1.3. Способи одержання хлоридної (соляної) кислоти

Хлоридна кислота (НСl) — безбарвна рідина з різким запахом щільністю 1180 кг/м³ (при концентрації 35 % хлористого водню у воді), залежно від способу одержання випускається концентрацією від 19 до 38 %.

Хлоридна кислота використовується для одержання хлористих солей барію, цинку, амонію, у гідрометалургії, у гальванопластиці, для виробництва органічних напівпродуктів і синтетичних барвників, оцтової кислоти, активованого вугілля, при дублінні та фарбуванні шкіри і т. п.

Основні етапи одержання хлоридної кислоти:

• одержання хлористого водню;

• абсорбція хлористого водню водою.

Різні способи одержання хлоридної кислоти відрізняються методами виробництва хлористого водню. Основним методом промислового виробництва НС1 сьогодні є його синтез із хлору і водню, які одержують при електролізі водного розчину NaCl. Утворення хлористого водню проходить за реакцією:

Н₂ + С1₂ → 2НС1 + Q.

Процес горіння водню в хлорі протікає в спеціальній печі, футерованій вогнетривким матеріалом, у днище печі встановлений газовий пальник, по зовнішній трубі подається водень, а по внутрішній — хлор. На виході пальника гази змішуються і, згоряючи, утворюють хлористий водень. Горіння водню у хлорі відбувається при температурі 2300—2400 °С.

Абсорбція хлористого водню водою здійснюється в насадочних колонах з охолодженням хлористого водню до температури 100 °С.

На даний час значна кількість хлористого водню, що використовується для одержання хлоридної кислоти, виробляється як побічний продукт при виробництві органічних сполук. Крім цього, у невеликих кількостях для лабораторних цілей хлоридна кислота випускається старим сульфатним методом — взаємодією натрійхлориду з концентрованою сульфатною кислотою за реакцією:

2NaCl + H₂S0₄ → Na₂S0₄ + 2HC1 + Q

Найчистіша хлоридна кислота з високою концентрацією утворюється при використанні синтетичного хлористого водню. Марки кислоти, що випускаються, "кислота соляна синтетична" А і Б відрізняються концентрацією НСl і вмістом домішок. Кислота марки А має концентрацію не менш 35 % і загальний вміст домішок не більш 75 · 10^-4. Показники концентрації і якість кислот марки Б залежать від сорту: для вищого сорту вони складають відповідно 33 % і 64 · 10^-4, а для першого відповідно 31,5 % і 54 · 10^-4. Кислоти, отримані з побічного хлористого водню, за якістю і концентрацією, в основному, не поступаються синтетичним кислотам, але значно дешевші. Сульфатним методом випускається "соляна кислота технічна", вона має високу концентрацію, але забруднена домішками реагуючих речовин. Для одержання хлоридної кислоти особливої чистоти використовують добре очищений хлористий водень і апаратуру з матеріалу, стійкого до дії кислоти, як правило, кераміки або скла.

1.4. Шляхи підвищення ефективності процесів одержання неорганічних кислот

При виробництві сульфатної кислоти питомі капітальні витрати значною мірою визначаються видом сировини. Якщо при використанні природної сірки їх прийняти за 100 %, то при використанні сірководню вони складають 108 %, газів, що відходять, — 167 %, сірчаного колчедану— 208 %. Збільшення витрат пов'язане, в основному, з витратами на очисні процесу, тому підбор відповідної сировини — перший шлях зниження вартості сульфатної кислоти.

Другий шлях поліпшення техніко-економічних показників виробництва сульфатної кислоти — використання системи сухого очищення газу (CO). Основна особливість процеси — після очищення від пилу гарячий випалювальний газ без охолодження, промивання і сушіння направляється безпосередньо в контактний апарат. Це забезпечується таким режимом роботи випалювальних печей, при якому значна частина сполук миш'яку адсорбується недогарком. Таким чином, замість 4-х етапів класичного процесу цей процес включає тільки три етапи, за рахунок чого собівартість сульфатної кислоти знижується на 10—15 % .

Можливі й інші шляхи підвищення ефективності виробництва сульфатної кислоти: підвищення концентрації S0₂ у газах, що переробляються, удосконалення контактних апаратів і т. і.

Для підвищення ефективності виробництва нітратної кислоти підвищують потужність технологічних ліній на базі агрегатів більшої одиничної потужності. Розроблено і впроваджено агрегати по випуску слабкої азотної кислоти потужністю 120 тис. т на рік, агрегати потужністю 380 тис. т і 670 тис. т, що працюють за комбінованою схемою і т. п. Поряд з удосконаленням традиційних технологій вишукуються нові шляхи одержання зв'язаного азоту, наприклад, із застосуванням електричної дуги і плазми, ядерних реакторів і т. п.

У технологічній схемі виробництва хлоридної кислоти основна стадія — одержання хлористого водню, тому основні шляхи підвищення ефективності цього виробництва — використання НС1 як побічного продукту інших виробництв, удосконалення процесу очищення хлористого водню і т. п.