一種無水氯化鋁制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種無水氯化鋁制備技術，六水結晶氯化鋁和亞硫酰氯作為原料，將六水結晶氯化鋁固體和液體亞硫酰氯分別加入到脫水反應器中，壓力為常壓或微負壓，溫度<76℃；結晶水與亞硫酰氯反應生成二氧化硫氣體和氯化氫氣體，六水結晶氯化鋁轉變為無水氯化鋁；將漿液過濾，過濾后的濾液-亞硫酰氯返回使用，過濾后的無水氯化鋁濾餅在蒸餾器中蒸餾，得到純凈的無水氯化鋁，成品無水氯化鋁包裝后儲存；蒸餾出的亞硫酰氯氣體經過冷卻后作為原料返回使用，反應副產物氯化氫和二氧化硫混合氣體經過吸收處理；本發明采用的技術具有原料價廉易得、流程簡單、能源消耗少、易于工業大型化生產等特點。
【專利說明】一種無水氯化鋁制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無水氯化鋁制備方法，屬于無水氯化鹽制備領域，尤其適用于氯化鋁熔鹽電解法生產金屬鋁中無水氯化鋁的制備，同時適用于石化行業回收下來的六水結晶氯化鋁再生制備無水氯化鋁。
【背景技術】
[0002]無水氯化招,分子式AlCl3,英文名稱Aluminum trichloride,密度2.44,酸性腐蝕品危險標記20。無水氯化鋁是一種重要的無機化工產品之一，主要用于制造洗滌劑的烷基化劑、有機合成催化劑、烴樹脂、二氧化鈦成核劑、染料中間體以及化妝品和藥物等。同時無水氯化鋁也是一種十分重要的催化劑，特別是作為費瑞德一克萊福特反應的催化劑而得以廣泛應用。另外，分析純無水氯化鋁還作為鋰一亞硫酰氯電池(Li/S0Cl2)電解質無水四氯鋁酸鋰(LiAlCl4)的重要生產原料。近年來無水氯化鋁主要是用于電解制鋁，氯化鋁電解制鋁的最大優點是能耗低(9000~10000KWh/t)，陽極不消耗，氯氣還可做到循環使用。
[0003]本發明人通過多年的研究尋找到一種強脫水物質一亞硫酰氯，別名:氯化亞砜，分子式:S0C12,英文名稱:sulfurous oxychloride,熔點:-104.5 °C,沸點:76°C,密度:1.630-1.650t/m3，無色或淡黃色發煙液體，有強刺激性氣味。遇水或醇分解成二氧化硫和氯化氫。亞硫酰氯主要用于醫藥、農藥、染料工業及有機合成工業，也用作氯化劑制鋰一亞硫酰氯(Li/S0Cl2)電池。
[0004]
從文獻和專利的報道來看，目前無水氯化鋁制備主要有以下幾種技術。
[0005]一種是鋁錠法，即采用氯氣直接通過熔融金屬鋁，使兩者直接接觸制取，其反應式為: 2A1+3C12 = 2A1C13,鋁錠法
的特點是工藝流程簡單，設備少，投資低，但由于采用金屬鋁作為原料使得生產成本較高。
[0006]另一種是鋁氧粉法，即采用氧化鋁、氯氣和碳作為原料，在一定的溫度下，三者共同反應制取，其反應式為:A1203 + i> + ?)C + 3C12 = 2JUC13 + ?C0+?C02，其中 m+2n=3。
鋁氧粉法的特點是原料價格低，但制取的無水氯化鋁純度低，往往需要升華法精制才能得到純度高的無水氯化鋁。
[0007]另外，有專利提出采用一元和多元醇類(C I~C4)脫除六水結晶氯化鋁中的結晶水，但未見實際生產報道。
[0008] 針對目前無水氯化鋁制備技術的不足，本發明經過多年研究尋找到一種可以脫除分子結晶水的物質一亞硫酰氯，依據亞硫酰氯這一提出了一種六水結晶氯化鋁制備無水氯化招技術。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供一種原料價廉易得、流程簡單、易于大型化的無水氯化鋁制備技術。[0010]本發明的技術方案如下:一種無水氯化鋁制備方法，六水結晶氯化鋁和亞硫酰氯作為原料，將六水結晶氯化鋁固體和液體亞硫酰氯分別加入到脫水反應器中，壓力為常壓或微負壓，溫度<76°c ;結晶水與亞硫酰氯反應生成二氧化硫氣體和氯化氫氣體，六水結晶氯化鋁轉變為無水氯化鋁；將漿液過濾，過濾后的濾液-亞硫酰氯返回使用，過濾后的無水氯化鋁濾餅在蒸餾器中蒸餾，得到純凈的無水氯化鋁，成品無水氯化鋁包裝后儲存；蒸餾出的亞硫酰氯氣體經過冷卻后作為原料返回使用，反應副產物氯化氫和二氧化硫混合氣體經過吸收處理。
[0011]所述的進料比例為亞硫酰氯:六水結晶氯化鋁>3:1，
所述的脫水反應器采用的是夾套搪玻璃攪拌反應釜，加熱介質為蒸汽或導熱油。
