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氯磺酸的生产工艺与市场动态0 W9 p+ T$ J% P ?8 W/ G: L 氯磺酸(分子式HSO3Cl，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。?* o% ]5 X) d o: b: n1 氯磺酸生产工艺?1.1 传统生产工艺?目前我国氯磺酸的生产厂近20家，都采用HCl与SO3气相合成法，合成工艺大致相同。 原料气Cl2，H2在，HCl合成炉中燃烧，合成HCl气体，经冷却脱水后，与SO3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HCl进一步反应后流入成品罐。废气经酸洗吸收SO3和SO2及水洗吸收HCl后，用碱进一步吸收后排入大气。 传统的氯磺酸生产工艺中，HCl由Cl2与H2合成。SO3由焙烧硫磺或硫铁矿先制取SO2，SO2经催化氧化得SO3。因此所生成SO3的质量浓度不超过9%，一般只有7%左右。SO3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SO3从发烟硫酸中提取SO3，只需降低SO3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。将105%的发烟硫酸用SO3风机进行减压抽取，抽取SO3后的98%硫酸可送回硫酸厂再进行SO3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?7 ]$ B/ O/ j3 L+ z曼海姆炉产生的低浓度氯化氢气体经冷却、干燥，成为ΦHCl＝45%，ΦH2O＝0.06%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ΦSO3＝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。含有部分SO2，SO3和HCl的尾气在尾吸系统处理后排放。 1999年9月，开封青上化工有限公司氯磺酸装置改造完毕投入运行，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ΦHCl≤0.3%，ΦSO3≤0.1%。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? s9 |/ f: w5 H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)。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H2SO4和HCl。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，HCl和SO3从底部向上走。进入处理器的SO3要先加热到120℃，这样由HCl和SO3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，蒸发出的氯磺酸和新合成的氯磺酸进入系统冷凝器。对塔底未蒸发的废酸取样化验，若氯磺酸质量分数低于5%，则可加水进行破坏，使之成为硫酸，如高于5%，则重新进入处理器进行处理。本法为间歇操作。! P o+ l$ k9 [ |2 我国氯磺酸的生产与消费概况?2.1 我国氯磺酸的生产概况?* a, ]/ t7 M9 O随着我国化学工业的不断发展，氯磺酸的产量增长较快。1980年产量仅为45.6kt，1996年增加到91.2kt，1997年达134.5kt，1998年为117.9kt，1999年为65.4kt，2003年在200kt以上