一種二水氯化鈣的生產方法
2023-08-06 09:10:51
一種二水氯化鈣的生產方法
【專利摘要】一種二水氯化鈣的生產方法，包括以下步驟：a.濃縮：濃縮後獲得質量分數為68%~70%的CaCl2濃縮液；b.結晶：結晶後晶漿，所述晶漿包括二水氯化鈣晶體和表面水，所述表面水是CaCl2的質量分數為55%~60%的氯化鈣水溶液；c.預熱除水；d.乾燥：乾燥後得到CaCl2的質量含量為74%~77%的二水氯化鈣產品。本發明具有以下有益效果：本發明方法具有工藝流程簡便，易於操作和控制，裝置結構緊、節能、環境友好的優點。
【專利說明】一種二水氯化鈣的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於精細化工領域。更具體地，本發明涉及一種粉粒狀二水氯化鈣的生產 方法。
【背景技術】
[0002] 工業氯化鈣分為無水氯化鈣、二水氯化鈣和液體氯化鈣。工業氯化鈣一般由氨鹼 法制純鹼生產中的蒸餾廢液製得，也有用鹽酸和石灰石反應製得。工業氯化鈣主要用作冷 凍劑、防凍液、熔冰融雪劑、消霧除塵劑等，其中，二水氯化鈣特別適用於生產融雪劑，此外， 環氧丙烷和環氧氯丙烷生產中的蒸餾廢液也含有氯化鈣，已經成為生產二水氯化鈣的又一 種方法。
[0003] 現有生產方法是將氨鹼法制純鹼生產中的蒸餾廢液，經沉降除去固體雜質後，蒸 發濃縮並除氯化鈉，濃縮至68~70%氯化鈣後，進入結片機進行製片，片狀氯化鈣在流化床 乾燥器中乾燥生產氯化鈣（CaCl 2)質量含量> 74%的二水氯化鈣。
[0004] 如：廣州中環萬代環境工程公司、山東東大化工工業公司在生產環氧丙烷過程、 山東淄博寶業建材公司在生產環氧氯丙烷中，都採用將含有氯化鈣的蒸餾廢液，經濃縮至 質量分數65~68%的氯化鈣溶液，然後經結片機結晶，在流化床乾燥器中乾燥生產含固量 73~78%(質量含量)的二水氯化鈣。流化床乾燥器進風溫度300~320°C，排風溫度110~120°C。
[0005] 再如：濟南中昌乾燥設備有限公司《氯化鈣液濃縮噴霧造粒乾燥方案書》中說明， 噴霧流化床造粒工藝生產二水氯化鈣，原液含固量> 30% (質量含量)，蒸發到一定濃度後經 霧化泵輸送進入噴霧流化床乾燥造粒機內完成造粒乾燥。進風溫度高於260 °C，噴霧的氯化 鈣液滴，通過凝聚塗層造粒造粉。但現有生產採用該技術，熱效率低，環境粉塵超標。
[0006] 在流化床床層中，不同水合物氯化鈣，經歷了溶化、汽化、熔融、凝固的複雜歷程， 顆粒之間相互粘結，容易成塊狀，在乾燥過程中容易出問題。
[0007] 再如：中國專利CN200510033098《環氧丙烷生產廢水處理方法及五效蒸發器裝置》 公開了採用多效蒸發裝置，將環氧丙烷生產中的皂化蒸餾廢液濃縮，得到80~90%的氯化鈣 溶液，在結晶罐進行結晶，生成氯化鈣產品。本領域技術人員都知道，溶液中的不揮發物質 使溶液沸點升高，80~90%氯化鈣溶液在常壓下的沸點為300°C及以上，與其平衡的飽和水 蒸汽壓力達lOMPa。因此該技術在工業上難以實現。
[0008] 再如：中國專利CN201210549392公開了一種球粒狀二水氯化鈣的生產方法，將 65~72%的氯化鈣水溶液經霧化噴嘴進入多造粒單元流化床造粒器中，生產二水氯化鈣。鼓 風機鼓出的流化氣為170~210°C和110~150°C。
[0009] 中國石化集團上海工程有限公司組織編寫的石油化工設備設計選用手冊《乾燥 器》中指出，流化床乾燥器具有傳熱係數高，生產能力大的優點，同時指出，流化床乾燥物 料的粒度有一定的限止，容易在流化床乾燥過程中對器壁產生粘性和易發生堵床現象的物 料，不宜採用流化床乾燥器。又指出，流化床乾燥器熱效率約為30~60%。流化床乾燥器熱 效率低。
