公开了一种从金属氯化物（ＭＣｌｘ）和发烟硫酸生产含硫酸根的盐和无水气体ＨＣｌ的方法。将ＭＣｌｘ和发烟硫酸与含水液体混合在一起，生成气体ＨＣｌ和含硫酸根的盐或复盐的溶液。将所述盐从溶液中沉淀出来，并在优选实施方案中，将源自沉淀过程的上清液再循环至反应混合物中作为后续反应循环中的所述含水液体。在优选的实施方案中，对从反应混合物中排放的ＨＣｌ进行净化以除去灰尘、水蒸气和痕量Ｈ２ＳＯ４，制得的无水ＨＣｌ的纯度＞９０％。与本领域中已知的方法不同，在所述含水液体和所述发烟硫酸之间的反应的放热性足以使得所述方法迅速且有效地进行而不需要对所述反应混合物进行任何额外的加热。所述方法提供了高纯度的、低氯的硫酸盐，包括新型硫酸钾复盐Ｋ３（ＮＨ４）（ＳＯ４）２、３Ｋ２ＳＯ４.ＭｇＳＯ４和３Ｋ２ＳＯ４.ＣａｎＭｇ２－ｎＳＯ４。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由金属氯化物生产氯化氢和金属硫酸盐的方法，特别地，涉及从金属 盐与发烟硫酸的反应生产金属硫酸盐和氯化氢的改进方法。
技术介绍
生产氯化氢和硫酸钠或硫酸钾的最通用的工业方法，使用高温下(一般为500 840°C )氯化钠或氯化钾与硫酸的反应且称作曼海姆法(如附图说明图1中示意性显示)。因为在 高温下进行该反应，所以曼海姆法的能效低，每吨硫酸盐使用大约半桶油。此外，通过曼海 姆法生产的硫酸盐一般含有百分之几的氯化物杂质，同时放出HC1以作为与燃烧气体的低 浓度( 10% )混合物。在其它工艺中，能够将这种低浓度HC1转化成含水盐酸(一般为 30 33% 的 HC1)。已知几种尝试来提供曼海姆法的改进版本。例如在美国专利4342737中公开了改 良的曼海姆法。在该专利公开的专利技术中，在250 500°C的温度下使KC1与硫酸以1. 07 1.40的当量比反应。尽管该方法确实提供了氯含量比曼海姆法生产的产品要少的硫酸盐， 但该方法仍然是能量密集型的，需要持续加热才能工作。美国专利4588573公开了一种生产硫酸钾的替代方法。该专利技术使用KC1和H2S04 之间的湿式反应来生产KHS04;即生成HC1反应的放热性不足以促使硫酸钾(K2S04)的生成 进行完全。该专利技术还教导了将KHSO4溶于水中，然后沉淀以生成硫酸氢钾复盐K3H(S04)2，这 反映了生成K2SO4的反应完成了四分之三。然后将所述复盐过滤并再次溶于水中以生成硫 酸钾。在工业上实施该过程是不经济的，因为其需要大量的水来生成硫酸钾和大量能量来 蒸发最终产物溶解于其中的水。美国专利6676917公开了生产HC1和中和的硫酸盐的其它方法。在该方法中，金 属氯化物与硫酸反应以制得KHS04在硫酸中的溶液。在蒸发HC1之后，然后用冊3对该溶液 进行中和以生成K(NH4)S04，或利用碳酸钾(K2C03)进行中和以生成1(2504。该方法在工业实 施上是不切实际的，因为其涉及大量的硫酸废物，且用作中和试剂的K2C03比所述方法的产 *K2S04更昂贵。在美国专利6767528中公开了关于所述方法的第四种变体。在该专利所公开的方 法中，使用大约为1 1的金属氯化物与H2S04的混合物来生产HC1。在保持在550 600°C 的回转窑中发生反应，使用所述系统的气体组分和固体之间的逆流来生产不含氯化物的硫 酸盐。此外，该方法的主要缺点是需要大量的能量。如同曼海姆法一样，通过该方法生产的 HC1相当不纯，且为了生产适用于氯化反应的纯的无水HC1，需要其它的工艺步骤。最后，GR 1003839 B1公开了借助于金属氯化物与浓H2S04和H2S04 0. 2S03的混 合物的反应来生成K2S04的方法。向反应混合物中添加H2S04 -0. 2S03以限制对设备的腐蚀 而不是对所述方法的反应化学有任何益处。该方法也具有几个缺点。首先，其仅适用于使 用KC1且不能使用任意其它的金属氯化物作为起始原料(来生产相应的硫酸盐)。由于反6应混合物不能提供足够的热量来维持该反应，所以所述方法也涉及反应物的加热，因此面临与上述方法相同的低能效问题。而且，所述方法不能直接生产K2S04(只能在前述的额外 加热之后才得到产物)，且不能生产复盐。因此，一直需要一种经济(包括启动、生产和维护的成本)且能量高效的方法，来使用金属氯化物盐作为起始原料生产不含氯化物的金属硫酸盐和纯的无水HC1。本专利技术公 开了一种这样做的方法，其中金属氯化物盐与发烟硫酸反应，在所述反应中将反应物保持 在环境温度下，并将来自制得的硫酸盐溶液的上清液返回至反应器，在这种液体与发烟硫 酸之间的反应的放热性足以驱动反应而不需要任何额外的加热；因为没有燃烧，所以没有 燃烧气体来稀释所放出的HC1。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是公开一种生产氯化氢和金属硫酸盐的绝热方法，所述方法包括以下步骤(a)得到发烟硫酸；(b)得到金属氯化物；(c)得到水；(d)将预定量的(1) 所述金属氯化物、(2)所述发烟硫酸、和(3)含水液体进行混合，以生成气体HC1和含硫酸盐 的溶液；(e)从所述混合物中排放所述气体HC1 ;(f)从所述混合物中排放所述含硫酸盐的 溶液；(g)将所述含硫酸盐的溶液冷却至约10°C 约50°C的温度以使硫酸盐发生沉淀；(h) 将通过所述沉淀产生的固体与上清液分开；(i)用水洗涤所述固体；和(j)重复步骤(d) (i)。