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氟化氢

/hydrogen fluoride/
条目作者李连成

李连成

最后更新 2023-07-28
浏览 292
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化学式HF,分子量20.008。是最基础的无机氟化合物。

英文名称
hydrogen fluoride
所属学科
化工

在常压、温度高于19.54℃时,氟化氢为无色、带刺激性的气体。其化学活性高、腐蚀性强,易溶于水,可以与玻璃等硅酸盐发生反应,属第一类A级无机剧毒品。

18世纪末,人们发现氟化氢是一种能够腐蚀玻璃的气体。直到20世纪30年代,炼铝工业的蓬勃发展、氟(碳)烃产品的不断推出,才真正推动了作为基础合成原料氟化氢的工业化发展。随着氟化氢在铀加工、烷基化催化剂以及有机氟合成产品中的不断应用,到70年代初,全球氟化氢的生产能力已经达到百万吨级水平。中国自50年代末开始工业化生产氟化氢。随着改革开放、技术引进及国民经济的快速发展,依托国内萤石资源,中国的氟化学工业行业迅速发展。21世纪初中国已经成为全球最大的氟化氢生产国。

自然界中含氟元素的矿物主要有萤石、磷灰石以及少量的冰晶石等。氟化氢的生产方法主要有萤石法和氟硅酸法。绝大部分的工业化生产均采用萤石法,氟硅酸法是由中国贵州瓮福蓝天氟化工股份有限公司于2008年首次开发成功并实现工业化生产。

以萤石粉(主要成分为氟化钙)为原料生产氟化氢。萤石粉与硫酸、发烟硫酸的混合酸按比例混合后,进入预反应器(或直接进转炉)初步发生反应,混合酸与萤石粉比例控制在1.15~1.24,然后进入转炉继续进行反应,加热温度控制在320~650℃,使硫酸和氟化钙达到完全反应。


反应生成的氟化氢气体经炉头的导气管依次经过除尘器、洗涤塔、粗冷器等设备,除去所夹带的水、硫酸及粉尘;经粗冷后气体进到冷凝器,将大部分气体冷凝下来。冷凝液再依次进入精馏塔和脱气塔,分别去除高沸物和低沸物,得到的成品经冷却器降温后,送入成品槽。

以磷灰石制磷酸副产物氟硅酸为原料生产氟化氢。来自磷肥厂的稀氟硅酸,首先经过脱砷装置,然后进入氟硅酸浓缩系统,经过浓缩得到一定浓度的浓氟硅酸,再进入反应器与浓硫酸混合,产生四氟化硅、氟化氢等混合气体。用浓硫酸吸收后,四氟化硅进入浓缩系统进行吸收,其化学反应式如下:

H2SiF6·SiF4(l)+H2SO4(l)→2SiF4+2HF+H2SO4

反应后的硫酸中含有大量氟化氢,经蒸馏将氟化氢与硫酸分离,经过冷却净化、精馏,得到无水氟化氢产品。该方法合理利用了磷肥厂副产物氟硅酸,从而减少了对萤石资源的消耗。

氟化氢主要作为含氟聚合物、含氟制冷剂、含氟树脂、含氟精细化学品等有机氟工业原料;氟化铝等无机氟化学品的合成原料;也可用于汽油烷基化反应的催化剂,还可用于稀土、放射性元素的提取等;高纯氟化氢产品在电子工业的应用也不断增加。

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