2.5 Технология производства и потребительские свойства соляной кислоты

Соляная кислота имеет большое народнохозяйственное значение. Основное её количество расходуется в химической промышленности для производства хлористых солей цинка, кальция, бария, аммония и органических продуктов – анилина, дифениламина, синтетического каучука (хлоропрена), красителей и др. Соляная кислота применяется при получении гидролизного спирта и глюкозы из крахмала, в производстве сахара, желатина, клея, при дублении и окраске кожи, в производстве активированного угля, при крашении тканей, для травления поверхностей металлов и т.д.

Соляной кислотой называют раствор хлористого водорода в воде. Хлористый водород (HCl) представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом. Температура кипения хлористого водорода - -114⁰С. Во влажном воздухе хлористый водород образует густой туман, состоящий из мелких капелек соляной кислоты. Хлористый водород оказывает вредное воздействие на живые организмы, вызывает раздражение и разрушение слизистых оболочек и дыхательных путей. Предельная допустимая концентрация HCl в рабочих зонах производственных помещений – 0,05 мг/м³.

Сухой хлористый водород практически не действует на металлы, в то время как соляная кислота реагирует с большинством из них, образуя соответствующие хлориды и водород:

Me + 2HCl → MeCl₂ +H₂

Из металлов в соляной кислоте нерастворимы платина, золото, тантал, ниобий; из других материалов – стекло, фарфор, отдельные виды керамики, эбонит, резина, фаолит, винипласт, тефлон и некоторые другие пластмассы.

Хлористый водород для соляной кислоты получают сульфатным методом, методом прямого синтеза и в виде побочного продукта в производстве хлорорганических и хлорнеорганических соединений. В последние годы основное количество хлористого водорода получают именно третьим способом (34% в 1980 году, 64% - в1990 году).

В основе сульфатного метода лежит эндотермический процесс разложения хлорида натрия концентрированной серной кислотой при температуре 500-550⁰С,

2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ +2 HCl + Q

который проводят в сульфатных печах. Хлористый водород, получаемый этим способом, имеет низкую концентрацию и содержит значительное количество разлиных примесей (NaSO₄, SO₂, соединения As, Fe), в связи с чем метод не может успешно конкурировать с двумя другими, более совершенными.

Синтез хлористого водорода из элементов по реакции

H₂ +Cl₂ → 2 HCL +Q даёт концентрированный легко поддающийся сжижению хлористоводородный газ, содержащий до 80-90% HCl. Поглощение этого газа водой позволяет получить кислоту, концентрация которой может достигать 38%.

Самым дешёвым и широко распространёнными в мире способом получения хлористого водорода стал способ, связанный с улавливанием хлористого водорода, образующегося при хлорировании многих органических соединений, например, бензола:

C₆H₆ +Cl₂ → C₆H₅Cl +HCl

Подобным способом получают чаще всего концентрированный хлористый водород, загрязнённый лишь примесями органических веществ и хлора.

Для получения водного раствора хлористого водорода газ, полученный тем или иным способом, абсорбируют водой в аппаратуре, не подверженной действию соляной кислоты.

Выпускаются несколько видов соляной кислоты, качество которых регламентируется пятью государственными стандартами и несколькими техническими условиями. В табл. 5.1 приведены технические требования лишь к отдельным сортам.

По внешнему виду соляная кислота особой чистоты и реактивная соляная кислота марок «хч» и «чда» должны быть бесцветными, прозрачными, дымящимися на воздухе жидкостями. Для других видов кислоты допускается желтоватая окраска.

Техническую и техническую синтетическую кислоту транспортируют в специальных цистернах, в контейнерах или стальных бочках с резиновым вкладышем, в полиэтиленовых канистрах, а также в стеклянных бутылях вместимостью до 40 л.

Цистерны для соляной кислоты окрашиваются в белый цвет. На боковой поверхности цистерны вдоль оси должна быть нанесена полоса шириной 50 см с надписью– «Осторожно – соляная кислота». На днищах цистерн с технической синтетической соляной кислотой наносится зелёный круг, с технической – зелёный квадрат со стороной 100 см.

Реактивную соляную кислоту хранят и перевозят в стеклянной посуде, с притёртыми пробками или навинчивающимися полиэтиленовыми крышками, ёмкостью от 0, 25 до 35 литров

Таблица 5.1. – Физико-химические свойства соляной кислоты

ГОСТ	Показатели Виды соляной кислоты	Содержание HCl, %	Содержание железа, %, не более	Содержание сульфат-ионов, %, не более	Содержание хлора, % не более	Остаток после прокаливания, %, не более
1	2	3	4	5	6	7
14261-77	Особой чистоты осч 21-4	35,0-38,0	4*10-6	-	1*10-4	5*10-4
	Особой чистоты осч 7-4	35,0-38,0	1*10-6	-	1*10-4	1*10-3
1691-72	Техническая синтетическая Марка А	35,0	3*10-4	5*10-4	3*10-4	0,015
	Марка Б	33,0	3*10-4	5*10-4	3*10-4	0,015
	Марка В	32,0	8*10-4	8*10-4	8*10-4	0,080
857-88	Техническая синтетическая Марка А	35-38	0,003	0,005	0,005	0,02
	Марка Б	31,5	0,003	0,005	0,005	0,02
	Марка В	31,0	0,02	0,03	0,01	0,15
1382-79	Техническая 1-й сорт	31,0	0,01	0,4	-	-
	Техническая 2-й сорт	27,5	0,03	0,8	-	-
3118-77	Реактивная «химически чистая» (хч)	35,0-38,0	5*10-5	2*10-5	1*10-4	0,001
	«Чистая для анализа» (чда)	35,0-38,0	1*10-4	5*10-5	2*10-4	0,002
	«Чистая» (ч)	35,0-38,0	5*10-4	1*10-4	1*10-4	0,005