利用氯化铵制备氯化氢和氨气的制备系统技术方案

本申请公开了一种利用氯化铵制备氯化氢和氨气的制备系统，该制备系统包括至少一个分解反应器和再生反应器，或者包括一个既可以作为分解反应器又可以作为再生反应器的反应器。氯化铵颗粒通过反应器上的固体颗粒进料装置连续加入分解反应器，并与熔融态硫酸氢氨反应，生成氯化氢气体和中间物料；中间物料排入再生反应器，在其中受热分解形成硫酸氢氨与氨气；硫酸氢氨返回分解反应器而循环使用。本实用新型专利技术提出了连续化分解氯化铵工业可行的实施方案，通过氯化铵固体颗粒的连续缓慢加入，降低了氯化铵的挥发性，提高了氯化铵的利用率。

Preparation system of hydrogen chloride and ammonia gas from ammonium chloride

【技术实现步骤摘要】
利用氯化铵制备氯化氢和氨气的制备系统
本申请涉及无机盐及纯碱化工领域，尤其涉及利用氯化铵制备氯化氢和氨气的技术。
技术介绍
近年来，纯碱的需求量快速增长，而其副产品氯化铵由于在化肥应用方面有限，亟需找到合适的利用方式。如果将氯化铵分解成经济价值较高的NH3和HCl，NH3可在纯碱工业中循环利用，HCl也可以在有机氯化工等诸多领域得到应用。NH4Cl受热可分解成NH3和HCl，但同时有大量的NH4Cl升华，而且生成的NH3和HCl难以分离，极易重新生成很小的NH4Cl颗粒，因而利用氯化铵分解制备氯化氢和氨气，在世界上还没有实现大规模工业化应用。为了得到NH4Cl的分解产物NH3和HCl，一种可行的方法是在反应物NH4Cl中加入可重复使用的酸性(或碱性)循环介质，使其与加热产生的NH3(或HCl)先反应成中间产物，从而使HCl(或NH3)先释放出来，然后在通在进一步热解中间产物而释放NH3(或HCl)。一些专利和文献基于上述路线提出了一些化学路线或概念工艺。例如专利US1718420提出以NH4HSO4为循环介质，分步得到HCl和NH3的化学路线；专利US2787524以NaHSO4/NH4HSO4及为循环介质，分步得到HCl和NH3，US4293532基于上述路线，进一步提出了各部反应的温度和反应物的化学计量比。但公开的文献均未能提出一个便于工业实施的完整制备系统及相应的操作方法。
技术实现思路
有鉴于此，本技术针对现有技术中所存在的上述问题提供了利用氯化铵制备氯化氢和氨气的系统。>本技术的一方面，提供了一种利用氯化铵制备氯化氢和氨气的制备系统，所述制备系统包括至少一个反应器，在所述反应器内，氯化铵和熔融态硫酸氢氨发生分解反应，以输出氯化氢气体并获得中间物料；中间物料发生再生反应，以输出氨气并获得硫酸氢氨；所述分解反应和所述再生反应发生于同一个所述反应器的不同工作阶段，或者发生于可连通的多个反应器内。本技术制备系统的一个特征是，所述氯化铵是以固体颗粒的形式连续加入反应器的，因此，所述反应器至少包含一个可连续进料的固体颗粒进料装置，用以将氯化铵颗粒加入反应器。所述固体颗粒进料装置包括一个定量输送装置、一个位于所述分解反应器上的入料管、一段与输送装置及入料管连通的管道；所述入料管一端位于反应器器壁上，一端在反应器内并位于液体物料液面以下。本技术制备系统的一种形式是所述分解反应和所述再生反应发生于可连通的多个反应器。此时，所述至少一个反应器包括：分解反应器，用于发生分解反应，其具有固体颗粒进料装置、液体入料口、液体出料口以及排气口；至少一个再生反应器，与所述分解反应器相连，用于发生再生反应，其具有液体入料口、液体出料口以及排气口；所述系统还包括至少一个与分解反应器相连的解吸装置，在所述解吸装置内，溶解在反应物料中的氯化氢气体从中析出。解吸装置包括一个液体入料口，一个载气入口，一个液体出料口以及一个排气口；所述解吸装置的液体入料口与分解反应器的液体出料口相连，解吸装置的液体出料口与再生反应器的液体入料口相连。再生反应器和分解反应器之间还包括液体物料由再生反应器返回分解反应器的连接管路。所述分解反应器和再生反应器均具有加热装置与温控装置。所述分解反应和再生反应发生于可连通的多个所述反应器的情形之一是：所述分解反应器和再生反应器的数量均为1个。情形之二是：所述分解反应器的数量为多个，所述再生反应器的数量为1个。情形之三是：所述分解反应器的数量为1个，所述再生反应器的数量为多个。情形之四是：所述分解反应器和再生反应器的数量均为多个。