ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Попутный или абгазный хлористый водород из "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов" Сульфатный метод получения хлористого водорода является одним из старейших процессов в химической промышленности. Он служил основой прЬизводства соды по методу Леблана. При этом длительное время хлористый водород не находил применения и являлся отбросом производства. Впервые он начал использоваться для получения соляной кислоты в 1827 г. [c.480] В дальнейшем производство соды развивалось по аммиачному способу сульфатный способ получения хлористого водорода применялся и применяется только тогда, когда возникала потребность в сульфате натрия. Поэтому в странах неэкономических районах, имеющих запасы природного сульфата, удобные для разработки, сульфатный метод получения хлористого водорода не нашел применения. [c.480] Процесс проходит с поглощением тепла, поэтому реагирующую массу необходимо нагревать. Реакция протекает при 500—550 °С с образованием твердого сульфата натрия и газовой смеси, содержащей хлористый водород в различной концентрации в зависимости от способа производства. Промышленные способы осуществления процесса взаимодействия H2SO4 и Na l можно разделить на 2 типа. [c.480] По первому типу реакция проводится во вращающихся печах при прямом соприкосновении реагирующих веществ с продуктами горения для достижения необходимой температуры. При этом получают сульфат натрия высокого качества, однако выделяющийся хлористый водород сильно разбавлен продуктами сгорания топлива. [c.480] Процессы второго типа проводятся в муфельных реакторах, снабженных гребками для перемешивания реагирующей массы (рис. 9-5). [c.481] Печи муфельного типа более сложны в устройстве, и эксплуатация их обходится дороже вращающихся печей, но в печах муфельного типа ползгчают хлористый водород высокой концентрации. [c.481] В муфеле поддерживается небольшое разрежение (несколько мм вод. ст.). Поэтому содержание хлористого водорода в пересчете на сухой газ составляет обычно 30—50%. [c.482] Внутри муфеля температура поддерживается в пpe eлax 500— 550 °С, температура топочных газов, обогревающих муфель, обычно составляет 950—1000 °С. Из-за трудности равномерного обогрева реакционной массы до необходимой температуры возможно ухудшение качества сульфата натрия. Хлористый водород и соляная кислота, получаемые сульфатным способом, обычно загрязнены примесями, вносимыми с серной кислотой (мышьяком, железом). [c.482] Предложено также проводить реакцию между поваренной солью и серной кислотой в реакторах с псевдоожиженным слоем [11]. [c.482] В реактор подается нагретый хлорид натрия и поток горячих газов, содер-жапщх пары или мелкие, капли серной кислоты. Сульфат натрия, образующийся на поверхности кристаллов поваренной соли, удаляется вместе с газовым потоком, отделяясь от кристаллов Na l за счет истирания в псевдокипящем слое. Принципиальная схема производства по такому способу показана на рис. 9-6. Концентрация НС1 в реакционном газе здесь невелика (не превышает 5 % ). [c.482] Однако этот процесс, известный под названием процесса Хар-гривса, не получил широкого применения в промышленности. [c.482] Продолжаются работы по усовершенствованию аппаратуры для получения сульфата натрия и хлористого водорода из Na l и серной кислоты (13,14]. Предложена следующая схема процесс ведут в двух последовательно включенных реакторах, причем во втором реакторе массу для более полного превращения нагревают в токе горячего газа [15]. [c.483] Диссоциация хлористого водорода наблюдается в заметной степени только при температурах выше 2000 °С. [c.483] При обычной температуре, в отсутствие катализаторов или световых лучей, реакция между lj и не идет. Реакция может быть инициирована иаг, еванием, путем воздействия катализаторов или светового облучении и протекает затем по цепному механизму со взрывом. [c.483] Реакция хлора с водородом является типичным примером фотохимической реакции. При облучении световыми лучами с длиной волны 4800 A квантовый выход высок и составляет 10 —10 . Фотохимическое инициирование реакции предлагалось использовать для выжигания примесей водорода в хлоре [16]. [c.483] Процесс синтеза хлористого водорода из элементарных веществ протекает с выделением большого количества тепла. При сжигании водорода э хлоре в соотношении, близком к стехиометрическому, температура в факеле горелки достигает 2200 °С. [c.484] При всех конструкциях печей для синтеза хлористого водорода факел пламени не должен непосредственно касаться стенок аппарата во избежание очень быстрого их перегорания. Даже при соблюдении этого условия стенки аппаратов необходимо охлаждать для предотвращения чрезмерно быстрого выхода аппаратов из строя. Однако при охлаждении стальных или других металлических аппаратов нельзя допускать понижения температуры внутренних стенок ниже точки росы во избежание конденсации влаги и образования на поверхности аппарата пленки соляной кислоты, быстро разрушающей металлические части печи. Необходимо учитывать, что точка росы концентрированной кислоты при том же парциальном давлении водяных паров на несколько десятков градусов выше, чем чистой воды. Это обусловлено сильным снижением парциального давления паров воды над концентрированной кислотой. Хлориды металлов, образующиеся при коррозии и растворяющиеся в кислоте, могут дополнительно снижать парциальное давление паров воды над кислотой и повышать температуру образования жидкой фазы на стенках. [c.484] Парциальное давление паров воды в синтетическом хлористом водороде зависит от влажности исходных хлора и водорода, а также от содержания в них кислорода. Свободный кислород соединяется с водородом, образуя пары воды. Двуокись углерода также может частично восстанавливаться до окиси углерода с образованием некоторого количества паров воды. [c.484] Состав синтетического хлористого водорода зависит от загрязнений, содержащихся в исходных хлоре и водороде. Некоторые загрязнения вносятся в продукты реакции в результате коррозионного разрушения стенок аппаратов для синтеза и охлаждения газов. Наиболее вероятно загрязнение хлористого водорода хлоридами металлов, попадающими в виде возгона. Поэтому, если потребители хлористого водорода предъявляют высокие требования к его качеству, применяется графитовая или кварцевая аппаратура. [c.484] В хлоре обычно содержатся пары воды, азот, кислород, водород, двуокись и окись углерода. С водородом обычно помимо паров воды вносятся примеси кислорода и азота. [c.484] Вернуться к основной статье