干燥脫水技術(shù)在氟化工中的應(yīng)用

陳志冰 萬金儒

摘要：我國目前使用的氟化工非常適合許多工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)需求。氟化工的生產(chǎn)需要適當(dāng)?shù)母稍锩撍夹g(shù)，以補(bǔ)充含氟化工的制脫水工作。氟化工生產(chǎn)需要適當(dāng)?shù)母稍锩撍夹g(shù)，以確保氟化工生產(chǎn)工作流程能夠優(yōu)化，常用的干燥脫水技術(shù)有冷卻冷凝干燥、結(jié)冰冷凍干燥、吸附劑吸附脫水等，氟化工設(shè)計(jì)中常用一種或多種脫水技術(shù)相組合達(dá)到優(yōu)化流程、經(jīng)濟(jì)高效的目的。提高氟化工生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，生產(chǎn)的質(zhì)量，并簡要概述干燥脫水技術(shù)在含氟工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氟化工;干燥脫水技術(shù);應(yīng)用策略

氟化工有許多其他化學(xué)物質(zhì)所不具備的優(yōu)良的特性，今天被用于許多被稱為黃金行業(yè)的各個領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越不可替代的作用。氟化工中常用原料或反應(yīng)產(chǎn)物含有HF、HCl，為了減少設(shè)備的腐蝕，需要對原料和反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行脫水處理。

一、干燥脫水技術(shù)的種類

1.冷卻冷凝干燥脫水技術(shù)。是氟化工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，可以通過蒸汽壓力干燥脫水工作，氟化工生產(chǎn)提升脫水效果。冷卻冷凝干燥冷卻技術(shù)通常使用水進(jìn)行脫水。通過將水汽壓力調(diào)節(jié)到不同溫度，可以降低水溫，提高飽和蒸汽壓力，進(jìn)到氣體里的水達(dá)到了飽和度，形成凝結(jié)的液態(tài)水，從而使水逐漸分離成化學(xué)氟化物，開展干燥脫水工作。主要是在分離氟化工粗脫水是冷卻冷凝干燥脫水技術(shù)，既能使蒸氣壓提高，又能降低水溫。

2.結(jié)冰冷凍干燥脫水技術(shù)。采用結(jié)冰冷凍在氟化工生產(chǎn)干燥脫水技術(shù)時(shí)，干燥脫水需要間接冷卻工藝。降低氣體溫度采用間接冷卻工藝，使到0℃以下氣體冷卻，確保飽和蒸氣會冷卻器凍結(jié)，凍結(jié)的氟化物能夠干燥脫水。實(shí)行凍融干燥技術(shù)的步驟復(fù)雜，冷卻器需要用合適的才能干燥脫水完成。因此，在采用冷凍干燥技術(shù)時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄕ{(diào)節(jié)氣體溫度，將氣體溫度調(diào)至冷卻所需的溫度。冷卻條件使氣體溫度適宜，而且可以用冷卻機(jī)器增加冷卻水平?？梢杂行У貙?shí)現(xiàn)氟化工的冰冷凍、干燥和脫水過程。

3.吸收劑脫水。是生產(chǎn)氟化工的常用技術(shù)，可用于產(chǎn)品吸附和快速干燥脫水。吸附劑由硅和分子篩組成，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)氟化工的特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)拿撍椒ㄌ幚砀咴锩撍?。其中硅膠是氟化工的理想脫水吸附劑，它從產(chǎn)品中吸收大量水，并在吸附過程中受到溫度和濕度的影響。分子篩脫水吸附能力弱，干燥脫水可以使用氣體或液體材料。在使用脫水劑進(jìn)行干燥脫水時(shí)，應(yīng)在吸附劑一定量的水后恢復(fù)活化吸附劑的處理，使其能進(jìn)行繼續(xù)干燥脫水處理。氟化工是用于深度脫水小于50 x 10-6的分子篩和硅膠。常用3A、4A、13X等分子篩。水分物料分子篩吸附的溫度和濕度關(guān)系不大，典型吸收量為22%，干燥脫水從氣體和液體材料中。含水量為1 x 10-6-10 x 10-6，在正常壓力或加壓下運(yùn)行。硅膠吸附劑是一種理想型，與相對溫度和濕度有關(guān)，低溫高濕度吸附效果好，吸附效果是高溫或低濕度不好，吸附能力：40至50%，25℃溫度;相對100%濕度;吸附24%的能力，25℃溫度;50%相對濕度;最大吸收率在10至25℃之間，相對20%濕度。硅膠通常用于高亮度氣體的干燥。相對濕度為了提高，它通常用加壓。含水率為0.25 X10-6-30 X10-6。一定程度的水被吸附劑吸收，必須再生和活化，再生方法經(jīng)常通過高溫氣體吹掃和加熱真空。在氣體吹掃再生過程中，300～350℃的分子篩必須高溫氣體吹掃;硅膠的再生必須在150～250℃的溫氣體吹掃下進(jìn)行。分子篩（硅膠）再生在大約溫度100℃下進(jìn)行8小時(shí)以上的真空再生，壓力為-0.095 MPa。

