1341-49-7/氟化氫銨的用途及其研究現(xiàn)狀分析

主要用途^【1】

油田用：

近年來(lái)國(guó)外在油田進(jìn)行地層酸化時(shí)，將本品加入鹽酸中，生成氫氟酸，與鹽酸間接配成土酸。這種土酸處理灰?guī)r時(shí)，由于在孔隙表面生成一層不溶于鹽酸的氟化鈣保護(hù)層，使巖石的溶解速度顯著降低，增加酸化深度，處理沙巖時(shí)，可以防止產(chǎn)生由氫氟酸所引起的氟硅酸鹽，同時(shí)增強(qiáng)了溶解硅化物及井壁泥漿的能力，提高了酸化效果，還減少了地面設(shè)備及管線的腐蝕。美國(guó)、蘇聯(lián)都廣泛應(yīng)用。

其他：

用作玻璃蝕刻劑(常與氫氟酸并用)、布勞恩管(陰極顯像管)清洗劑、各種金屬表面處理劑、鋁的消光劑，燈泡內(nèi)面消光劑、鍋爐清洗劑、發(fā)酵工業(yè)消毒劑和防腐

劑，還可用于制造陶瓷、鎂合金等。

合成^【2】

1. 氟化氫-液氨法

根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同， 氟化氫－液氨法又分為液相法和氣相法兩種。

液相法：

液相法生產(chǎn)氟化氫銨一般采用將液氨通入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氟酸溶液中，先得到氟化銨糊狀晶體，再與氫氟酸合成氟化氫銨稀溶液，經(jīng)濃縮、冷卻、結(jié)晶制得氟化氫銨。反應(yīng)方程式如下：

傳統(tǒng)液相法合成工藝的設(shè)備簡(jiǎn)單、投資省、工藝條件溫和、生產(chǎn)操作易于控制，但生產(chǎn)的產(chǎn)品存在含水量較高、易結(jié)塊、不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存等問(wèn)題。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)在的高純領(lǐng)域使用，為避免水分高、易結(jié)塊的問(wèn)題，液相法氟化氫銨的制備在不斷地進(jìn)行改進(jìn)。

使用有水氫氟酸或無(wú)水氫氟酸與液氨中和反應(yīng)，生成氟化銨與氟化氫銨的混合溶液，然后將混合溶液進(jìn)行真空低溫濃縮，再將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的濃縮液轉(zhuǎn)入高溫轉(zhuǎn)化釜，最后物料流經(jīng)刮片機(jī)，形成片狀無(wú)水氟化氫銨，分解的氨氣導(dǎo)入反應(yīng)釜回收利用。

氣相法：

該方法工藝原理為：HF 與NH3的物質(zhì)的量比為2∶1 進(jìn)行反應(yīng)， 所得氟化氫銨氣體迅速冷卻后由旋風(fēng)分離器分離而得產(chǎn)品。反應(yīng)方程式為：

工藝方框圖如下:

對(duì)于氣相法制備氟化氫銨已有大量科研人員在研究，但是真正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的不多，國(guó)內(nèi)目前只有浙江僑朋化工有限公司在2001 年引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，建設(shè)了1 條3 000 t/a 的氣相氟化氫銨生產(chǎn)線，該產(chǎn)品主要用于電子氣體三氟化氮的生產(chǎn)。

氣相法生產(chǎn)氟化氫銨由于整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中不接觸水，所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品含水量低，純度較高，粒度較細(xì)，能夠滿足新領(lǐng)域的要求，但是生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性及密封性要求高，造成設(shè)備投資比較大，且整個(gè)工藝對(duì)原料的純度要求較高，不利于工業(yè)化。