[0010] 唐山三友志達鈣業有限公司於鑫《一水粒狀氯化鈣新產品的開發》（純鹼工業 2011-01) -文中指出，氯化鈣流化床造粒機很容易造成氯化鈣成糊狀，填滿整個流化床床 體。
[0011] 根據所述的《乾燥器》介紹，流化床熱風分布經濟流速大致界限是3~4m/s。因此， 細顆粒被帶出，需要大的細粉回收處理裝置和除塵裝置。環境的細粉排放超標一直困擾著 二水氯化鈣生產企業。
【發明內容】
[0012] 針對現有技術中的不足，本發明提供了一種二水氯化鈣的生產方法，能解決現有 技術存在的缺陷。
[0013] 本發明通過以下技術方案實現。
[0014] 一種二水氯化鈣的生產方法，包括以下步驟：a.濃縮：濃縮後獲得質量分數為 68%~70%的CaCl 2&縮液；b.結晶：結晶後晶楽，所述晶楽包括_水氣化I丐晶體和表面水，所 述表面水是CaCl2的質量分數為55%~60%的氯化鈣水溶液；c.預熱除水；d.乾燥：乾燥後得 到CaCl 2的質量含量為74%~77%的二水氯化鈣產品。
[0015] 作為優選，所述步驟b中，結晶器冷媒溫度為45°C ~100°C。
[0016] 作為優選，所述步驟c中，預熱除水器進料端溫度為IKTC ~120°C，出料端溫度為 125°C ~135°C。
[0017] 作為優選，所述步驟c中，預熱除水溫度隨所述晶漿推進方向線性上升。
[0018] 作為優選，所述步驟d中，乾燥溫度為140°C ~175°C。
[0019] 作為優選，所述步驟b中，結晶器冷媒溫度為50°C ~60°C。
[0020] 作為優選，所述步驟c中，預熱除水器進料端溫度為112°C ~117°C，出料端溫度為 125°C ~130°C。
[0021] 作為優選，所述步驟d中，乾燥溫度為150°C ~160°C。
[0022] 作為優選，所述生產方法中還包括以下步驟：f.排氣：對步驟c和步驟d中產生 的水蒸氣進行抽吸冷凝，抽吸時產生負壓，該負壓引成預熱除水器和乾燥器內的壓力為 0· 01~0· 09MPa，更優選 0· 04~0· 05 MPa。
[0023] 作為優選，所述步驟a中的CaCl2&縮液得自氨鹼法制純鹼生產中的蒸餾廢液、或 鹽酸和石灰石反應得到的氯化鈣溶液、或環氧丙烷和環氧氯丙烷生產中的蒸餾廢液。
[0024] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明方法具有工藝流程簡便，易於 操作和控制，裝置結構緊、節能、環境友好的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1是CaCl2-H2O二元系相圖。
[0026] 圖2是二水氯化鈣生產流程簡圖。
[0027] 圖3是乾燥器設備圖。
[0028] 圖4是空心槳葉示意圖。
[0029] 圖中：1-泵；2-多效蒸發器；3-結晶器；4-排料口；5-預熱除水器；6-排料口； 7_排氣口；8-乾燥器；81-空心槳葉；9-排料口； 10-排氣口； 11-冷卻器；12-水噴射泵機 組。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖與具體實施例，對本發明做詳細描述。
[0031] 本發明涉及一種二水氯化鈣的生產方法。這種二水氯化鈣的生產方法的步驟如 下。
[0032] a、濃縮。
[0033] 所述蒸餾廢液，含氯化鈣質量分數為10~12%的溶液，或以鹽酸和石灰石反應製得 的氯化鈣溶液，將所述溶液經中和、沉清、過濾後，由管道經泵1送入多效蒸發器2中，經蒸 發濃縮，其濃縮液CaCl 2含量提高至以重量計68~70%。
[0034] b、結晶。
