以工業(yè)液氯為原料制備電子級高純氯氣的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以工業(yè)液氯為原料制備電子級高純氯氣的方法，由工業(yè)液氯氣化后經(jīng)多級物理干燥、吸附脫除二氧化碳、壓縮冷凝、精餾脫除氮氣、氧氣、氫氣、一氧化碳、甲烷等低沸點氣體制得99.999%以上的電子級高純氯氣。該制備方法成本低，收益高，制得的產(chǎn)品純度高，產(chǎn)品可廣泛應用于光纖通信、微電子、高溫超導材料的制備。
【專利說明】以工業(yè)液氯為原料制備電子級高純氯氣的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子級高純氯氣的制備方法，特別涉及一種以工業(yè)液氯為原料純化制備電子級高純氯氣的方法。
【背景技術】
[0002]高純氯是光纖通訊、微電子、高溫超導材料的制備中不可缺少的基礎材料，2012年光纖產(chǎn)量近1.5億公里，2015年預計光纖預制棒將突破4500噸，隨著光纖通信、電子工業(yè)等的快速發(fā)展，高純氯用量越來越大，要求越來越高，但國內(nèi)純化技術薄弱，光導纖維用高純氯基本依賴進口，價格昂貴。
[0003]近些年光纖的質(zhì)量在飛速提高的同時對氯氣的綜合品質(zhì)要求越來越嚴格，國標GBT 18994-2003中的高純氯指標為99.996%，已不能滿足現(xiàn)在光纖制備上的要求，目前要求純度在99.999%以上，特別是對水份、金屬等雜質(zhì)的要求極高，因為金屬離子對光纖質(zhì)量影響很大，而水份對光纖羥基含量的影響非常大，必須嚴格控制。
[0004]氯不僅劇毒，且具有強氧化、強腐蝕的異?；顫姷幕瘜W性質(zhì)，除少數(shù)稀有氣體外，幾乎能與所有元素形成化合物，因此干燥劑、吸附劑及工藝設備要求很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種以工業(yè)液氯為原料純化制備電子級高純氯氣的方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術方案來實現(xiàn):
一種以工業(yè)液氯為原料制備電子·級高純氯氣的方法，包括以下步驟:
a.原料工業(yè)氯氣經(jīng)氣化脫除大部分金屬離子后，從裝有干燥劑的一級干燥塔底部進入，經(jīng)吸附脫除大部分水分后從塔頂出來；
b.再進入裝有干燥劑的二級干燥塔底部，經(jīng)深度脫水，脫除微量水分后從塔頂出來，脫除后氯氣中的水分含量小于0.5ppm，適用于光纖生產(chǎn)；
c.然后從裝有吸附劑的吸附塔底部進入，吸附脫除二氧化碳和極微量水分后從塔頂出來，吸附后二氧化碳含量小于2ppm ；
d.減壓，冷凝后進入精餾塔，氮氣，氧氣，氫氣，一氧化碳，甲烷等低沸點氣體從塔頂排出，形成尾氣并回收，脫除后氮氣含量小于2ppm，氧氣含量小于lppm，一氧化碳含量小于lppm,甲燒小于lppm ；
e.從精餾塔塔底出來的高純液氯純度達到99.999%以上，經(jīng)壓縮灌裝系統(tǒng)裝瓶，裝瓶后的高純液氯，金屬離子總含量小于0.3ppm。
[0007]進一步，步驟b之后還可以設置有多級物理干燥。
[0008]進一步，步驟a和步驟b中的干燥劑為沸石分子篩。
[0009]優(yōu)選的，步驟a和步驟b中的干燥劑為13X沸石分子篩。
[0010]進一步，步驟c中的吸附劑為沸石分子篩。[0011]優(yōu)選的，步驟c中的吸附劑為SSZ-13沸石分子篩。
[0012]優(yōu)選的，步驟a和步驟b中的干燥劑，步驟c中的吸附劑均經(jīng)過200°C高溫氯氣處理兩個小時。
[0013]進一步，步驟a中原料工業(yè)液氯經(jīng)氣化后，在0.3-0.6MP的壓力和常溫下，以l_5M3/h的流量進入一級干燥塔。
[0014]進一步，步驟d中氯氣從吸附塔中出來后，冷凝壓力為0.05-0.15MP，冷凝溫度為-15。?！?5°C。
[0015]優(yōu)選的，步驟d中氯氣從吸附塔中出來后，冷凝壓力為0.1MP，冷凝溫度為-20°C。
[0016]本發(fā)明具有如下技術效果:由工業(yè)液氯氣化后，經(jīng)多級物理干燥、吸附脫除二氧化碳、壓縮冷凝、精餾脫除氮氣、氧氣、氫氣、一氧化碳、甲烷等低沸點氣體，制得99.999%以上的電子級高純氯氣。該制備方法成本低，收益高，制得的產(chǎn)品純度高，產(chǎn)品可廣泛應用于光纖通信、微電子、高溫超導材料的制備。
[0017]進一步的，根據(jù)不同原料產(chǎn)品的含水量和產(chǎn)品純度要求，可設置多級物理干燥，充分脫除原料中的水分。
[0018]進一步的，本發(fā)明的干燥劑可以用3A、5A、13X等型號沸石分子篩，優(yōu)選13X分子篩干燥劑，此干燥劑不與氯氣發(fā)生反應，吸水能力大，并具備足夠的強度，且不會給氯氣氣體帶入金屬離子和粉塵，易再生。
[0019]進一步的，吸附劑可采用5A、13X、SSZ-13沸石分子篩等吸附劑，優(yōu)選SSZ-13沸石分子篩，為經(jīng)過優(yōu)選出的不與氯發(fā)生反應經(jīng)特殊處理的沸石吸附劑，對二氧化碳吸附性能好，易再生。
[0020]進一步的，本發(fā)明中吸附劑`使用時必須除去其中對光纖生產(chǎn)有害的金屬離子，不使這些金屬離子帶入氯氣中。
[0021]進一步的，本發(fā)明所使用的干燥劑及吸附劑都經(jīng)過200°C高溫氯氣處理2小時，處理后粉塵率減少，強度增強，能滿足干燥及吸附要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例1中工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0024]實施例1:
圖1是本發(fā)明制備方法的工藝流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的制備方法包括以下步驟:
a.原料工業(yè)氯氣氣化,脫除大部分金屬離子，在0.4MP的壓力和20°C的溫度下以1 M3/h的流量從裝有編號DH05的13X型沸石分子篩的一級干燥塔1底部進入，經(jīng)吸附脫除大部分水分后從塔頂出來；
b.再進入裝有編號DH06的13X型沸石分子篩的二級干燥塔底部，經(jīng)深度脫水，脫除微量水分后從塔頂出來，脫除后氯氣中的水分含量小于0.5ppm ；
c.然后從裝有SSZ-13沸石分子篩的吸附塔底部進入，吸附脫除二氧化碳和極微量水分后從塔頂出來，吸附后二氧化碳含量小于2ppm ；d.減壓至0.1MP，冷凝至-20°C后進入精餾塔，氮氣，氧氣，氫氣，一氧化碳，甲烷等低沸點氣體從塔頂排出，形成尾氣后去次鈉工段吸收并回收，脫除后氮氣含量小于2ppm，氧氣含量小于lppm,—氧化碳含量小于lppm,甲燒小于lppm ；
e.從精餾塔塔底出來的高純液氯純度達到99.999%以上，經(jīng)壓縮灌裝系統(tǒng)裝瓶，裝瓶后的高純液氯，金屬離子總含量小于0.3ppm。
[0025]本發(fā)明采用工業(yè)液氯作為原料，主要原因是:目前國內(nèi)氯堿產(chǎn)能過剩，工業(yè)液氯價格極低，制成高純氯可為企業(yè)帶來豐厚利潤。
[0026]本發(fā)明所使用的干燥劑及吸附劑都經(jīng)過200°C高溫氯氣處理2小時，處理后粉塵率減少，強度增強，能滿足干燥及吸附要求。
[0027]本發(fā)明中為了多次重復利用干燥劑和吸附劑，使用常壓高溫再生工藝使之再生，再生后的干燥劑和吸附劑能滿足本工藝要求。
[0028]為提高生產(chǎn)效率實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，可設置多組干燥吸附裝置，當一組裝置吸附能力下降后，只需切換到另一組吸附裝置即可，不必停車，同時被切換下的一組進入再生工序再生后備用。
[0029]本工藝中所有管路設備都經(jīng)脫油及除渣初級處理，拋光、鈍化及脫水特殊處理以及充裝前的精密處理，保證充裝過程中系統(tǒng)與大氣的隔離，使得瓶裝產(chǎn)品各組份含量與在線產(chǎn)品含量測定值基本一致。
[0030]本發(fā)明雖然 已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護。
【權利要求】
1.一種以工業(yè)液氯為原料制備電子級高純氯氣的方法，其特征在于，包括以下步驟:原料工業(yè)液氯經(jīng)氣化后，從裝有干燥劑的一級干燥塔底部進入，經(jīng)吸附脫除大部分水分后從塔頂出來；再進入裝有干燥劑的二級干燥塔底部，經(jīng)深度脫水，脫除微量水分后從塔頂出來，脫除后氯氣中的水分含量小于0.5ppm ；然后從裝有吸附劑的吸附塔底部進入，吸附脫除二氧化碳和極微量水分后從塔頂出來，吸附后二氧化碳含量小于2ppm ；減壓，冷凝后進入精餾塔，氮氣，氧氣，氫氣，一氧化碳，甲烷等低沸點氣體從塔頂排出，形成尾氣后并回收，脫除后氮氣含量小于2ppm，氧氣含量小于lppm，一氧化碳含量小于lppm,甲燒小于lppm,氫氣含量小于0.2ppm ；從精餾塔塔底出來的高純液氯純度達到99.999%以上，經(jīng)壓縮灌裝系統(tǒng)裝瓶，裝瓶后的高純液氯，金屬離子總含量小于0.3ppm。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b之后還設置有多級物理干燥。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a和步驟b中的干燥劑為沸石分子篩。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟a和步驟b中的干燥劑為13X沸石分子篩。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟c中的吸附劑為沸石分子篩。`
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟c中的吸附劑為SSZ-13沸石分子篩。
7.根據(jù)權利要求1-5任意一項所述的方法，其特征在于，步驟a和步驟b中的干燥劑，步驟c中的吸附劑均經(jīng)過200°C高溫氯氣處理兩個小時。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟a中原料工業(yè)液氯氣化，在0.3-0.6MP的壓力和20-25°C的溫度下，以l_5M3/h的流量進入一級干燥塔。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟d中氯氣從吸附塔中出來后，冷凝步驟壓力為 0.05-0.15MP，溫度為-15。。—25。。。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟d中氯氣從吸附塔中出來后，冷凝步驟壓力為0.1MP，溫度為-20°C。
【文檔編號】C01B7/07GK103626129SQ201310345584
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2013年8月9日
【發(fā)明者】盧孔燎, 鄭琪, 章意堅, 萬波 申請人:杭州電化集團有限公司