2. 氟硅酸-液氨法

氟硅酸-液氨法是一種間接制備氟化氫銨的方法， 先得到氟化銨再高溫分解或者與氫氟酸反應(yīng)制得氟化氫銨。反應(yīng)原理為氟硅酸和氨水常壓反應(yīng)，生成氟化銨及二氧化硅。沉淀二氧化硅經(jīng)洗滌、烘干后，即得白炭黑成品。氟化銨溶液經(jīng)濃縮、高溫分解或與氫氟酸反應(yīng)制得氟化氫銨，反應(yīng)方程式為：

3. 含氟廢渣-液氨法

該方法的原理是將含氟廢渣與氟化銨溶液溶解，得到氟硅酸銨溶液，經(jīng)冷卻后通入液氨或氣氨，沉淀析出二氧化硅，得到氟化銨溶液；氟化銨溶液通過(guò)加氫氟酸制得氟化氫銨產(chǎn)品。反應(yīng)方程式為：

未來(lái)氟化氫銨行業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)方向

充分利用磷肥副產(chǎn)的氟硅酸加工成工業(yè)用途的氟化銨和氟化氫銨，可實(shí)現(xiàn)氟資源的綜合利用，促進(jìn)和保證我國(guó)磷肥工業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。另外對(duì)于醫(yī)藥和電子工業(yè)的特殊用途，應(yīng)積極開(kāi)發(fā)出質(zhì)量更好的產(chǎn)品，其中氣相法就是一條切實(shí)可行的途徑。

市場(chǎng)^【3】

中國(guó)氟化氫銨行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模：

氟化氫銨市場(chǎng)規(guī)模隨著下游行業(yè)需求規(guī)模的不斷擴(kuò)大而增加， 2012 年—2016 年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)率為4.9% ～ 7.5%， 2015 年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為11.60 億元， 2016 年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為12.36 億元，同比增長(zhǎng)6.6%。

產(chǎn)能預(yù)測(cè)：

調(diào)查統(tǒng)計(jì)近幾年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行情況得知，行業(yè)市場(chǎng)供不應(yīng)求，預(yù)測(cè)未來(lái)幾年，隨著行業(yè)進(jìn)入企業(yè)的不斷增加，企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模也將不斷擴(kuò)大。預(yù)測(cè)2017 年—2022 年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)產(chǎn)能增長(zhǎng)率在6%以上，預(yù)測(cè)2022 年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)產(chǎn)能20.13 萬(wàn)t。見(jiàn)下表。

市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)^【3】

統(tǒng)計(jì)調(diào)查近幾年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行情況得知，行業(yè)市場(chǎng)良好。預(yù)測(cè)未來(lái)幾年，隨著下游需求規(guī)模的不斷擴(kuò)大，這種情況依舊存在。預(yù)測(cè)2022年中國(guó)氟化氫銨行業(yè)需求量19．27 萬(wàn)噸，行業(yè)發(fā)展空間較大。

中國(guó)氟化氫銨的主要用戶^【3】

鋁型材方面：

根據(jù)調(diào)查，鋁型材方面的用戶有中國(guó)鋁業(yè)公司山東分公司的鋁加工廠，山東叢林集團(tuán)鋁加工廠，山東魏橋集團(tuán)提供鋁水的濱州所在地的若干鋁加工企業(yè)。

磨砂蝕刻方面：

山東金晶( 集團(tuán)) 有限公司、山東華鵬玻璃股份有限公司等。

石油行業(yè)：

根據(jù)調(diào)查，氟化氫銨在石油方面的用戶有勝利油田、延長(zhǎng)石油等。

參考文獻(xiàn)

[1]石得中、黃洪周主編,世界精細(xì)化工產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(cè),化學(xué)工業(yè)部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所,1988年12月,第725頁(yè)

[2] 溫豐源，李霞，氟化氫銨的生產(chǎn)工藝與最新進(jìn)展，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2013.10，第7頁(yè)

[3] 韓紀(jì)磊，楊保鑫，李汝勇，焦占忠，中國(guó)氟化氫銨產(chǎn)品生產(chǎn)和市場(chǎng)狀況，有機(jī)氟工業(yè)，2018.01，第58-61頁(yè)