[0035] 由管道將來自步驟A所得到的所述濃縮液，通過保溫的管道流入結晶器3中，結晶 器3是一個臥式推進連續冷卻結晶器，以50~60°C溫水間接冷卻，得到晶漿，所述晶漿包括 含CaCl 275. 5% (質量分數）的二水氯化鈣晶體和表面水。表面水是含CaCl255~60%的氯化 鈣水溶液。
[0036] c、預熱除水。
[0037] 所述晶漿在所述結晶器3的推進作用下，自結晶器排料口 4排出，進入預熱除水器 5。預熱除水器5是一個楔形空心槳葉式乾燥器。所述晶漿在預熱除水器5中由導熱油間 接加熱，並除水。所述晶漿由空心槳葉加熱，並向排料口 6推進。導熱油流程與晶漿推進方 向成逆流，並控制導熱油出口溫度為ll〇°C，隨晶漿推進方向，溫度線性上升至130°C，部分 表面水中的水份被汽化，自排氣口 7排出。除去部分水份的晶漿自排料口 6推出。
[0038] d、乾燥。
[0039] 所述除去部分表面水的晶漿，由排料口 6排出，進入乾燥器8,乾燥器8是一個楔形 空心槳葉式乾燥器。所述除去部分表面水的晶漿在乾燥器8中由導熱油間接加熱乾燥。該 所述晶漿由空心槳葉81加熱，並向排料口 9推進。導熱油流程與該所述晶漿推進方向成逆 流，進口導熱油溫度150~160°C，所述晶漿被加熱乾燥，得到以重量計含氯化鈣74~77%的粉 粒狀二水氯化鈣產品。
[0040] e、冷卻。
[0041] 自所述排料口 9排出的產品，進入冷卻器11。冷卻器11是一個帶有冷卻夾套的 螺旋輸送器，螺旋葉輪上每一個螺旋葉片都有三個切口，冷卻器內壁有捏合齒，使向前輸送 的物料產生混合，冷卻夾套通入冷卻水。被冷卻後的二水氯化鈣產品至排料口排出，進行包 裝。
[0042] f、排氣系統。
[0043] 排氣口 7和排氣口 10排出的水蒸汽，由水噴射泵機組12抽吸冷凝。水噴射泵機組 12的抽吸作用使預熱除水器5和乾燥器8內產生真空度，有利於水的蒸發和物料的乾燥。
[0044] 下面將更詳細地描述本發明。
[0045] 本發明涉及一種二水氯化鈣的生產方法。
[0046] 二水氯化鈣生產，是將高濃度的氯化鈣溶液，例如濃度為65~68%CaCl2 (質量分數） 或濃度為65~70% CaC12(質量分數)。該所述溶液經冷卻結晶，再經加熱乾燥得到氯化鈣以 重量計為74~77%的粉粒狀或片狀或球狀CaCl2 ·2Η20的二水氯化鈣產品，其中CaCl2 ·2Η20 結晶體含CaCl2S 75. 5% (質量分數)。
[0047] 本領域的工程技術人員都清楚地知道，氯化鈣有多種結合水的形成，其組成為：六 水合物 CaCl2 · 6Η20 含 CaCl2 50. 68% ;四水合物 CaCl2 · 4Η20 含 CaCl2 60. 65% ;二水合物 CaCl2 · 2Η20 含 CaCl2 75. 51% ;-水合物 CaCl2 · H2O 含 CaCl2 86. 04% ;其結合水的形成是由 溫度所決定。
[0048] 圖1是CaCl2--H2O二元系相圖，從該所述相圖中可知，以氯化鈣重量計58~75% 的CaCl 2--H2O二元物，二水氯化鈣存在的條件是45~175°C。
[0049] 現有技術，例如廣州中環萬代環境工程公司技術，經濃縮至65~68%的氯化鈣溶 液，經結片機結晶，結晶成為二水合物CaCl 2 · 2H20片狀結晶體和濃度為57% (質量分數）的 氯化鈣溶液，該所述溶液本【技術領域】技術人員稱其為"表面水"。然後在流化床乾燥器中幹 燥。流化床進風溫度300~32(TC，在該所述300~320溫度下，二水合物CaCl 2 · 2H20片狀結 晶體轉化為一水合物CaCl2 · H2O和無水CaCl2，因此得不到二水氯化鈣產品。
