一种生产纯度高且水分含量少的液氯的方法
技术领域
本发明涉及液氯制备领域，具体为一种生产纯度高且水分含量少的液氯的方法。
背景技术
液氯为黄绿色的油状液体，有毒，在标准状况下，-34.6℃沸腾，如遇有水分对钢铁有强烈的腐蚀性，一般贮存在0.5～1.0t的钢瓶中，在干燥、避光、防火处保存。液氯经气化变成氯气，通过加氯装置加入水中。在日光下与其它易燃气体混合时会发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的物质，可以和大多数元素(或化合物)起反应，不管是离子膜法电解制碱或是金属阳极法电解制碱，联产的氯气总有一定的杂质，对于某些使用场合来说，需要纯度较高的氯气，而干燥以后的原料氯气是无法满足要求的。在氯气液化过程中，绝大部分氯气得到冷凝，不凝性的气体作为尾气排出，使液态氯纯度得到了提高，且氯气液化以后，体积大大缩小，氯气的密度为3.2kg/m3，而液氯的密度可达13-16kg/m3，便于运输和贮存。液氯为基本化工原料，可用于冶金、纺织、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。
电解后的氯气直接液化，尽管绝大部分氯气得到冷凝，不凝性的气体作为尾气排出，液氯的纯度已经得到提高，但是其中杂质的含量依旧很高，纯度不够，且未液化的氯气与不凝性的气体一起作为尾气排出，制备液氯过程中存在较大的氯气浪费现象；因此市场急需研制一种生产纯度高且水分含量少的液氯的方法来帮助人们解决现有的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产纯度高且水分含量少的液氯的方法，以解决上述背景技术中提出的电解后的氯气直接液化，纯度不够高，且未液化的氯气直接排出存在浪费现象的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生产纯度高且水分含量少的液氯的方法，步骤如下：
步骤1：所述缓冲罐对电解后的干燥氯气去除杂质和酸沫，并重新进行气化处理；
步骤2：所述分配台对干净的氯气进行再分配，将去液化的氯气进行下一步的热交换处理；
步骤3：所述螺杆机组循环提供液态氟利昂，作为反应物参与反应；
步骤4：所述液化器将氯气与液态氟利昂进行热交换，液态氟利昂气化成气态氟利昂，大部分氯气液化成液氯，部分氯气重新处理；
步骤5：所述回螺杆机组将气态氟利昂重新液化，循环利用；
步骤6：所述分配台对未液化的氯气进行重新分配；
步骤7：所述充装即将液氯贮槽内的液氯由磁力泵送到充装分配台充装。
优选的，步骤1中缓冲罐对氯气的处理具体如下：
步骤1-1：所述超低温冷却机对电解的干燥氯气进行液化处理，所述超低温冷却机理论的冷却温度为-10℃～-152℃；
步骤1-2：所述氯瓶进行液氯的暂存处理，所述氯瓶在实际使用中会发生偏转，偏转角过大会使液氯的气化空间不够，其偏转角根据缓冲罐的容积计算，且与氯瓶的内径和长度有关；
步骤1-3：所述铜管作为液氯的输送工具，所述铜管的内表面设置有防腐蚀层；
步骤1-4：所述罐体在液氯气化时有一定的气化空间，所述罐体的容积应满足实际的气化要求：
标准氯瓶可装500kg液氯，内径为600mm，长度为1800mm，液氯相对密度为1.47，氯瓶的充装系数为1.2kg/L，当液氯充装500kg时，液氯的体积为326L，充装容积占氯瓶内部的81％，气体容积为19％，所述罐体可接受的液氯的流入体积为78L；
步骤1-5：所述真空调节器对罐体中含杂质的液氯进行气化，使液氯气化为氯气；
步骤1-6：所述滤料可捕捉氯气中的杂质和液滴，并排放出干净的氯气；