当所述分解反应和再生反应发生于可连通的多个所述反应器时，所述制备系统还包括至少一个熔盐泵，位于所述分解反应器的液体出料口与所述再生反应器的液体入料口相连处和/或位于所述分解反应器的液体入料口与所述再生反应器的液体出料口相连处。所述制备系统中还包括：保温装置，位于多个所述反应器之间的连接处。所述分解反应器的数量为多个时，多个分解反应器的连接方式为串联，即前一个分解反应器的液体出料口与后一个反应器的液体入料口相连；最后一个分解反应器的液体出料口与解吸装置的入料口相连；此时，至少第一个分解反应器具有固体颗粒进料装置和加热装置；所有分解反应器均具有温控装置。优选地，所述多个串联的分解反应器，后一个分解反应器的反应温度不高于前一个分解反应器的反应温度；优选地，所述多个串联的分解反应器，每个分解反应器均具有固体颗粒进料装置。优选地，所述多个串联的分解反应器的数量为2～3个。当所述再生解反应器的数量为多个时，多个所述再生反应器的连接方式为串联，即前一个再生反应器的液体出料口与后一个再生反应器的液体入料口相连；最后一个再生反应器的液体出料口至少与所述第一个分解反应器的液体入料口相连。当所述至少一个再生反应器的数量为多个，多个所述再生反应器的连接方式还可以为并联，即每个再生反应器的液体出料口与所述分解反应器的液体入料口相连，每个再生反应器的液体入料口与所述分解反应器的液体出料口相连。优选地，所述分解反应器包括搅拌釜反应器和/或转筒式反应器；所述再生反应器包括管式反应器、搅拌釜反应器和/或转筒式反应器。本技术的制备系统的另一种形式是：所述分解反应和再生反应发生于同一个所述反应器的不同工作阶段。此时，反应器为搅拌反应器或转筒式反应器。本技术的另一方面，提供了一种基于上述制备系统，以氯化铵为原料制备氯化氢气体和氨气的方法：来自所述再生反应器的硫酸氢氨通过液体入料口加入分解反应器；氯化铵颗粒通过固体颗粒进料装置连续加入所述分解反应器，分解反应器中氯化铵与熔融态硫酸氢氨反应，生成的氯化氢气体通过排气口持续排出，生成的所述中间物料通过液体出料口排出；利用高位差或熔盐泵使所述中间物料流入所述解吸装置入料口，在解吸装置中通入惰性载气，以使溶解的氯化氢气体进入载气；解吸后的中间物料自解吸装置液体出料口排出，进入再生反应器；所述解吸后的中间物料在再生反应器中受热分解形成硫酸氢氨与氨气；生成的氨气通过排气口持续排出，生成的硫酸氢氨通过液体出料口排出，利用熔盐泵或高位差返回分解反应器。所述分解反应的反应温度范围为150℃～280℃，所述再生反应的反应温度范围为280℃～380℃。所述的惰性载气为热空气，温度为240℃～280℃。基于本技术的制备系统，以氯化铵为原料制备氯化氢和氨气的方法，当所述分解反应和再生反应发生于可连通的多个所述反应器时，一种优选的操作方式是连续操作：所述氯化铵颗粒通过固体颗粒进料装置以恒定速率加入所述分解反应器，来自所述再生反应器的熔融态硫酸氢氨通过液体入料口流入分解反应器；分解反应器中氯化铵与硫酸氢氨反应，生成的氯化氢气体通过排气口排出，生成的所述中间物料通过液体排料口持续排出；利用高位差或熔盐泵使所述中间物料流入所述解吸装置入料口，在解吸装置中通入惰性载气，以使溶解的氯化氢气体进入载气；解吸后的中间物料自解吸装置液体出料口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用氯化铵制备氯化氢气体和氨气的制备系统，其特征在于，/n所述制备系统包括至少一个反应器；/n在所述反应器内，所述氯化铵和硫酸氢氨发生分解反应，以输出所述氯化氢气体并获得中间物料；/n所述中间物料发生再生反应，以输出所述氨气并获得所述硫酸氢氨；/n其中，所述分解反应和所述再生反应发生于同一个所述反应器的不同工作阶段，或者发生于可连通的多个反应器内，所述氯化铵以固体颗粒的形式连续加入至少一个所述反应器中，/n所述反应器包括搅拌釜反应器和/或转筒式反应器。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用氯化铵制备氯化氢气体和氨气的制备系统，其特征在于，
所述制备系统包括至少一个反应器；
在所述反应器内，所述氯化铵和硫酸氢氨发生分解反应，以输出所述氯化氢气体并获得中间物料；
所述中间物料发生再生反应，以输出所述氨气并获得所述硫酸氢氨；
其中，所述分解反应和所述再生反应发生于同一个所述反应器的不同工作阶段，或者发生于可连通的多个反应器内，所述氯化铵以固体颗粒的形式连续加入至少一个所述反应器中，
所述反应器包括搅拌釜反应器和/或转筒式反应器。


