hcl合成工藝授課教材

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1、氯化氫合成生產(chǎn)工藝實用授課教材14一、概述工序生產(chǎn)任務(1).供應合格的氯化氫給單體工段;為本廠及用戶提供優(yōu)質(zhì)的高純鹽酸。(2).平衡氯氣，保證全廠正常生產(chǎn)。本工序原料及其特性1、氫的化學性質(zhì)氫氣易燃，在空氣中燃燒，生成水。2H2+O2=2H2O氫氣在氯氣中含4～96％，或在氧氣中含5～95％,或在空氣中含5～7％時，均可構成爆炸氣體，遇明火或強光即發(fā)生爆炸。原料氯氣的性質(zhì)2、氯氣的物理性質(zhì)a)分子式：Cl2b)分子量：70.906c)常溫時是黃綠色、有刺激性氣味。d)劇毒，國家規(guī)定空氣中允許的濃度為0.001mg/Le)易

2、液化，能溶于水，溶解度隨溫度的升高而降低。f)Cl2在一個大氣壓下100克水中溶解氯氣克數(shù)溫度／℃01020304050溶解度1.46000.99720.72930.57230.45900.3925溫度／℃60708090100溶解度0.32950.27930.22270.12700g)氯氣易溶于許多有機溶劑，如酒精、庚烷、四氯化碳等。h)氯氣的一些物理數(shù)據(jù)原子序素17共價半徑／Pm99粘度／cp0.0123價層電子結構3S23P5汽化熱／（kcal/mol）4.878密度／（kg/m3）3.214熔融熱／（kcal/mol

3、）1.531熔解熱／（kcal/mol）5.28電負性3沸點／℃-34.5熔點／℃-101氯的化學性質(zhì)a)氯氣的化學性質(zhì)很活潑，有很強的氧化性。b)氯氣可以與所有金屬和大多數(shù)非金屬元素（N、O、C和稀有氣體除外）直接化合。2Ag＋Cl2=2AgClc)氯氣可與一些氣體反應：點燃Cl2＋H2=2HCl+Qd)氯氣與些有機化合物反應：紫外線C6H6＋3Cl2—→C6H6Cl614e)氯氣與無機化合物反應：2NaOH＋Cl2＝NaClO＋NaCl＋H2Of)氯氣易溶于水中，并生成次氯酸和鹽Cl2＋H2O→HClO＋HClHClO→

4、HCl＋[O]所釋放的初生態(tài)氧是強氧化劑，對金屬的腐蝕性極大。g)氯氣能與氫按一定比例混合成炸性氣體，在明火、高溫及日光的觸發(fā)下，猛烈爆炸。氯氣與氫氣混合爆炸極限：下限H2為5％，Cl2為95％，上限H2為87.5％，Cl2為12.5%。高純鹽酸的質(zhì)量指標標準（HG/2778-1996）級別指標指標名稱一等品合格品總酸度（以HCl計%）≥31.031.0鈣（以Ca計）mg/L≤0.300.50鎂（以Mg計）mg/L≤0.070.20鐵（以Fe計）≤0.303.0蒸發(fā)殘渣，mg/L≤25.050.0游離氯mg/L≤20.060

5、.0氯化氫性質(zhì)氯化氫（HCl）在常溫下為無色、有刺激性嗅味的氣體，熔點-114.6℃，沸點-84.1℃，比重1.3。極易溶于水，并強烈地放熱，其水溶液就是鹽酸，是常用的無機強酸之一。純的鹽酸是無色液體，工業(yè)鹽酸由于有鐵、氯或有機雜質(zhì)存在而呈黃色。20℃時，濃度31%的鹽酸比重為1.1543，濃度為36%的鹽酸比重為1.1789。飽和的或濃的鹽酸在空氣中能揮發(fā)出氯化氫氣體。氯化氫極易與潮濕空氣中的水分生成白色的煙霧。氯化氫在干燥的狀態(tài)下幾乎不與金屬反應，但在含水或溶于水時，其表現(xiàn)為鹽酸的性能，腐蝕性很強，能與大多數(shù)金屬反應，生

6、成相應的鹽類。二、本工序的生產(chǎn)原理1、合成氯化氫的反應機理生產(chǎn)氯化氫及鹽酸其主要反應還是氯氣與氫氣的化合反應，氯氣與氫氣在適宜的條件（如光，燃燒或觸媒）下，會迅速化合，發(fā)生鏈鎖反應，其反應式如下：Cl2＋H2=2HCl+18.42kJ①鏈的生成；在化合氯化氫生產(chǎn)過程中，一個氯化氫分子吸收光量子后，被離解成兩游離的氯原子（Cl·）即活性氯原子。Cl2＋hr→2Cl·②14鏈的傳遞：一個活性氯原子再與一個氫分子作用，生成一個氯化氫分子和一個游離氫原子（H·）,這個活性的氫原子又與一個氯分子作用，生成一個氯化氫分子和一個游離的氯原

7、子（Cl·），如此循環(huán)構成一個鏈鎖性反應。Cl·＋H2→HCl＋H·H·＋Cl2→HCl＋Cl·Cl·＋H2→HCl＋H·……③鏈的終止：在鏈鎖反應過程中，如果因外界的因素使H·和Cl·化合，則鏈鎖反應即被破壞，使鏈傳遞終止。a.在反應過程中，由于元素的自身結合也可以使鏈鎖終止。H·＋H·→H2Cl·＋Cl·→Cl2Cl·＋H·→HClb.在反應過程中，由于游離氫原子或游離氯原子與設備內(nèi)碰撞，使活性原子失活，發(fā)生的鏈終止。C.在反應過程中，由于反應物濃度可使鏈傳遞終止,負催化劑的作用，也可以使鏈中斷。在均衡的生產(chǎn)中，由于氫化

8、氯的原子濃度相比是極其微小的，所以不會出現(xiàn)鏈終止。在實際生產(chǎn)中，氯與氫在燃燒前并不混合（否則會發(fā)生爆炸反應）而是通過一種特殊的設備“燈頭”使氯與氫均衡燃燒。影響氯化氫合成的因素1、溫度的影響氯氣與氫氣在常溫常壓，無光的條件下的反應速度是非常緩慢的，但在440℃以上卻迅速化合，所以，一般在溫