步骤1-7：所述玻璃棉是滤料的主要材料，通过更换玻璃棉将内部的杂质去除。
优选的，步骤4中液化器对去液化的氯气的处理具体如下：
步骤4-1：所述换热装置对去液化的氯气与液态氟利昂进行热交换，去液化的氯气与液态氟利昂分别有两个管道进行输送，两道管道间设置有换热壁，液态氟利昂的温度在零摄氏度以下，其沸点为-29.8℃，氯气的温度高于-29.8℃，通过换热壁与氯气接触时，液态氟利昂沸腾进行气化，而氯气受到低温后进行液化，因液氯的气化温度为80℃，所以液化后达不到气化温度，一直保持液体状态，为传热效能提高，在其中设置分程隔板把管程分为二程、四程、六程以及八程等，将换热器的流通截面减小、流速加快，增加换热效率；
步骤4-2：所述气液分离装置将换热后的氯的气液混合物进行分离，将氯气与液氯分别排出。
优选的，步骤4-2中液化器对去液化的氯气的处理具体如下：
步骤4-2-1：所述分馏塔对于气液混合物进行分馏处理，在分馏塔底端的液氯直接排出，分馏塔上端的气体进行下一步处理；
步骤4-2-2：所述制冷机设置在分馏塔的顶端，所述制冷机吸气温度-32～5℃，对换热装置未换热完全的尾氯进行除雾处理；
步骤4-2-3：所述气体水洗塔设置有多级，将尾氯中夹杂的部分氟利昂气体进行水洗去除。
优选的，步骤5中回螺杆机组的处理具体如下：
步骤5-1：所述冷却压缩机对气态氟利昂进行冷却压缩处理，氟利昂从气态转化成液态的条件为低温或者高压，冷却压缩机能以高效率的对氟利昂进行液化处理；
步骤5-2：所述螺杆机组为步骤3中的螺杆机组，其中液态氟利昂进行循环使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该发明先将电解后的氯气液化得到含有杂质的液氯，转换成液氯再重新气化，方便控制整个缓冲罐的内部容积，直接将气体排入缓冲罐中，对于气体的排入速度及罐体体积不容易控制，在缓冲罐内重新气化，再对含有杂质的液氯进行去除杂质和酸沫的过程，其中玻璃棉为氟硅油除雾玻璃棉，仅捕捉其中的液滴和杂质，通过更换玻璃棉进行去杂。
2、该发明在气液分离装置进行氯气和液氯分离后，通过分馏塔进行分离操作，将尾氯重新进行处理，洗去其中的氟利昂气体，将干净的氯气重新通过换热装置换热处理得到液氯，避免了氯气直接排出的浪费现象。
3、该发明通过不断的气化和液化过程对电解的氯气进行去杂处理，使最后充装的液氯纯度含量高，大于99.6％，其中水分含量小于400ppm，达到高纯度液氯的要求。
附图说明
图1为本发明的一种生产纯度高且水分含量少的液氯的方法的工艺流程图；
图2为本发明的缓冲罐气化的工艺流程图；
图3为本发明的液化器换热的工艺流程图；
图4为本发明气液分离装置分离的工艺流程图；
图5为本发明的回螺杆机组的工作步骤图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种生产纯度高且水分含量少的液氯的方法，步骤如下：
步骤1：缓冲罐对电解后的干燥氯气去除杂质和酸沫，并重新进行气化处理，将其中杂质去除，保证最后制备的液氯的纯度；
步骤2：分配台对干净的氯气进行再分配，将去液化的氯气进行下一步的热交换处理，通过与液态氟利昂的热交换，受到低温后液化，且因气化温度高，所以一直保持液体状态；
步骤3：螺杆机组循环提供液态氟利昂，作为反应物参与反应，本液态氟利昂能够重复利用，节省生产过程中的生产成本；
步骤4：液化器将氯气与液态氟利昂进行热交换，液态氟利昂气化成气态氟利昂，大部分氯气液化成液氯，部分氯气重新处理；
步骤5：回螺杆机组将气态氟利昂重新液化，循环利用，液化后的氟利昂重新进入螺杆机组；