2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述硫酸氢氨为熔融态。


3.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，至少一个所述反应器包括固体颗粒进料装置，用于将所述氯化铵连续地加入所述反应器。


4.根据权利要求3所述的制备系统，其特征在于，所述固体颗粒进料装置包括：
入料管，自所述反应器的器壁延伸至所述反应器内的液体物料液面以下；以及
定量输送装置，通过管道与所述入料管连通。


5.根据权利要求4所述的制备系统，其特征在于，当所述分解反应和所述再生反应发生于可连通的多个所述反应器内时，所述至少一个反应器包括：
至少一个分解反应器，用于发生分解反应，至少一个所述分解反应器包括：固体颗粒进料装置、液体入料口、液体出料口以及排气口；
至少一个再生反应器，用于发生再生反应，至少一个所述再生反应器包括：液体入料口、液体出料口以及排气口；
其中，至少一个所述分解反应器的液体出料口通过连接管路与至少一个所述再生反应器的液体入料口连通，至少一个所述分解反应器的液体入料口通过连接管路与至少一个所述再生反应器的液体出料口连通。


6.根据权利要求5所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括至少一个解吸装置，与至少一个分解反应器相连，
所述解吸装置包括：液体入料口、载气入口、液体出料口以及排气口，
所述解吸装置的液体入料口与至少一个所述分解反应器的液体出料口相连，所述解吸装置的液体出料口与至少一个所述再生反应器的液体入料口相连，
在所述解吸装置内，溶解在所述中间物料中的氯化氢气体析出，并通过所述解吸装置的排气口排出。


7.根据权利要求6所述的制备系统，其特征在于，所述分解反应器和所述再生反应器还包括加热装置与温控装置。


8.根据权利要求7所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括：
至少一个熔盐泵，位于所述分解反应器的液体出料口与所述再生反应器的液体入料口相连处和/或位于所述分解反应器的液体入料口与所述再生反应器的液体出料口相连处；以及
保温装置，位于多个所述反应器之间的连接处。


9.根据权利要求5至8任一所述的制备系统，其特征在于，所述分解反应器和所述再生...

【专利技术属性】
技术研发人员：于常军，王麒，
申请(专利权)人：原初科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11