4.吸收劑吸收脫水技術(shù)。最常用的固體吸附劑是氯化鈣，液體吸附劑是濃硫酸。無水氯化鈣從材料中吸收水，在水中生產(chǎn)二水和六水氯化鈣，可用于液體或氣體材料的干燥和脫水。易結(jié)塊的是無水氯化鈣吸附水分，常用于氯化物干燥脫水。硫酸干燥通常用于氣相材料的干燥脫水，含有大量水分，需要耐腐蝕的設(shè)備和管道，儲存濃酸和稀酸，工藝漫長，并且僅用于脫水特殊物料。

二、氟化工中干燥脫水技術(shù)的應(yīng)用

1.氟氯烷干燥脫水。在氟氯烷干燥脫水過程中，一些含氯物質(zhì)被用作原料，通過將液相氟等物質(zhì)快速分離氯化氫化學(xué)品，可以實(shí)現(xiàn)氟氯烷的生產(chǎn)。氟氯烷的制備主要采用吸附干燥脫水技術(shù)，主要采用分子篩進(jìn)行吸水。吸附劑干燥脫水后，蒸餾技術(shù)可用于分離含氟氯烷的水，使含氟氯烷的水滿足氟化工干燥脫水需要。

吸附劑干燥脫水技術(shù)非常復(fù)雜，用戶必須按照氟化工生產(chǎn)的要求，初步脫水完成后，應(yīng)繼續(xù)采用后續(xù)技術(shù)，使氟氯烷能夠有效地進(jìn)行脫水。脫水后，水分含量應(yīng)符合氟化學(xué)品的生產(chǎn)要求，避免使用這些產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)進(jìn)一步問題，影響其有效性。

2.二氟甲烷采用干燥脫水技術(shù)。采用干燥脫水技術(shù)，以二氯甲烷為原料進(jìn)行干燥脫水。液相氟化后，應(yīng)采用冷冷凝干燥脫水技術(shù)，利用加壓精餾法干燥制備二氟甲烷。作為二氟甲烷生產(chǎn)的一部分，有必要整合低溫氯化鈣溶液，以提高二氟甲烷的干燥脫水效果，并確保其符合干燥脫水的要求。其干燥和脫水要求更嚴(yán)格，從而改善脫水情況，提高脫水質(zhì)量，促進(jìn)氟化工中二氟甲烷的有效使用。

3.五氟乙烷采用干燥脫水技術(shù)。化學(xué)干燥用五氟乙烷作為干燥脫水的原料。液相氟化作用下，可及時(shí)分離氯化氫，并通過精餾加壓實(shí)現(xiàn)五氟乙烷的生產(chǎn)。生產(chǎn)五氟乙烷時(shí)，需要應(yīng)用適當(dāng)?shù)母稍锩撍夹g(shù)，通過氯化鈣去除四氯化乙烯水分。為了利用脫水技術(shù)四氯乙烯脫水，應(yīng)使用幾種干燥劑干燥材料，以確保五氟乙烷能夠干燥脫水，從而提高其使用效率，使其能夠滿足氟化工生產(chǎn)的含水量要求。

氟化工品種類繁多，生產(chǎn)工藝差異很大，通常需要使用干燥脫水裝置。選擇合適的脫水技術(shù)優(yōu)化工藝，減少投資，保證運(yùn)行。降低投資和運(yùn)營成本、節(jié)約能源和降低能耗，以及采用脫水技術(shù)相結(jié)合，將成為未來氟化工設(shè)備發(fā)展的途徑。

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