Acizii anorganici și principalele piețe de consum - studopediya
10. Acid clorhidric. Principalii furnizori de materii prime și metodele de producție. Specii, soiuri și proprietăți. Principalii consumatori
Acid clorhidric (CI1) - una dintre cele mai comune substanțe chimice, reprezintă o soluție de acid clorhidric în apă.
Acidul clorhidric gazos - gaz incolor se dizolvă în apă pentru a elibera cantități mari de căldură, precum și cu o temperatură solubilitatea acidului clorhidric gazos descrește în creștere. La o temperatură de 18 ° C și presiune atmosferică, solubilitatea acidului clorhidric gazos în apă este de 42,3 procente în greutate. Prin urmare, concentrația maximă de acid clorhidric este mult mai mic decât sulf și azot.
Acid clorhidric - lichid incolor, cu miros sufocant iute, puternic „fumează“ în aer, pentru a forma pe suprafața picăturilor mici de ceață. Densitatea și temperatura înghețării acid clorhidric depinde de concentrația sa. Astfel, la o concentrație de 35; 31,5; 22 și 10%, respectiv, densitatea acestuia va fi 1,18; 1,16; 1,11 și 1,05 g / cm3 înghețarea temperatură -32-48, -68, -15 ° C
Acidul clorhidric este un acid puternic, care interacționează în mod activ cu multe metale și oxizii lor. Săruri ale acidului clorhidric (cloruri) sunt ușor solubile în apă. Pe drumul de a afecta calitatea producției sale.
Principalele etape ale producției de acid clorhidric sunt: obținerea de acid clorhidric și absorbția de acid clorhidric de apă. Metode pentru producerea de acid clorhidric diferite metode de producere de acid clorhidric. În prezent, metoda principală pentru producția industrială de acid clorhidric este sinteza clor și hidrogen sa produs în electroliza soluțiilor apoase de sare.
In industrie, acid clorhidric se produce în următoarele moduri:
- din gazele de evacuare (gazele reziduale), a unui număr de procese.
În toate cazurile, producerea de acid clorhidric (reactiv obținut
proces sulfat, sintetic, abgaznoy) este format din două etape:
1) asigurarea unui acid clorhidric
2) de absorbție (absorbție) de apă acid clorhidric.
În funcție de metoda de îndepărtare a căldurii de absorbție, care atinge 72,8 kJ / mol procese sunt împărțite în izoterma (temperatură constantă) adiabatic (fără schimb de căldură cu mediul înconjurător) și combinate.
Metoda sulfatată se bazează pe interacțiunea clorurii de sodiu cu NaCI concentrată de acid sulfuric H2 SO4 (92-93%), la 500-550 ° C
Sinteza elementelor de acid clorhidric dă un gaz clorhidric concentrat (conținând 80-90% și mai mult HCI), absorbția de apă ușor maleabil lichefiat și distilat permite obținerea unui acid reactiv curat, din care concentrare poate ajunge la 38%, atunci când este necesar. Baza sintezei directe a acidului clorhidric este o reacție în lanț de combustie:
Reacția este inițiată prin lumină, umiditate, materiale solide poroase (cărbune, platină spongioasă) și unele minerale (cuarț, argilă). Absolut clor uscat și hidrogen nu interacționează. Prezența urmelor de umezeală accelerează reacția este atât de intensă încât poate să apară cu o explozie. În instalațiile industriale se realizează în liniște, fără combustie exploziv de hidrogen într-un curent de clor. Hidrogenul este alimentat într-un exces de 5-10%, ceea ce permite utilizarea deplină a clorului mai valoros și să primească necontaminate cu clor, acid clorhidric.
Arderea amestecului de clor și hidrogen produs în cuptoarele de desene sau modele diferite, care sunt camere mici realizate din cărămizi refractare, cuarț topit, grafit sau din metal. Materialul cel mai modern, prevenind contaminarea produsului este grafit impregnat cu rășină fenolformaldehidică. Pentru a preveni natura explozivă a reactanților de combustie sunt amestecate direct în flacăra flacăra arzătorului. În zona superioară a camerei de ardere montat schimbătoare de căldură pentru răcirea gazelor de reacție la 150-160 ° C Putere cuptor de grafit modern, ajunge la 65 t / d. (Bazat pe acid clorhidric conținând 35% HCI).
În cazul deficitului de hidrogen aplica diferite modificări ale procesului.
