氯磺酸合成新工艺的开发与应用
研究・开发
硫酸工业，２００７（６）：３９一加
ＳｕｌｐｈｕｒｉｅＡｃｉｄＩｎｄｕｓｔｒｙ
氯磺酸合成新工艺的开发与应用
王福明，马卫华
（天津市勤发化工有限公司，天津３００３０１）
关键词：氯磺酸；液体三氧化硫；氯化氢；气一液相反应工艺；开发；应用中图分类号：ＴＱｌ２５．１＋５４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００２—１５０７（２００７）０６—００３９—０２
１
气相法合成工艺
氯磺酸是三氧化硫的延伸产品，国内现有的
气相法合成工艺中的二次反应就是将冷凝下来的粗品氯磺酸在二次反应器（也称辅反应器）内与氯化氢气体逆流接触，实质是使一次反应冷凝液中的过量三氧化硫与氯化氢充分反应。生产中，粗品氯磺酸中三氧化硫含量较高使得二次反应加剧，二次反应器经常超温，这也说明气一液相反应过程很容易进行。因此我公司有了以液体三
氯磺酸生产装置均使用三氧化硫气体（如一次转化出口炉气、加热蒸发发烟硫酸产生纯ｓＯ，气体配用二次转化出口炉气、加热蒸发发烟硫酸产生的纯ＳＯ，气体等），与来自曼海姆法硫酸钾装置的氯化氢气体［９（ＨＣｌ）≥３０％］或者氯碱装置氯化氢气体［妒（ＨＣｌ）约９５％］或者硫酸一盐酸氯化氢发生装置氯化氢气体［妒（ＨＣｌ）约１００％］在１３０—２３０℃下反应，合成气态氯磺酸，再经过冷凝分离得到液态氯磺酸产品。
气相法合成工艺存在的问题主要有：乱尾气污染严重，治理费用高；ｂ．由于相对较高的反应温度和大量惰性气体参与，使得设备结构复杂、体积庞大，腐蚀严重，尤其是氯磺酸冷凝器；ｃ。能耗相对较高。我公司原有的氯磺酸装置就是采用气相法合成工艺，多年来受其工艺弊端的困扰，设备腐蚀严重，开车率低，环境污染严重。
氧化硫直接制取氯磺酸的思路。
在小试与中试过程中，用液体三氧化硫和氯磺酸配制吸收液，通入９（ＨＣｌ）约１００％的氯化氢气体，常温下即可完成反应，由外部冷却移出反应热。反应初期氯化氢气体被完全吸收，几乎没有尾气排出。产品质量合格，埘（ＨＳＯ，ＣＩ）达９８％以上，试验证明了气一液相反应是易于进行的。工业装置上，气一液相反应合成氯磺酸仍分两步进行，在第一反应器中进行主、副反应，再将主、副产物送人第二反应器继续与氯化氢气体反应，产出合格氯磺酸产品。
２气一液相反应工艺的开发
氯磺酸（ＨＳＯ，Ｃ１）生产一般基于下列反应，在一次反应中，主反应：
３气一液相反应工艺的应用
我公司以转化工序废热蒸发发烟硫酸制造液体三氧化硫多年，液体三氧化硫产能超过２０
（１）
ｋｔ／ａ，
Ｓ０３＋ＨＣＩ—ＨＳ０３Ｃ１
副反应：
生产成本较低，可作为氯磺酸生产原料。时逢氯磺酸市场紧俏，因此我公司决定上一套新装置，与原有装置共同使用原有尾气处理系统。新建２’氯磺酸装置采用气一液相反应工艺，使用液体三
收稿日期：２００７—０８—２８。
作者简介ｔ王福明，男，天津市勤发化工有限公司（原天津市硫酸厂）高级工程师，从事硫酸技术管理和开发工作。电话：０２２—２４３６２３６９，Ｅ—ｍａｉｌ：
ｗａｎｇｆｕｍｉｎ９２＠ｓｉｎａ．ｃａｍｏ
２ＨＳ０３ＣＩ＋Ｓ０３一Ｓ２０５Ｃ１２＋Ｈ２Ｓ０４（２）ｓ２０５Ｃ１２＋Ｈ２ｓ０４一ＨＳ２０５ｃｌ；＋ＨＳ０４－（３）
在二次反应中，副反应生成物ＨＳ：Ｏ，Ｃ１２＊和ＨＳ０４－与氯化氢气体继续反应生成氯磺酸：
ＨＳ２０５ｃｌ；＋ＨＳＯ；＋ＨＣｌ—３ＨＳ０３ＣＩ（４）
・４０・
硫酸工业２００７年第６期
氧化硫与干燥的氯化氢气体为原料。该工艺采用两台反应塔串联，两台反应塔都是填料塔，设有单独的循环泵和循环酸冷却器，气一液相逆流操作，ｌ’反应塔为液体三氧化硫进料塔，同时设置有尾气出口；２’反应塔为氯化氢气体进料塔，同时设置有成品氯磺酸出口；两个反应塔之间设置有氯化氢气体管线和粗品氯磺酸管线。
