12000吨年无水氢氟酸

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1、12000 吨/年无水氢氟酸生产线可行性研究报告1 概况三门峡境内发展氧化铝必需的熔剂灰岩、萤石也一应俱 全，且储量极为丰富，发展氢氟酸项目具备丰富的原材料。2 产品简介2.1 产品性能：氟化氢HF,常成二分子状态H2F2存在。分子量20.008, 无色气体或液体， 它的水溶液叫氢氟酸。 气体的比重1.27(34C)(空气= 1),液体的比重0.987,沸点19.4C，熔点 -83.7,酸性较弱,在空气中发烟,其蒸气具有十分强烈的腐 蚀性和毒性,溶于水,水溶液在-30时也不冻结。氟化氢是氟化物中 产量最大,最重要的品种。氟化氢的化学性质有：1、酸性：氟化氢的水溶液氢氟酸呈弱酸性,但是随着浓 度

2、加酸性逐渐增强。2、活性：无水氟化氢的质子给与能力强,具有很强的催 化活性,它在有机化学的烷基化、异构化、聚合反应中作活性 催化剂。氟化氢有很大的化学活性,它可以与任何氟元素以外 的负元素或负基团结合,置换或反应,除与铅、铁、锡形成氟 化物保护膜外,氟化氢可以同置换系列中氢以下的所有金属起 作用。3、溶剂性能：液态氟化氢具有高介电常数、高沸点，低 粘度的特性，它是离子氟化物的良好非水溶剂。4、和水的亲合性：液态氟化氢具有很强的脱水能力，木 才、纤维一旦与其接触立即碳化。5、热稳定性：氟化氢的键能在卤化氢中是最大的， 它是 卤化氢中最稳定的化合物，即使在 1237K 的温度下它也几乎 不分解。无

3、水氟化氢和氢氟酸对皮肤、眼睛、粘膜、呼吸器官都有 强烈的刺激与腐蚀，能使这些器官发生永久损害甚至死亡。 2.2 产品用途在化学工业中，氢氟酸的主要用途是制造无机和有机氟化 合物。无机氟化合物中，氟化铝和冰晶石耗 HF 量占我国氢氟酸 产量的近 2/3。氢氟酸还可用于制造氟化纳、氟化氢钠、氟化 亚锡、三氟化硼等数十种已形成工业化生产规模的产品。在铀 加工中，每吨U3O8约需0.43吨氢氟酸。38有机氟化合物中，最重要的是用来生产有机氯氟烃，即通 常称氟里系列产品，我国已形成工业化生产规模的CFC （不 含氢）系列产品有氟里昂 11、氟里昂-12，氟里昂-13 等， HCFC 产品氟里昂-22 等

4、，吨产品消耗 HF 分别为 224Kg 、 375Kg、1013Kg和573kg。这些产品均可用于致冷剂、气雾剂, 工业上还用作金属机件的清洗剂和聚氨酯、聚乙烯等泡沫塑料 的发泡剂。而 HCFC-22 则用来裂解生产四氟乙烯。四氟乙烯 是聚四氟乙烯（塑料王）的单体，也是含氟高分子材料及其它 含氟化学品氟塑料、氟橡胶、氟涂料、含氟表面活性剂和精细 化学品等的主要原料和中间体。氟塑料具有广泛的应用前景，它的宽广的使用温度，可在 -250 +250 C长期使用，它具有高度的耐化学腐蚀和化学药 性；优良的电器性能，高绝缘低电解损耗；极低的摩擦系数和 异常的润滑性，突出的表面不粘性等各项优良的使用性能，

5、普 遍应用于核能、宇航、电子以及机械、建筑、电器、轻工、纺 织、食品等工业部门。无水氟化氢在石油化工中最重要的用途是作芳烃、脂肪族 化合物烷基化制高辛烷值汽油的液态催化剂。每m3烷基化产 品需1.26-3.13kg无水氟化氢。还以BH3- HF作催化剂用于二 甲苯异构化；以HF-CF3作催化剂制六氟丙酮和三氟醋酸；还 r3可利用氟化氢和水的强亲合性作有机化合物的缩合催化剂，有 机合成工业中用作氟化剂。在其它工业方面。氢氟酸可作不锈钢的清洗剂，除去金属 表面的氧化物，增加不锈钢的耐腐蚀能力。平均每吨不锈钢消 耗10kg氢氟酸（以100%HF计），氢氟酸还用于玻璃蚀刻、 金属抛光、稀有金属铌和钽的