本专利技术的本质是，其中生成所述氯化氢和所述硫酸盐而不需要任何外部热源。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，其中在反应器中实施将预定量的所述金 属氯化物、发烟硫酸和水进行混合的步骤。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括将所述含硫酸盐的溶液转移至单 独的冷却室的额外步骤，其中将所述含硫酸盐的溶液冷却至约10°C 约50°C的温度以使 硫酸盐沉淀的步骤在所述冷却室内发生。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括将所述冷却室的内容物转移至单 独的倾析器的额外步骤，其中在所述倾析器中实施将通过所述沉淀产生的所述固体与所述 上清液分开的步骤。。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，其中所述含水液体选自(a)水；(b)用 于洗涤所述固体的所述水；(c)所述上清液；(d)预定量的所述上清液和用于洗涤所述固体 的所述水的混合物；(e)上述物质的任意组合。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括以下额外步骤(a)冷却所述气 体HC1 ；和(b)净化所述气体HC1。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括将所述气体HC1转移至净化器的 额外步骤，其中在所述净化器内实施所述气体HC1的冷却和净化。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括将预定量的所述上清液转移至所 述净化器的额外步骤，其中将所述上清液用于冷却和净化所述气体HC1。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，其中以大于约90%的浓度得到从所述净 化器排放的所述HC1。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括将所述上清液和/或用于洗涤所 述固体的所述水转移至储罐的额外步骤。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括利用从用于洗涤所述固体的所述 水中抽取的水来代替在所述方法期间消耗或损失的水的额外步骤。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括以下额外步骤(a)向所述含硫 酸盐的溶液和/或所述固体中添加预定量的至少一种中和剂；和(b)使所述至少一种中和 剂与所述含硫酸盐的溶液和/或所述固体进行反应。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括在添加所述至少一种中和剂之 前，将所述含硫酸盐的溶液和/或所述固体转移至多个中和室的额外步骤。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，还包括干燥所述硫酸盐的额外步骤。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，其中所述干燥所述硫酸盐的步骤包括(a)得到干燥烘箱；(b)将所述硫酸盐引入所述干燥烘箱中；(c)在所述干燥烘箱中加热所 述硫酸盐直至除去预定量的水。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，其中所述被除去的预定量的水为使得观 察到剩余固体的重量不再降低时所除去的水量。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，其中在所述发烟硫酸中游离S03的浓度 为约5% 约80%。本专利技术另外的目的是提供这样一种方法，其中在所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
生产氯化氢和金属硫酸盐的方法，包括下列步骤：ａ．得到发烟硫酸；ｂ．得到金属氯化物；ｃ．得到水；ｄ．将预定量的（１）所述金属氯化物、（２）所述发烟硫酸、和（３）含水液体进行混合，以生成气体ＨＣｌ和含硫酸盐的溶液；ｅ．从所述混合物中排放所述气体ＨＣｌ；ｆ．从所述混合物中排放所述含硫酸盐的溶液；ｇ．将所述含硫酸盐的溶液冷却至约１０℃～约５０℃的温度以使硫酸盐发生沉淀；ｈ．将通过所述沉淀产生的固体与上清液分开；ｉ．用水洗涤所述固体；和ｊ．重复步骤（ｄ）至（ｉ）；其中生成所述氯化氢和所述硫酸盐而不需要任何外部热源。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：伦尼德芬克斯坦，
申请(专利权)人：FPC企业二零零八有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]
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