其（3）空气中吸入的水：3000m3/h×1.5%×29g/m3（空气比重）=1.3kg/h（4）进入反应转炉的硫酸含水量应为0，系统内的水需用烟酸中的SO3进行吸收反应，则：SO380+H2O18=H2SO4作者简介：缪明基(1968-),男,江苏靖江人,工程师.第6期缪明基：水对氢氟酸生产工艺的影响分析131（5000×1.15-A）×20%10+0.016Akg/h+30+9+1.3冷及一、二冷之间循环，增加了系统压差及能耗。4.3成品收率降低，增加原料消耗因物料温度高，在一、二级冷凝器中不能被液化的氢氟酸气体则进入硫酸吸收塔，但硫酸量偏小，不能吸收如此多的气相氢氟酸，最终不被吸收的氢氟酸气体进入尾气吸收装置吸收后作为副产品产出，而成品收率则大大降低，原料消耗大大增加。4.4系统易堵塞，装置检修频繁足够量的硫酸在工艺中有一个重要作用即在炉气洗涤塔中洗涤粗料气中的粉尘，确保粉尘不能被带到后道系统的管道及设备中。若硫酸量降低后，则导气管、炉气洗涤塔粗冷、一冷、二冷、精制系统、硫酸吸收塔、水洗系统等设备及管道就极容易被粉尘堵塞，甚至精馏塔及脱气塔也会被粉尘堵塞，造成系统失去负压而大跑气，为避免发生此类事故，则必须经常性停车清理积尘，如此会造成较严重的环境污染并增加了产品消耗（停车处理就必须排放系统内的物料，且开停车时都必须单独投入萤石粉以保护转炉，此时投入的萤石粉是不会被反应的）[1]。综上分析，确保硫酸洗涤量的足够大，会造成系统内的水份不断积累增加，大量的水累积在系统内，越积越多，最终会导致另一类不良生产情况发生：（1）设备及管道、管件腐蚀严重。众所周知，氢氟酸与水结合后，会生成具有强烈腐蚀性的有水氢氟酸，高温有水氢氟酸的腐蚀性则会成几何级增加，生产装置的钢制设备（尤其是转炉）、管道及管件极容易被腐蚀，后果是可想而知的，本厂氢氟酸转炉在初始两年内因腐蚀造成转炉钢板从60mm厚变为小于50mm厚，而设计腐蚀速度是1-2mm/年，由此可见我厂设备腐蚀速率是同行的5倍以上。（2）成品中水含量增加，导致后道产品催化剂寿命缩短。含在粗料中的水进入精制塔内，超过了精制塔的处理能力，则产品中的水份含量就会以几何级增加，本厂氢氟酸成品中水份含量设计指标是小于50ppm，同行同工艺水份含量指标一般低于30ppm，而目前我厂氢氟酸成品实际含水