Технология соляной кислоты. Физико-химические основы процесса. Регенерация хлороводорода из травильных растворов

По первому типу реакция проводится во вращающихся печах при прямом соприкосновении реагирующих веществ с продуктами горения для достижения необходимой температуры.

Процессы второго типа проводятся в муфельных реакторах снабженных грибками для перемешивания реагирующей массы.

Для получения 1т НС1 в пересчете на 100%

Расходуется NaCl (97%)-1,7-1,9 т. H₂SO₂ (93%)-1,45-1,52т.

Синтез хлороводорода (HCl) из элементов.

Синтез из элементов дает хлороводород концентрацией 80-96% , легко поддающейся сжижению, а поглощение его дистиллированной водой позволяет получать чистую реактивную соляную кислоту концентрацией 38%

H₂+C1₂=2HCI+Q

Диссоциация НС1 идет при более 2000°С

При обычной температуре в отсутствие катализаторов или световых лучей реакция не идет.

Сжигание смеси хлора и водорода производится в печах различных конструкций, представляет собой небольшие камеры из огнеупорного кирпича, плавленого кварца, графита или из металла.

Совершенными являются печи, изготовленные из специальных или простых сталей

С(Н₂)-95%, С (С1₂)-90%

Хлористый водород как побочный продукт в некоторых производствах.

1 .Наибольшее количество НС1 образуется при реакциях заместительного хлорирования и гидрохлорирования

Сl₂+С₆Н₆→ С₆Н₅Сl+НСl

2.Хлористый сульфурил может служить концентрированным источником соляной кислоты т.к. под действием воды он разлагается на

SO₂Cl₂ +2H₂O=H₂SO₄+HCl

3.Хлористый водород является побочным продуктом в ряде процессов в неорганической технологи. Например: при гидролизе MgCl₂ с целью получения MgO, при переработки КС1 и полимерных каменных руд на безхлорные удобрения.

4.Возможно каталитическое хлорирование сероводорода

H₂S+C1₂→S+2HCI (катализатор А1₂О₃)

5.Хлороводород может быть получен при регенерации NH₃ в производстве соды по некоторым новым схемам.

6.При разложении КС1 большим избытком Н₂SО₄(конц.)

2КС1+ H₂SO₄→K₂SO₄+2HC1 (80°C)

7.В связи с проблемой утилизацией отбросного СаС1₂ от производства соды, установлена возможность получения соляной кислоты гидролизом СаСl₂ при Т=728°С, Р=1атм.

СаСl₂+Н₂О→2НСl+СаО

CaCl₂+H₂O+SiO₂→CaSiO₃+2HCl

8.Возможно получение газа содержащего 85,7% хлороводорода путем взаимодействия сухого С1₂ с NH₃ при t=800°C в присутствии СаС1₂ как катализатора

2NH₃+3CI₂=6HC1+N₂

Регенерация травильных растворов.

Одной из основных областей применения НС1 является травление металлов.

Известны методы регенерации травильных растворов, которые можно подразделить на:

1 .Нейтрализационные (Са(ОН)₂)

2.Термические.

3.Ионообменные.

4.Экстракционные.

Нейтрализационные способы основаны на обработке отходящих растворов щелочными реагентами.

Наиболее распространенными являются термические методы регенерации травильных растворов. При этом FeCl₂ содержащийся в травильном растворе окисляют кислородом воздуха при Т=350-550°С.

2 FeCI₂+2H₂О+l/2Q₂=Fe₂Q₃+4HCl

Для провидения процесса используют печи распылительного типа, печи с кипящим слоем, циклонные (T=500-800°C).

Получение и применение абгазной соляной кислоты.

RH+Cl₂→ RCI+HCI

В большинстве случаев хлороводород содержит также С1₂, СО₂, О₂, Н₂, N₂, и загрязненные органические соединения, поэтому перед адсорбцией водой требуется его предварительная очистка.

К методом очистки абгазного хлороводорода относятся

1 .Адсорбционный (активный углерод, цеолиты,

силикагель, MeSO₄

2.абсорбция (водой или концентрированной НС1)

3.термические

4.нетрализация

5.Комбенированная абсорбция НС1. Дает возможность получать чистые и концентрированные растворы соляной кислоты.

б.Каталитическое окисление смеси состоящей из 40% НС1 и 60% воздуха ведут при +430°С.

4НС1+О₂=2Н₂О+2С1₂

Контрольные вопросы:

1. Объяснить свойства хлористого водорода и соляной кислоты

2. Основные стадии получения хлороводорода