步骤6：分配台对未液化的氯气进行重新分配，未液化的氯气能继续参与反应，避免了电解的氯气的浪费，使较多的氯气含量只有部分最后转换成液氯；
步骤7：充装即将液氯贮槽内的液氯由磁力泵送到充装分配台充装，充装的氯瓶的含量为0.5～1.0t。
进一步，步骤1中缓冲罐对氯气的处理具体如下：
步骤1-1：超低温冷却机对电解的干燥氯气进行液化处理，超低温冷却机理论的冷却温度为-10℃～-152℃，对氯气进行快速液化，且保证全部的氯气均液化完成；
步骤1-2：氯瓶进行液氯的暂存处理，氯瓶在实际使用中会发生偏转，偏转角过大会使液氯的气化空间不够，其偏转角根据缓冲罐的容积计算，且与氯瓶的内径和长度有关；
步骤1-3：铜管作为液氯的输送工具，铜管的内表面设置有防腐蚀层；
步骤1-4：罐体在液氯气化时有一定的气化空间，防止液氯在气化时因体积膨胀导致的罐体爆炸，罐体的容积应满足实际的气化要求：
标准氯瓶可装500kg液氯，内径为600mm，长度为1800mm，液氯相对密度为1.47，氯瓶的充装系数为1.2kg/L，当液氯充装500kg时，液氯的体积为326L，充装容积占氯瓶内部的81％，气体容积为19％，罐体可接受的液氯的流入体积为78L，流入的液氯超过此体积可能会对罐体造成一定的压力，使罐体的使用时间缩短；
步骤1-5：真空调节器对罐体中含杂质的液氯进行气化，其气化效率高，使液氯气化为氯气，转化率几乎达到100％；
步骤1-6：滤料可捕捉氯气中的杂质和液滴，且滤料可更换，并排放出干净的氯气；
步骤1-7：玻璃棉是滤料的主要材料，通过更换玻璃棉将内部的杂质去除。
进一步，步骤4中液化器对去液化的氯气的处理具体如下：
步骤4-1：换热装置对去液化的氯气与液态氟利昂进行热交换，去液化的氯气与液态氟利昂分别有两个管道进行输送，两个管道间不想连接，两种物质分别在管道内流动，两道管道间设置有换热壁，起到热传导的作用，液态氟利昂的温度在零摄氏度以下，其沸点为-29.8℃，氯气的温度高于-29.8℃，通过换热壁与氯气接触时，液态氟利昂沸腾进行气化，而氯气受到低温后进行液化，因液氯的气化温度为80℃，所以液化后达不到气化温度，一直保持液体状态，为传热效能提高，在其中设置分程隔板把管程分为二程、四程、六程以及八程等，将换热器的流通截面减小、流速加快，两种物质的接触面增多，增加换热效率；
步骤4-2：气液分离装置将换热后的氯的气液混合物进行分离，将氯气与液氯分别排出，液氯即为反应所需要的成品，氯气还需要进行后续的处理。
进一步，步骤4-2中液化器对去液化的氯气的处理具体如下：
步骤4-2-1：分馏塔对于气液混合物进行分馏处理，在分馏塔底端的液氯直接排出，排除的管道具有强抗腐蚀性能，且排出的管道延伸至分馏塔的内部，且连接处有密封处理，保证液氯不会渗漏，液氯具有一定的毒性，分馏塔上端的气体进行下一步处理；
步骤4-2-2：制冷机设置在分馏塔的顶端，氯气因其自身的属性向上流动，即进入制冷机内，制冷机吸气温度-32～5℃，对换热装置未换热完全的尾氯进行除雾处理；
步骤4-2-3：气体水洗塔设置有多级，将尾氯中夹杂的部分氟利昂气体进行水洗去除，保证排出的氯气的纯度，不含多余的物质。
进一步，步骤5中回螺杆机组的处理具体如下：
步骤5-1：冷却压缩机对气态氟利昂进行冷却压缩处理，氟利昂从气态转化成液态的条件为低温或者高压，冷却压缩机能以高效率的对氟利昂进行液化处理，通过氟利昂的液化处理能对氟利昂重新利用进行换热处理；
步骤5-2：螺杆机组为步骤3中的螺杆机组，其中液态氟利昂进行循环使用，在整个换热装置中没有额外的物质损失。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
