本發明涉及鹽酸生產工藝技術領域，具體涉及一種采用鹵水生產鹽酸的工藝。

背景技術：

鹽酸是氯化氫的水溶液，可以與水以任意比例混合，是一種重要的化工產品，是工業“三酸”之一。純凈的鹽酸是無色、有刺激性氣味的液體，具有較強的揮發性。通常市售的濃鹽酸密度為1.19g/mL，其中HCl的質量分數為31％，工業用的鹽酸因含有三氯化鐵雜質而略帶黃色。在我國“三酸兩堿”的生產中，鹽酸是工藝變化較大的一種，主要為合成法和副產法，其中合成法根據使用的合成爐又分為鐵合成爐和膜式吸收法、石墨合成爐和膜式吸收法、三合一石墨爐法。以上的合成法最多的是通過鹽水電解產生的氫氣和氯氣合成，需要外購干鹽，并配置和處理鹽水，達到電解槽的要求，需要大量能耗，成本較高。

技術實現要素：

有鑒于此，本申請提供一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，所述的工藝不需要外購干鹽，實現全鹵生產鹽酸，同時避免外加調節劑使用，節約成本，能夠降低外來膨脹水量，降低電耗和能耗。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，所述工藝包括以下步驟：

(1)鹵水經除氨、化鹽后送入鹽水精制得到精制鹽水；

(2)所述精制鹽水經樹脂塔處理得到超純鹽水；

(3)所述超純鹽水經電解得到氫氣和氯氣，所述電解后剩余的淡鹽水經濃縮后加鹽送入步驟(1)中化鹽工序；

(4)所述氫氣經過氫氣處理，所述氯氣經過氯氣處理，再進行氯化氫合成得到成品鹽酸，所述氯化氫合成后殘留的氯化氫氣體經吸收后得到鹽酸溶液，送入步驟(2)中樹脂塔處理工序。

其中，步驟(3)所述淡鹽水濃縮采用熱泵MVR的方式進行濃縮后送入步驟(1)中化鹽工序。

優選的，步驟(1)所述鹵水中氯化鈉的濃度為270～300g/L。

更為優選的，步驟(1)所述鹵水中氯化鈉的濃度為280g/L。

優選的，步驟(1)所述除氨具體為：向所述鹵水中加入次氯酸鈉和氫氧化鈉，再通過鼓風機將產生的氣體進行吹除。

優選的，步驟(1)所述鹽水精制具體為：采用碳酸鈉作為鹽水精制劑進行鹽水精制，所述碳酸鈉的配制采用1～5％流量的步驟(3)中所述電解后剩余的淡鹽水。

更為優選的，所述碳酸鈉的配制采用3％流量的步驟(3)中所述電解后剩余的淡鹽水。

優選的，步驟(1)所述鹵水除氨前先預熱至60℃以上。

更為優選的，步驟(1)所述鹵水除氨前先預熱至65～70℃。

優選的，步驟(1)所述鹽水精制的溫度為70～80℃。

更為優選的，步驟(1)所述鹽水精制的溫度為75℃。

優選的，步驟(3)所述電解后剩余的淡鹽水濃度為200～230g/L。

更為優選的，步驟(3)所述電解后剩余的淡鹽水濃度為210g/L。

優選的，步驟(3)所述電解工序中，加入3～5％流量的步驟(4)所述鹽酸溶液。

優選的，步驟(4)中，經過氫氣處理后的氫氣質量分數為99％以上，經過氯氣處理后的氯氣質量分數為99％以上。

優選的，步驟(4)所述氯化氫合成得到成品鹽酸具體為：將經過處理后的氫氣和氯氣在650～750℃進行合成后，降溫至20～35℃，采用脫鹽水對氯化氫氣體進行吸收，得到質量分數為31％的成品鹽酸。