由硫酸一盐酸塔式发生器生成的干燥氯化氢气体首先进入２’反应塔，在填料层中与ｌ’反应塔送来的粗品氯磺酸反应，生成成品氯磺酸自塔釜中间槽送至成品槽；未反应的氯化氢气体从塔顶出去后进入１。反应塔。
从硫酸装置送来的液体三氧化硫经计量后连续加入ｌ’反应塔中间槽，与循环酸混合均匀后经循环泵送至塔顶，与氯化氢气体逆流接触反应生成粗品氯磺酸。粗品氯磺酸白中间槽送入２。反应塔中间槽。由于１’反应塔循环酸保持三氧化硫组分过量，因而在ｌ’反应塔中氯化氢气体被完全吸收，自塔顶排出含少量氯磺酸蒸气和惰性气体的尾气进入冷凝器分离出可凝组分，尾气再进入酸洗塔，用浓硫酸吸收微量酸性气体后达标排放。具体流程见图１。
图ｌ
气一液相反应合成氯磺酸工艺流程
液体三氧化硫
＿－＿＿－－＿。－＿－－一
楸，卜一
１‘
氯化氢气体
反应塔
冷却水、循环酸
，冷却嚣
冷却承
粗品氯磺酸州一！竺！吲循骡
去氯磺酸ｒ工１—＿一成品槽Ｉ中间槽
韭
氢气体Ｉｌ釜Ｉ
ｌ冷却水
氏循环酸
∥冷却器
ｌ冷却水
循环泵
目前新装置已成功投产，该新工艺反应条件温和，设备腐蚀小，反应容易控制，产品质量高且非常稳定。装置设备紧凑，生产强度大，有效减少了尾气污染。该工艺已经申报国家技术发明专
利——《液体三氧化硫合成氯磺酸的工艺方法及
设备》。◆
贵州宏福实业中标全球最大磷肥项目
贵州宏福实业开发有限总公司（以下简称贵州宏福）在沙特Ｍａ’ａｄｅｎ磷矿工程１２
５００
ｋｔ／ａ选矿工程
建设总承包项目国际招标中一举中标，并于近日在沙特阿拉伯与沙特Ｍａ’ａｄｅｎ国家矿业公司签订了工程总包协议，合同总金额３．５亿美元，建设工期２８个月。项目建成后，将形成５精矿将通过专用铁路线运输至位于阿拉伯海湾的工业基地，用于生产磷酸１
２９２２
３００５００
ｋｔ／ａ磷精矿生产能力，磷ｋｔ／ａ，继而生产磷酸二铵
ｋｔ／ａ，同时配套合成氨和硫酸等生产项目。这个由沙特国家矿业公司投资控股的项目是全球一次性
建设和投资规模最大的磷肥工业项目。由于沙特国内缺少磷化工生产技术，今年初，沙特阿拉伯Ｍａ’ａｄｅｎ公司就磷酸盐工程面向全球招标，在此工程从采矿到磷肥生产产业链的７个招标项目中，贵州宏福是唯一的发展中国家中标企业，其它项目分别由法国、加拿大、美国等国家知名工程咨询公司中标。贵州宏福是中国集磷矿采选、磷复肥、磷煤化工等生产、科研、贸易为一体的国有大型企业，此次中标是凭借具有自主知识产权的“瓮福一号”优化选矿技术及丰富管理经验在激烈竞争中胜出的。贵州宏福采用国际通行的工程总承包模式，其项目设计、技术支撑、设备采购及建设施工等将全部由中国企业承担。中国目前已成为世界磷肥产、销第一大国，此项目中标标志着中国磷肥产业开始从大量引进技术和设备向国际输出技术的转变，是贵州宏福走向国际化的起点，也是软资源综合利用产生的重大成果，将大幅提高企业在国际上的知名度，实现从产品国际化向技术和管理国际化的迈进。
ｌ贵州宏福实业开发有限总公司）
氯磺酸合成新工艺的开发与应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
王福明， 马卫华， Wang Fuming， Ma Weihua天津市勤发化工有限公司,天津,300301硫酸工业
SULPHURIC ACID INDUSTRY2007，(6)0次
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阐述了液体三氧化硫的物化性质、生产工艺、产品质量标准、工艺参数控制及操作要求等,并对液体三氧化硫装置的技术决策进行了探讨.指出液体三氧化硫是比普通发烟硫酸更为有效的磺化剂,是制取高浓度发烟硫酸和氯磺酸的中间产品,具有广阔的市场前景.
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