[0050] 現有技術，例如濟南中昌乾燥設備有限公司的噴霧流化床乾燥技術，氯化鈣含量 為45~50% (質量分數)的溶液噴霧進入流化床床層，包裹在顆粒表面，在較高的溫度下，例如 140°C水分被汽化，包裹層氯化鈣濃度提高，形成固液兩相的混合物，在更高的溫度下，例如 260°C，包裹層被融化，於是產生結成團塊的現象。
[0051] 本發明的實施方式，是控制結晶溫度，使生成的水合氯化鈣是CaCl2 · 2H20。同時 液相處於較低的氯化鈣濃度下，例如該所述液相氯化鈣以重量計濃度為55~60%，得以在較 低的溫度下H20被汽化。由《化工工藝設計手冊》查得，CaCl2水溶液的沸點溫度如表1。
[0052] 表I CaCl冰溶液的沸點溫度（P=0. IMPa)
【權利要求】
1. 一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，包括以下步驟：a.濃縮：濃縮後獲得質量 分數為68%~70%的CaCl^縮液；b.結晶：結晶後晶楽，所述晶楽包括_水氣化I丐晶體和表 面水，所述表面水是CaCl2的質量分數為55%~60%的氯化鈣水溶液；c.預熱除水；d.乾燥： 乾燥後得到CaCl2的質量含量為74%~77%的二水氯化鈣產品。
2. 根據權利要求1所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟b中，結 晶器冷媒溫度為45°C ~100°C。
3. 根據權利要求2所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟c中，預 熱除水器進料端溫度為ll〇°C ~120°C，出料端溫度為125°C ~135°C。
4. 根據權利要求3所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟c中，預 熱除水溫度隨所述晶漿推進方向線性上升。
5. 根據權利要求4所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟d中，幹 燥溫度為140°C ~175°C。
6. 根據權利要求5所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟b中，結 晶器冷媒溫度為50°C ~60°C。
7. 根據權利要求6所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟c中，預 熱除水器進料端溫度為112°C ~117°C，出料端溫度為125°C ~130°C。
8. 根據權利要求7所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟d中，幹 燥溫度為150°C ~160°C。
9. 根據權利要求1至8任一項所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，還包括 以下步驟：f.排氣：對步驟c和步驟d中產生的水蒸氣進行抽吸冷凝，抽吸時產生負壓，該 負壓引成預熱除水器和乾燥器內的壓力為0. 〇l~〇. 〇9MPa。
10. 根據權利要求9所述的一種二水氯化鈣的生產方法，其特徵在於，所述步驟a中的 CaCl2&縮液得自氨鹼法制純鹼生產中的蒸餾廢液、或鹽酸和石灰石反應得到的氯化鈣溶 液、或環氧丙烷和環氧氯丙烷生產中的蒸餾廢液。
【文檔編號】C01F11/24GK104495904SQ201410833456
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月30日 優先權日:2014年12月30日
【發明者】施德龍, 童麗燕 申請人:寧波環洋化工有限公司