其中，合成后的氯化氫氣體的體積分數為95～96％。

優選的，所述氫氣和氯氣在700℃進行合成。

優選的，步驟(4)所述鹽酸溶液的質量分數為12～18％。

更為優選的，步驟(4)所述鹽酸溶液的質量分數為15％。

優選的，步驟(4)氫氣處理具體為：將體積分數為98％以上的氫氣在溫度75～85℃，壓力為0.2～0.3MPa條件下處理，得到體積分數為99％以上的氫氣。

更為優選的，步驟(4)氫氣處理具體為：將體積分數為98％以上的氫氣在溫度80℃，壓力為0.3MPa條件下處理，得到體積分數為99％以上的氫氣。

優選的，步驟(1)除氨、化鹽、鹽水精制，步驟(2)樹脂塔處理、步驟(3)電解以及步驟(4)氫氣處理、氯氣處理、氯化氫合成、吸收工序中，工藝管道的壓力為0.2～0.45MPa。

更為優選的，工藝管道的壓力為0.3MPa。

在本申請技術方案中，采用鹵水生產鹽酸的工藝包括以下步驟：

(1)鹵水經除氨、化鹽后送入鹽水精制得到精制鹽水；

(2)所述精制鹽水經樹脂塔處理得到超純鹽水；

(3)所述超純鹽水經電解得到氫氣和氯氣，所述電解后剩余的淡鹽水經濃縮后加鹽送入步驟(1)中化鹽工序；

(4)所述氫氣經過氫氣處理，所述氯氣經過氯氣處理，再進行氯化氫合成得到成品鹽酸，所述氯化氫合成后殘留的氯化氫氣體經吸收后得到鹽酸溶液，送入步驟(2)中樹脂塔處理工序。

本申請技術方案采用鹵水作為生產鹽酸的原料，不需要外購干鹽，通過將電解后剩余的淡鹽水經濃縮后加鹽送入化鹽工序，保證了進入電解槽超純鹽水濃度的同時，也高效的分離超純鹽水中芒硝，去除碘、溴及重金屬離子，減小有害離子對離子膜的傷害；與傳統膜法脫硝工藝相比，避免了原料鹽水先降溫再升溫與氯酸鹽分解的消耗，節約原料成本的同時大大降低能耗。此外，采用碳酸鈉作為鹽水精制劑進行鹽水精制，其配制采用一部分電解后剩余的淡鹽水，代替常規的工業水配制，可減少外來膨脹水量，降低電耗。此外，將氫氣和氯氣經過處理后進行氯化氫合成，同時根據工況以及成品鹽酸的需求量分配氯化氫氣體，一部分氯化氫氣體用于生產成品鹽酸，一部分氯化氫氣體吸收后得到鹽酸溶液返送至樹脂塔處理工序，能夠提高再生樹脂塔以恢復吸附能力；送至電解工序，加入電解槽中和從陰極室通過離子膜反滲透到陽極室的氫氧根離子，能夠提高電效。同時通過工序中溫度和壓力的設置，可提高工藝出品率，縮短生產時間，降低成本和能耗。

因此，與現有技術相比，本申請所述的一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，不需要外購干鹽，實現全鹵生產鹽酸，同時避免外加調節劑使用，節約成本，能夠降低外來膨脹水量，降低電耗和能耗。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本申請技術方案提供了一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，包括以下步驟：

(1)鹵水經除氨、化鹽后送入鹽水精制得到精制鹽水；其中，所述鹵水中氯化鈉的濃度為270～300g/L，先預熱至60℃以上后除氨，采用碳酸鈉作為鹽水精制劑在溫度為70～80℃條件下進行鹽水精制，所述碳酸鈉的配制采用1～5％流量的后續步驟(3)中所述電解后剩余的淡鹽水；

(2)所述精制鹽水經樹脂塔處理得到超純鹽水；

(3)所述超純鹽水經電解得到氫氣和氯氣，所述電解后剩余的淡鹽水濃度為200～230g/L，采用熱泵MVR的方式濃縮后加鹽送入步驟(1)中化鹽工序；其中，電解工序中還加入了3～5％流量的后續步驟(4)所述鹽酸溶液；

(4)所述氫氣經過氫氣處理，所述氯氣經過氯氣處理，經過氫氣處理后的氫氣質量分數為99％以上，經過氯氣處理后的氯氣質量分數為99％以上，再在650～750℃下進行氯化氫合成，降溫至20～35℃，合成后的氯化氫氣體的體積分數為95～96％，采用脫鹽水對氯化氫氣體進行吸收，得到質量分數為31％的成品鹽酸，所述氯化氫合成后殘留的氯化氫氣體經吸收后得到鹽酸溶液，送入步驟(2)中樹脂塔處理工序，所述鹽酸溶液的質量分數為12～18％。