[0012]所述的漿液過濾采用的是離心分離技術或真空過濾技術，控制濾餅附液率〈5%，濾液浮游物含量<10g/L。
[0013]所述的蒸餾在搪玻璃蒸餾器中進行，加熱介質為蒸汽或導熱油。
[0014]所述的蒸餾條件是溫度為< 180°C，壓力為≤0.25MPa (G)0
[0015]所述的蒸餾出的亞硫酰氯氣體在噴淋冷卻塔中冷卻，冷卻介質為液體亞硫酰氯，液體亞硫酰氯溫度< 70°C。
[0016]所述的混合氣體采用引風機抽出，采用2~4逆流吸收塔先吸收氯化氫氣體，吸收液為水或亞硫酸氫鈉溶液；再采用2~4逆流吸收塔吸收二氧化硫氣體,吸收液為水或苛性鈉溶液。
[0017]本發明的有益效果:
與現有技術相比，本發明采用的技術具有原料價廉易得、流程簡單、能源消耗少、易于工業大型化生產等特點。由于上述特點本發明尤其適用于氯化鋁熔鹽電解法生產金屬鋁中無水氯化鋁的制備，同時適用于石化行業回收下來的六水結晶氯化鋁再生制備無水氯化招。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1采用水作為吸收液無水氯化鋁制備流程圖；
圖2采用苛性鈉作為吸收液無水氯化鋁制備流程圖。
【具體實施方式】
[0019]本發明的實施例:采用夾套搪玻璃攪拌反應釜，以蒸汽為加熱介質，采用定量螺旋給料機將六水結晶氯化鋁固體緩慢加入液體亞硫酰氯中，控制脫水反應條件:原料比例為亞硫酰氯:六水結晶氯化鋁=4: 1、壓力為SOKPa (絕壓)、溫度為50°C，反應生成的二氧化硫氣體和氯化氫氣體被抽出到后處理系統。六水結晶氯化鋁轉變為無水氯化鋁后采用離心機過濾，過濾后的濾液作為噴淋液使用，得到的無水氯化鋁濾餅輸送到搪玻璃蒸餾器，濾餅含水率約為3%。采用蒸汽加熱將無水氯化鋁加熱到100°C，附液亞硫酰氯被蒸餾，蒸餾后的氣體采用液體亞硫酰氯噴淋冷卻吸收后送夾套搪玻璃攪拌反應釜，蒸餾后得到的無水氯化鋁包裝后儲存。進入后處理系統的氯化氫和二氧化硫混合氣體經過3級逆流吸收塔先吸收氯化氫氣體，吸收液為亞硫酸氫鈉溶液；再經過3級逆流吸收塔吸收二氧化硫氣體，吸收液苛性鈉溶液，吸收后得到的亞硫酸氫鈉溶液`作為氯化氫氣體的吸收液。
【權利要求】
1.一種無水氯化鋁制備方法，其特征在于:采用六水結晶氯化鋁和亞硫酰氯作為原料，將六水結晶氯化鋁固體和液體亞硫酰氯分別加入到脫水反應器中，壓力為常壓或微負壓，溫度<76°C ;結晶水與亞硫酰氯反應生成二氧化硫氣體和氯化氫氣體，六水結晶氯化鋁轉變為無水氯化鋁；將漿液過濾，過濾后的濾液-亞硫酰氯返回使用，過濾后的無水氯化鋁濾餅在蒸餾器中蒸餾，得到純凈的無水氯化鋁，成品無水氯化鋁包裝后儲存；蒸餾出的亞硫酰氯氣體經過冷卻后作為原料返回使用，反應副產物氯化氫和二氧化硫混合氣體經過吸收處理。
2.根據權利要求1所述的一種無水氯化鋁制備技術，其特征在于:進料比例為亞硫酰氯:六水結晶氯化鋁>3:1。
3.根據權利要求1所述的一種無水氯化鋁制備技術，其特征在于:脫水反應器采用的是夾套搪玻璃攪拌反應釜，加熱介質為蒸汽或導熱油。
4.根據權利要求1所述的一種無水氯化鋁制備技術，其特征在于:漿液過濾采用的是離心分離技術或真空過濾技術，控制濾餅附液率〈5%，濾液浮游物含量<10g/L。
5.根據權利要求1所述的一種無水氯化鋁制備技術，其特征在于:蒸餾在搪玻璃蒸餾器中進行，加熱介質為蒸汽或導熱油。
6.根據權利要求1所述的一種無水氯化鋁制備技術，其特征在于:蒸餾條件是溫度為< 180°C，壓力為≤ 0.25MPa (G)0
7.根據權利要求1所述的一種無水氯化鋁制備技術，其特征在于:蒸餾出的亞硫酰氯氣體在噴淋冷卻塔中冷卻，冷卻介質為液體亞硫酰氯，液體亞硫酰氯溫度< 70°C。
8.根據權利要求1所述的一種無水氯化鋁制備技術，其特征在于:混合氣體采用引風機抽出，采用2~4逆流吸收塔先吸收氯化氫氣體，吸收液為水或亞硫酸氫鈉溶液；再采用2^4逆流吸收塔吸收二氧化硫氣體，吸收液為水或苛性鈉溶液。
【文檔編號】C01F7/58GK103708518SQ201210372972
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優先權日:2012年9月29日
【發明者】劉希泉 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院有限公司