De exemplu, un amestec de Cl2 a fost trecut cu abur printr-un strat de cărbune incandescent poros:
Temperatura de proces este 1000-1600 ° C, în funcție de tipul de cărbune și prezența impurităților, care sunt catalizatori, de exemplu Fe2 O3.
Promițând este utilizarea amestecurilor de CO cu vapori de apă:
Cea mai mare cantitate semnificativă de acid clorhidric este în prezent produs din abgaznogo acid clorhidric (HCl). format în clorurarea și dehidroclorurare compușilor organici, cloruri metalice piroliza uzate organoclorurate, obținerea îngrășămintelor și altele fără clor de potasiu. gazele de ardere conțin diferite cantități de acid clorhidric, impurități inerte (N2. H2. CH4), ușor solubil în apă, substanțe organice (clorbenzenul, clormetan), solubil în apă, substanță (acid acetic, cloralhidrat), impuritățile acide (Cl2. HF, O2) și apă. Atunci când conținutul de impurități inerte mai puțin de 40%, este avantajos să se utilizeze o absorbție izotermă de HCl în gazele reziduale.
Cele mai promițătoare sunt amortizoarele de film pentru a extrage gazele de ardere din original 65% la 85% acid clorhidric.
In industrie pentru a produce acid clorhidric, sunt utilizate cel mai larg sistem de absorbție adiabatic. Gazele reziduale sunt introduse în partea inferioară a absorberului, și apă (sau acid clorhidric diluat) - în contracurent la partea de sus. Acidul clorhidric este încălzit la punctul de fierbere datorită căldurii de dizolvare a HCI. scăzută de absorbție este determinată de concentrația de acid a punctului de fierbere corespunzător, amestecul azeotrop temperatură maximă de fierbere este de aproximativ 110 ° C
În prezent, calitatea de acid clorhidric produs de întreprinderi, standarde și specificații publice normalizate.
Interacțiunea hidrogenului cu clorul (arderea hidrogenului în clor) curge prin reacția:
Procesul are loc într-un cuptor vertical căptușit cu un material refractar. In partea de jos a cuptorului, echipat cu un arzător cu gaz format din două tuburi dispuse concentric. Deoarece tubul exterior este alimentat cu hidrogen, iar în interior - clor. La ieșirea din gazele arzătorului sunt amestecate și arse pentru a forma acid clorhidric. Normal combustie (neexploziv) a hidrogenului în clorul are loc la o temperatură de 2300-2400 ° C Kiln pentru sinteza de acid clorhidric 15-16 tone / zi, calculat ca 100% HK1.
Producerea sintezei de acid clorhidric de clor și hidrogen său are o serie de avantaje, care au condus la utilizarea sa pe scară largă: concentrație mare de produs (80-90% CI1), care să permită obținerea de acid clorhidric pur; în procesul de fabricație nu este cheltuită acid sulfuric și combustibil.
Indicatori ai concentrației acidului și gradul de calitate B depind de soiul: acestea sunt, respectiv, 33 și 64% pentru cel mai înalt grad • 10 -4% și, respectiv, 31,5% sorta- și 54-10% -4.
Aceste mărci de acid clorhidric utilizat pentru producerea de substanțe chimice, materiale plastice, vopsele, metalurgie, pentru puțuri de petrol de foraj și altele asemenea. N.
Acid clorhidric de puritate ridicată este produsă din acidul clorhidric gazos, purificat bine cu ajutorul unui aparat care este rezistent la acțiunea acidului clorhidric (ceramică, sticlă, etc.). Acest acid este utilizat în industria medicală și alimentară, pentru fabricarea de produse chimice și în alte scopuri.
În prezent, o cantitate considerabilă de acid clorhidric utilizat pentru prepararea acidului clorhidric ca produs secundar în producerea compușilor organici. Acizii care derivă din acidul clorhidric produs secundar, prin calitatea și concentrația este substanțial acizi inferiori sintetcheskim (24,5-30%) și mult mai ieftin le.
În cantități mici, în scopuri de laborator, acidul clorhidric este produs de vechi sulfat - sare în reacție și acid sulfuric concentrat:
Un produs de selecție în această metodă este producerea de sulfat de sodiu Na2 S04.
Acidul clorhidric rezultat, denumit „Tehnologia Acid clorhidric“, are o concentrație mare, dar este contaminată cu impurități din reactanți. În unele cazuri, pentru a reduce corozivitatea în acid clorhidric a fost adăugat diferiți inhibitori.