其中，氫氣處理的氫氣處理具體為：將體積分數為98％以上的氫氣在溫度75～85℃，壓力為0.2～0.3MPa條件下處理，得到體積分數為99％以上的氫氣。

此外，步驟(1)除氨、化鹽、鹽水精制，步驟(2)樹脂塔處理、步驟(3)電解以及步驟(4)氫氣處理、氯氣處理、氯化氫合成、吸收工序中，工藝管道的壓力為0.2～0.45MPa。

為了驗證本申請技術方案的技術效果，在上述具體實施方式要求的基礎上，采用具體參數進行試驗驗證，得到以下具體實施例。

實施例1

本實施例所述的一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，包括以下步驟：

(1)鹵水經除氨、化鹽后送入鹽水精制得到精制鹽水；其中，所述鹵水中氯化鈉的濃度為280g/L，先預熱至65℃后除氨，采用碳酸鈉作為鹽水精制劑在溫度為75℃條件下進行鹽水精制，所述碳酸鈉的配制采用3％流量的后續步驟(3)中所述電解后剩余的淡鹽水；

(2)所述精制鹽水經樹脂塔處理得到超純鹽水；

(3)所述超純鹽水經電解得到氫氣和氯氣，所述電解后剩余的淡鹽水濃度為220g/L，采用熱泵MVR的方式濃縮后加鹽送入步驟(1)中化鹽工序；其中，電解工序中還加入了4％流量的后續步驟(4)所述鹽酸溶液；

(4)將電解后得到的體積分數為98％以上的氫氣在溫度80℃，壓力為0.3MPa條件下處理，得到體積分數為99％以上的氫氣；將電解后的氯氣經過氯氣處理，處理后氫氣質量分數為99％以上，再在700℃下進行氯化氫合成，降溫至30℃，合成后的氯化氫氣體的體積分數為95％，采用脫鹽水對氯化氫氣體進行吸收，得到質量分數為31％的成品鹽酸，氯化氫合成后殘留的氯化氫氣體經吸收后得到鹽酸溶液，送入步驟(2)中樹脂塔處理工序，所述鹽酸溶液的質量分數為15％。

其中，步驟(1)除氨、化鹽、鹽水精制，步驟(2)樹脂塔處理、步驟(3)電解以及步驟(4)氫氣處理、氯氣處理、氯化氫合成、吸收工序中，工藝管道的壓力為0.3MPa。

實施例2

本實施例所述的一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，包括以下步驟：

(1)鹵水經除氨、化鹽后送入鹽水精制得到精制鹽水；其中，所述鹵水中氯化鈉的濃度為270g/L，先預熱至60℃后除氨，采用碳酸鈉作為鹽水精制劑在溫度為70℃條件下進行鹽水精制，所述碳酸鈉的配制采用1％流量的后續步驟(3)中所述電解后剩余的淡鹽水；

(2)所述精制鹽水經樹脂塔處理得到超純鹽水；

(3)所述超純鹽水經電解得到氫氣和氯氣，所述電解后剩余的淡鹽水濃度為200g/L，采用熱泵MVR的方式濃縮后加鹽送入步驟(1)中化鹽工序；其中，電解工序中還加入了3％流量的后續步驟(4)所述鹽酸溶液；

(4)將電解后得到的體積分數為98％以上的氫氣在溫度75℃，壓力為0.2MPa條件下處理，得到體積分數為99％以上的氫氣；將電解后的氯氣經過氯氣處理，處理后氫氣質量分數為99％以上，再在650℃下進行氯化氫合成，降溫至20℃，合成后的氯化氫氣體的體積分數為95％，采用脫鹽水對氯化氫氣體進行吸收，得到質量分數為31％的成品鹽酸，氯化氫合成后殘留的氯化氫氣體經吸收后得到鹽酸溶液，送入步驟(2)中樹脂塔處理工序，所述鹽酸溶液的質量分數為12％。