6、分离，湿法磷酸化除铬、铝等。在石油钻井中还可用于修补砂岩地层的损坏处。高纯无水氟化氢用于电子工业和合金表面蚀刻。最近随着 电子工业和电子化学品的发展，对高纯无水氟化氢需要量在不 断增加。2.3 发展趋势近年来，无水氟化氢和氢氟酸的两个大吨位用户（氟致冷 和炼铝工业）都因环境保护的限制和化学工程的发展而逐步降 低了氟化氢和氢氟酸的单耗，其结果是使无机氟化合物生产总 量和氟资源消耗总量徘徊不前，并呈下降趋势。由于氟氯烷（CFC）破坏大气臭氧层导致全球性生态环境 恶化，已引起世界各国的重视，共同订立了国际 1协议蒙 特里尔草约，提出限制生产和使用及至最终淘汰对环境有害的 氟氯烷，各国及生产厂家在此巨

7、大变化之中尚不能调整和适应 氟化工布局，因而有可能暂时导致对无水氟化氢的需求呈下降 趋势。另一方面，用来替代 CFC 商品并已形成工业化生产的HCFC商品（如HCFC-22），即用于氟致冷，又用于制四氟乙烯 单体，世界需求量每年以 4-5速度增长，如美国 1986 年 HCFC-22 产量 123200 吨， 1990 年产量 138800 吨，同时由于 用于制备四氟乙烯系列精细合成化学品如氟、染料、农药、塑 料、橡胶、涂料等的需求量在不断扩大，以及新兴工业对新品 种氟化合物的需求，老品种新应用领域的开拓，都需要许多高 钝度，高附加值的无机和有机氟化合物，而这一切都依赖于氟 化学工业产品的基础

8、原料无水氟化氢和氢氟酸。中国是个氟资料大国，已探明萤石储量有 4亿吨，约占世 界储量的 25，每年产萤石酸级精粉约有 50出口，中国的 氟化工起步较晚，只是 80 年代在上海、山东等地建立了中等 规模的 CFC 厂；另一方面，中国又是氟产品进口国，近年每 年需进口 5000 吨聚四氟乙烯树脂，数千吨发泡氟里昂等逾万 吨氟化学产品，中国氢氟酸（以 100HF 计）产量仅占世界产 量的 2。尽管浙江衢州化工厂 90 年代初由德国引进 10000 吨/年氢氟酸生产线，使之成为中国的氟化工基地，但仍适应 和满足不了国内的需求，制约和束缚了某些关联行业的发展， 在国际上仍处于较为落后的状况。国家产业政策

9、要求，“材料工业的发展要依靠正确的政策 和科学进步，发展各方的优势，满足社会需要”，同时国家还 进一步强调要保护宝贵的矿产资源，创造高附加值产品，生产 和替代进口商品。因此在目前世界各国都在调整和布局氟化工 发展计划的重大变革之际，我们应该利用我们的资源优势，发 展我们的氟化工，赶上和超过世界水平。3 市场分析与预测3.1 国内外生产能力3.1.1 1988 年若干主要国家年生产能力国家生产能力 吨/年（以HF计）参考文献美国217000(1)前苏联110000(1)墨西哥101000(1)法国105000(1)前联邦德国94000(1)加拿大92000(1)英国70000(1)意大利7000

10、0(1)中国约 50000(2)、(3)、日本49000(1)西班牙28500(1)巴西20000(1)印度18000(1)合计1044500(1)备注：(l)Rohc,D.Chcmcschc Industric,ll(8),28(1988)(2)燕庭富，化工技术经济，(1)14-16(1990)(3) 上海化工，(3),53(1989)(4) 魏东江，中国化工信息， (27), l0(l989)由于受环境保护的限制和化学工程的发展，降低了氟化物 的消耗，使世界无水氟化氢和氢氟酸发展缓慢，至今生产能力 基本保持 80 年代末水平。中国聚四氟乙烯及氟橡胶生产情况：生产单位1993年产量(吨)19

