ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс сжижения из "Станция сжижения хлора" Чтобы яснее представить себе процесс сжижения хлора, как и всякого газа, рассмотрим поведение чистой жидкости в замкнутом (закрытом) сосуде. В этом случае над жидкостью (жидкой фазой) всегда находятся ее пары (газовая фаза) такого же химического состава, как-и сама жидкость. Эти пары имеют вполне определенное для каждой жидкости давление, значение которого зависит от природы жидкости и ее температуры в данный момент. Чем выше температура, тем выше давление, и наоборот. При температуре кипения жидкости это давление равно 1Q5 Па или атмосферному, т. е. 760 мм рт. ст. При более низкой температуре оно меньше атмосферного, при более высокой — выше атмосферного. При повышении температуры часть жидкости испаряется и переходит в парообразное состояние (в газовую фазу), давление над жидкостью возрастает, и, наоборот, при понижении температуры часть паров, конденсируясь, переходит в жидкое состояние (жидкую фазу), и давление над жидкостью понижается. Таким образом, при каждой определенной температуре жидкость и пары над ней находятся в состоянии равновесия. Пары в таком состоянии называют насыщенными. Давление насыщенных паров для хлора приведено в табл. 2. [c.14] Следовательно, сжижение любого газа можно осуществлять сжатием или охлаждением, либо, применяя сжатие и охлаждение, одновременно. Однако для каждого вещества существуют так называемые критические параметры критическая температура и критическое давление. При температуре выще критической газ нельзя превратить в жидкость, какое бы давление для этого не применялось. Для хлора критическая температура составляет 144 °С, критическое давление 76,1-105 Па (78,6 кгс/см ). Следовательно, сжижение хлора можно осуществить в пределах температур ниже 144 °С и соответствующем давлении ниже 76,1-10 Па. [c.15] Для сжижения газа или хранения его при температуре выше температуры кипения необходимо повысить его давление до величины, равной давлению его насыщенных паров при этой температуре. Зависимость давления насыщенных паров хлора от температуры приведена в табл. 2. Из табл. 2 следует, что при температуре —70 °С газообразный хлор переходит в жидкое состояние уже при давлении 15,4-Ю Па (0,159 кгс/см ), в то время как при температуре 30 °С для этого необходимо повысить давление до 9-10 Па (9,3 кгс/см ). [c.16] Данные табл. 2 приведены для газа, содержащего 100% СЬ, т. е. для хлоргаза без примесей других компонентов. В производственных условиях сжижению подвер-гак т обычно не чистый хлор, а смесь нескольких газов. [c.16] Как известно, давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа. Парциальное давление каждого газа пропорционально его процентному содержанию в газовой смеси. [c.16] При содержании 96% хлора в смеси газов и нормальном давлении, парциальное давление хлора составляет 0,96-10 Па (0,99 кгс/см ), а при 5-10 Па (5,1 кгс/см ) парциальное давление будет равно 4,8-10 Па (5,04 кгс/см ). [c.16] Для сжижения хлоргаза такого состава, при котором парциальное давление хлора меньше общего давления, необходимо охладить его до температуры, соответствующей парциальному давлению хлора в смеси. Так, при давлении хлоргаза 5-10 Па (5,1 кгс/см ) [парциальное давление хлора в смеси 4,8-10 Па (5,04 кгс/см )] газ охлаждают до 6—7°С (см. табл. 2), в то время как 100%-ный хлор при 5-10 Па (5,1 кгс/см ) превращался бы в жидкость примерно при 10 °С. [c.16] Эту задачу можно решить и обратным путем. Для сжижения хлоргаза такого состава при Ю °С давление смеси нужно повысить до величины, соответствующей давлению насыщенных паров хлоргаза при 10 °С, т. е. до 5,1 -10 Па (5,3 кгс/см ). [c.16] Фактически же процесс сжижения протекает в более сложных условиях. Как только начинается сжижение, т. е. переход хлора в жидкую фазу (при постоянных давлении и температуре), то по мере превращения части хлоргаза в жидкость соответственно снижается парциальное давление хлора в газовой фазе, и переход газа в жидкое состояние прекращается. Между газовой и жидкой фазами устанавливается равновесие, отвечающее состоянию насыщения в данных условиях. Чтобы сдвинуть это равновесие и продолжить сжижение хлора, необходимо соответственно снизить температуру или повысить давление данного процесса. [c.17] В промышленных условиях не изменяют ступенчато параметры процесса (соответственно изменению состава газовой фазы), а ведут его при таких конечных температуре и давлении, которые обеспечивают заданную степень сжижения хлора. Допустим, необходимо сжижать 90% исходного хлоргаза, содержащего 96% хлора и 4% примесей, при 5-10 Па (5,1 кгс/см ). Расчеты показывают, что для достижения такой степени сжижения газ нужно охладить до температуры —3°С, в то время как 100%-ный хлор при этом давлении целиком сжижался бы при 10 °С, т. е. при значительно более высокой темнеем ратуре. [c.17] Вернуться к основной статье