Производство хлористого водорода различными способами (сульфатный синтез, из элементов, из абгазов хлорорганического синтеза и пиролиза хлорсодержащих соединений).

Производство соляной кислоты включает 2 стадии – получение хлористого водорода и абсорбция его водой. Соляная кислота применяется для получения хлоридов Mn, Fe, Zn и др., для травления металлов, кислотной обработки нефтяных скважин, обработки руд.

В промышленности хлористый водород получают тремя методами: сульфатным синтетическим и из абгазов.

Сульфатный метод основан на взаимодействии NaCl с концентрированной серной кислотой по реакции:

2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl + Q.

Реакцию проводят при 500-550^оС в муфельных печах. При этом получают твердый Na₂SO₄ и газообразный HCl. Реакционные газы содержат 35-65% HCl. Газ, выходящий из печи, загрязнён соединениями мышьяка, парами серной кислоты и другими примесями. При сульфатном методе трудно обеспечит получение чистой кислоты. При этом расходуется значительное количество серной кислоты. К недостаткам этого способа относится так же и расход энергоносителей на нагрев реагентов.

В основе прямого синтеза HCl из хлора и водорода лежит цепная реакция горения:

Cl₂ + H₂ = 2HCL + Q.

Реакция не идет при обычных температурах и в темноте, она инициируется светом, влагой, твердыми пористыми веществами, некоторыми минералами (кварц, глина). При нагревании и на свету реакция протекает с очень большой скоростью, вплоть до взрыва. Синтез ведётся в печах, выполненных из стали, кварца, огреупорного кирпича. Образовавшийся НСl выходит через верхний патрубок. Для предотвращения взрывного характера горения реагента смешиваются непосредственно в факеле пламени горения. Мощность современных печей достигает 65т/сут. Преимущества метода – отпадает необходимость расходования серной кислоты и топлива; получение кислоты более высокой концентрации.

Получение из абгазов хлорорганического синтеза.

Более 90% соляной кислоты в развитых странах получают из абгазного хлористого водорода, образующегося при хлорировании дегидрохлорировании органических соединений, пиролизе хлорорганических отходов и др.:

C₆H₆ + Cl₂ = C₆H₅Cl + HCL.

Абгазы содержат различные количества HCl, инертные примеси(N₂, H₂, CH₄), малорастворимые в воде органические вещества(хлорбензол, хлорметан), водорастворимые вещества, кислые примеси(Cl₂, F, O₂) и воду.

Вопрос № 27

Получение соляной кислоты на основе абгазов хлорорганических производств. Технологическая схема адиабатической абсорбции хлористого водорода водой.

Более 90% соляной кислоты в развитых странах получают из абгазного хлористого водорода, образующегося при хлорировании дегидрохлорировании органических соединений, пиролизе хлорорганических отходов и др.:

C₆H₆ + Cl₂ = C₆H₅Cl + HCL.

Абгазы содержат различные количества HCl, инертные примеси(N₂, H₂, CH₄), малорастворимые в воде органические вещества(хлорбензол, хлорметан), водорастворимые вещества, кислые примеси(Cl₂, F, O₂) и воду.

Абсорбция хлористого водорода водой

Процесс экзотермичен, и поэтому при растворение соляной кислоты происходи повышение температуры. Однако, с повышением температуры падает растворимость кислоты в воде. Абсорбцию водой желательно проводить при возможно более низких температурах.

Наиболее перспективны плёночные абсорберы, позволяющие извлекать из исходного абгаза до 83% соляной кислоты.

Наиболее широко используются схемы адиабатической абсорбции. При этом абгазы вводят в низнюю часть абсорбера, а воду или разбавленную соляную кислоту подают противотоком в верхнюю. Соляная кислота нагревается до температуры кипения благодаря теплоте растворения соляной кислоты, соответствующей концентрации. Инертные примеси выходят сверху абсорбера, а товарная соляная кислота – снизу.