11、95年计划(吨)需AHF(吨)一、氟橡胶1、四川晨光化工研究院60552、上海有机氟材料研究所75145135200600二、聚四氟乙烯1、四川晨光化工研究院3604202、济南化工厂矿83010003、上海市148011504、阜新氟化学总厂790800346033705000合计3.1.3 国内生产厂家概况5600国内无水氟化氢（AHF）和氢氟酸生产最大厂家为浙江衢 州化工厂，年生产能力10000 吨/年，利用国内装置（60000吨/ 年）的生产厂家有东阳化工厂、阜新化学总厂、济南化工厂等， 其它尚有上海、四川、北京、湖北等地生产厂家共 40 余个， 江西省只有德安氟化学总厂，年设计能力为

12、1000吨/年AHF, 但只用于自产 HCF-22 商品，据统计，全国年生产能力约在60000 吨左右。3.2 市场预测及前景AHF 用量（吨）今后2000150003.2.1 需求结构分析用途现在1 三氟化铝200002 人造冰晶石 150003 其它无机化合物300050004 氟氯烷（ CFC ）96005 氟氯氢烷（ HCFC ）4800180006 氟塑料、氟橡胶5600150007 其 它20007000合计60000800003.2.2 市场前景：无水氟化氢（AHF）和氢氟酸是氟化工的基础原料， 我国 氟化氢的产量与我国的氟资源古有量极不协调，与之关联的氟 化学产品不能满足我国各

13、行业的需要，新产品的开发和老产品 新应用领域的开拓工作仍在起步阶段，通过氟化氢的生产能力 和结构分析，我们应抓住世界调整氟产品结构的大好机会，发 展氟化工基础原料的生产，必将获取较佳的经济效益和社会效、人益。国际市场上，资源贫乏国将 H2SO4、 萤石等原料在进口 途中的运输费用以及中国的廉价加工（水、电、煤、人工费用 等）费用与产品国际市场的价格相比，通过经济比较，对进口 中国的无水氟化氢产品极有兴趣，因而我们除了着力国内市 场，还要着眼于国际市场。综合上述分析， 12000 吨/年无不氢氟酸生产线，市场前景 乐观。4、生产工艺、技术及流程4.1 生产方法：氟化钙 （萤石）与浓硫酸反应，可制

14、得氟化氢并副产硫酸钙。其主要反应如下：CaFz+SqTHF+CaSQ萤石中往往含有 S1O2、CaCO3、AI2O3、Fe2O3 等杂质，将 产生以下以应：SiO2+4HFSiF4+2H2OS1F4+2HFH2S1F6CaCO+H SO f CaSO,+HQ+COc324422M2O3+3H2SO4fM2(SO4)+3H2O(M+Fe.AI)4.2 无水氟化氢和氢氟酸生产工艺流程：4.2.1 工艺流程方框图4.2.2 工艺流程简述含 CaF297%、SQ2v1%、CaCO31.2%的制酸级萤石经 干燥、筛分至粒度150um后与98%浓硫酸按1:1.2-1.3配比送 入转窑内进行反应。转窑前段温

15、度为160-180 C,后段为220-280C,窑内气相温度控制在280C10C。反应生成的 硫酸钙由窑尾排出。反应生成的气体含有少量水蒸汽、硫酸雾、 二氧化硫、四氯化硅、升华硫、二氧化碳气体以及未反应的萤 石、硫酸钙粉尘等。它由窑头排出后,再进入粗馏塔、塔釜温 度控制在100-110C，塔顶温度控制在35-40C，以除去大部 分硫酸、水蒸汽和硫酸钙、萤石粉尘等。然后氟化氢气体进入 脱气塔，塔釜温度控制在20-30 r，塔顶温度为-7c9c，未 被冷凝的二氧化硫和四氟化硅等低沸点杂质由塔顶排出，粗氟 化氢冷凝成液态，然后进入精馏塔，塔釜温度控制在 3-40c， 塔顶温度控制在19.60.5C，以进一步除去残存的少量硫酸 和水，经精馏净化后可得 99.8或更高纯度的无水氟化氢。若需制备某种浓度的氢氟酸，可用一定量的水吸收氟化 氢，使其达到规定浓度即可。4.2.3