其中，步驟(1)除氨、化鹽、鹽水精制，步驟(2)樹脂塔處理、步驟(3)電解以及步驟(4)氫氣處理、氯氣處理、氯化氫合成、吸收工序中，工藝管道的壓力為0.2MPa。

實施例3

本實施例所述的一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，包括以下步驟：

(1)鹵水經除氨、化鹽后送入鹽水精制得到精制鹽水；其中，所述鹵水中氯化鈉的濃度為300g/L，先預熱至65℃后除氨，采用碳酸鈉作為鹽水精制劑在溫度為80℃條件下進行鹽水精制，所述碳酸鈉的配制采用5％流量的后續步驟(3)中所述電解后剩余的淡鹽水；

(2)所述精制鹽水經樹脂塔處理得到超純鹽水；

(3)所述超純鹽水經電解得到氫氣和氯氣，所述電解后剩余的淡鹽水濃度為230g/L，采用熱泵MVR的方式濃縮后加鹽送入步驟(1)中化鹽工序；其中，電解工序中還加入了5％流量的后續步驟(4)所述鹽酸溶液；

(4)將電解后得到的體積分數為98％以上的氫氣在溫度85℃，壓力為0.3MPa條件下處理，得到體積分數為99％以上的氫氣；將電解后的氯氣經過氯氣處理，處理后氫氣質量分數為99％以上，再在750℃下進行氯化氫合成，降溫至35℃，合成后的氯化氫氣體的體積分數為96％，采用脫鹽水對氯化氫氣體進行吸收，得到質量分數為31％的成品鹽酸，氯化氫合成后殘留的氯化氫氣體經吸收后得到鹽酸溶液，送入步驟(2)中樹脂塔處理工序，所述鹽酸溶液的質量分數為18％。

其中，步驟(1)除氨、化鹽、鹽水精制，步驟(2)樹脂塔處理、步驟(3)電解以及步驟(4)氫氣處理、氯氣處理、氯化氫合成、吸收工序中，工藝管道的壓力為0.4MPa。

實施例4

本實施例所述的一種采用鹵水生產鹽酸的工藝，包括以下步驟：

(1)鹵水經除氨、化鹽后送入鹽水精制得到精制鹽水；其中，所述鹵水中氯化鈉的濃度為280g/L，先預熱至68℃后除氨，采用碳酸鈉作為鹽水精制劑在溫度為80℃條件下進行鹽水精制，所述碳酸鈉的配制采用4％流量的后續步驟(3)中所述電解后剩余的淡鹽水；

(2)所述精制鹽水經樹脂塔處理得到超純鹽水；

(3)所述超純鹽水經電解得到氫氣和氯氣，所述電解后剩余的淡鹽水濃度為220g/L，采用熱泵MVR的方式濃縮后加鹽送入步驟(1)中化鹽工序；其中，電解工序中還加入了4％流量的后續步驟(4)所述鹽酸溶液；

(4)將電解后得到的體積分數為98％以上的氫氣在溫度80℃，壓力為0.3MPa條件下處理，得到體積分數為99％以上的氫氣；將電解后的氯氣經過氯氣處理，處理后氫氣質量分數為99％以上，再在700℃下進行氯化氫合成，降溫至20℃，合成后的氯化氫氣體的體積分數為96％，采用脫鹽水對氯化氫氣體進行吸收，得到質量分數為31％的成品鹽酸，氯化氫合成后殘留的氯化氫氣體經吸收后得到鹽酸溶液，送入步驟(2)中樹脂塔處理工序，所述鹽酸溶液的質量分數為16％。

其中，步驟(1)除氨、化鹽、鹽水精制，步驟(2)樹脂塔處理、步驟(3)電解以及步驟(4)氫氣處理、氯氣處理、氯化氫合成、吸收工序中，工藝管道的壓力為0.35MPa。

在以上實施例1～實施例4中，電解后得到的淡鹽水濃縮后加鹽送入化鹽工序，無需外后另加干鹽，在鹽水精制中采用電解后得到的淡鹽水進行碳酸鈉溶液配制，減少外來膨脹水量平均31364噸/年，折算電耗平均1380000度/年。

以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視為對本發明的限制，本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的精神和范圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。